JP2014123481A - Fuel battery cell, fuel cell stack, and methods of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池用セル、燃料電池スタック、及びそれらの製造方法に係り、特に、固体酸化物形燃料電池において、固体酸化物からなる電解質、燃料極、及び酸化剤極を保持する金属支持材である基板を備えた燃料電池用セル、燃料電池スタック、及びそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell, a fuel cell stack, and a method for producing the same, and more particularly, in a solid oxide fuel cell, a metal support for holding an electrolyte made of a solid oxide, a fuel electrode, and an oxidant electrode. The present invention relates to a fuel cell having a substrate as a material, a fuel cell stack, and a method for manufacturing the same.
固体酸化物形燃料電池(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)は、固体電解質形燃料電池とも称され、固体電解質にイットリア安定化ジルコニア等、酸化物イオンを伝導する固体電解質が用いられる燃料電池である。この固体電解質を隔壁として、一方の側面に燃料極(アノード)が設けられて水素などの燃料ガスが燃料極に供給され、他方の側面に酸化剤極が設けられて空気などの酸化剤ガスが酸化剤極(カソード)に供給される。そして、この固体酸化物形燃料電池(SOFC)は、酸化剤極で生成された酸化物イオン(O2−)を固体電解質に透過させ、燃料極で水素などの燃料ガスと反応させることにより電気エネルギーを発生する燃料電池である。 A solid oxide fuel cell (SOFC) is also called a solid electrolyte fuel cell, and is a fuel cell in which a solid electrolyte that conducts oxide ions, such as yttria-stabilized zirconia, is used as a solid electrolyte. Using this solid electrolyte as a partition wall, a fuel electrode (anode) is provided on one side surface, and a fuel gas such as hydrogen is supplied to the fuel electrode, and an oxidant electrode is provided on the other side surface so that an oxidant gas such as air is supplied. Supplied to the oxidizer electrode (cathode). In this solid oxide fuel cell (SOFC), the oxide ions (O 2− ) generated at the oxidant electrode are permeated through the solid electrolyte and reacted with a fuel gas such as hydrogen at the fuel electrode. It is a fuel cell that generates energy.
上述したように、この燃料極(アノード)及び酸化剤極(カソード)が電解質を挟んで設置されると発電要素を構成して「単セル」となる。本明細書では、この「単セル」を「燃料電池用セル」と称する。そして、この発電要素(単セル)を積層させて高出力にしたのが「スタック」であり、本明細書では、これを「燃料電池スタック」と称する。この「スタック」ではセルとセルとの間に挟んで、燃料ガスや空気を遮断する役割を果たす板状の部品が設けられる。これを一般的に「セパレータ」又は「インターコネクタ」と称するが、本明細書では「セパレータ」と称する。このセパレータは、各セルをシールする機能のほかに、一般的にガスが流れる流路を作り込んで、燃料ガスや酸化剤ガスを送り込む機能を担う。 As described above, when the fuel electrode (anode) and the oxidant electrode (cathode) are installed with the electrolyte interposed therebetween, the power generation element is configured to be a “single cell”. In the present specification, this “single cell” is referred to as a “fuel cell”. The power generation element (single cell) is stacked to obtain a high output, which is a “stack”. In the present specification, this is referred to as a “fuel cell stack”. In this “stack”, plate-like components that serve to block fuel gas and air are provided between the cells. This is generally referred to as a “separator” or “interconnector”, but is referred to herein as a “separator”. In addition to the function of sealing each cell, this separator generally has a function of creating a flow path through which gas flows and feeding fuel gas and oxidant gas.
固体酸化物形燃料電池(SOFC)には、代表的なセル構造として平板状SOFC及び円筒型SOFCがある。平板状SOFCは、平板状の燃料極(アノード)、電解質、酸化剤極(カソード)を重ね合わせて平板状の発電要素(単セル)を構成し、セパレータを挟んで何層にも積層して高出力を得る構造である。一方、円筒型SOFCは、円筒状の電解質の外側を燃料極(アノード)及び酸化剤極(カソード)の一方で巻き、電解質の内側を燃料極(アノード)及び酸化剤極(カソード)の他方で巻いた構造である。本発明に係る燃料電池用セル、燃料電池スタック、及びそれらの製造方法では、平板状SOFCに適用した場合について説明するが、本発明の特徴は円筒型SOFCの場合に適用されてもよい。 Solid oxide fuel cells (SOFCs) include flat SOFCs and cylindrical SOFCs as typical cell structures. A flat SOFC is composed of a flat fuel electrode (anode), electrolyte, and oxidant electrode (cathode) to form a flat power generation element (single cell). It is a structure that obtains high output. On the other hand, in the cylindrical SOFC, the outside of the cylindrical electrolyte is wound with one of the fuel electrode (anode) and the oxidant electrode (cathode), and the inside of the electrolyte is wound with the other of the fuel electrode (anode) and the oxidant electrode (cathode). It is a wound structure. In the fuel cell, the fuel cell stack, and the manufacturing method thereof according to the present invention, a case where it is applied to a planar SOFC will be described, but the features of the present invention may be applied to a cylindrical SOFC.
図9に、従来の燃料電池スタック40の構成を示す。燃料電池用セル30は、セパレータ31と交互に積層されるが、図9では、1枚の燃料電池用セル30と、その燃料電池用セル30を挟む2枚の第1セパレータ31a及び第2セパレータ31bのみを取り出して示す。燃料電池用セル30は、平板状の燃料極3及び酸化剤極4が積層され、燃料極3と酸化剤極4とが電解質5を挟み込むことで発電要素2を構成する。
FIG. 9 shows a configuration of a conventional
第1セパレータ31a及び第2セパレータ31bには、それぞれ燃料ガス流路32及び酸化剤ガス流路33が設けられる。燃料ガス流路32からは、水素などの燃料ガス24が燃料極3に供給される。酸化剤ガス流路33からは、空気などの酸化剤ガス25が酸化剤極4に供給される。図9に示すように、燃料ガス流路32と酸化剤ガス流路33とは、共に一方向の流路であり、第1セパレータ31a,第2セパレータ31bの両面にそれぞれ独立して設けられる。これにより、第1セパレータ31aに隣接する一方の燃料電池用セル30が燃料極3であれば、隣接する他方の燃料電池用セル30は酸化剤極4になり、燃料ガス流路32と酸化剤ガス流路33とがそれぞれ対応する。また、燃料ガス流路32と酸化剤ガス流路33とは、例えば、同一の方向に向かって流路が設けられるパラレル流路方式、逆方向に向かって流路が設けられるカウンター流路方式、相互に交差する方向に向かって流路が設けられるクロス流路方式などが採用されている。これらの流路方式は、いずれもセパレータ31により燃料ガス24と酸化ガス25とが混合しないように分離されて供給される。
The
上述したように、燃料極及び酸化剤極が固体電解質を挟んで設置されると発電要素となる。一般に固体電解質の電気抵抗は発電要素にとって発電損失となるため、発電出力密度を向上させるためには、固体電解質を薄膜化して膜抵抗を低減させる必要がある。一方、固体電解質は、発電要素を構成する要素であることからある程度の面積が要求される。つまり、セルの構成要素には機械的な強度を持たせなければならない。 As described above, when the fuel electrode and the oxidant electrode are installed with the solid electrolyte sandwiched therebetween, they become power generation elements. In general, since the electric resistance of the solid electrolyte becomes a power generation loss for the power generation element, in order to improve the power generation output density, it is necessary to reduce the film resistance by reducing the thickness of the solid electrolyte. On the other hand, since the solid electrolyte is an element constituting the power generation element, a certain amount of area is required. In other words, the cell components must have mechanical strength.
平板型SOFCの場合、例えば、アノードを支持基板としたアノード支持セル、カソードを支持基板としたカソード支持セルなどが考案されているが、いずれもセルの支持体としては十分な強度が確保できないという問題があった。そこで、これらの発電要素以外に、ポーラスな金属の層である金属支持体(メタル・サポート・セル(Metal−Supported Cell))を基板として発電要素に加えた構造が考案されている。このメタル・サポート・セル(Metal-Supported Cell)は、機械的強度に優れる金属基板を採用して発電要素を支持し、固体電解質の薄膜化を実現させ、発電効率を向上させる。 In the case of a flat-plate SOFC, for example, an anode support cell using an anode as a support substrate and a cathode support cell using a cathode as a support substrate have been devised, but none of them can ensure sufficient strength as a cell support. There was a problem. Therefore, in addition to these power generation elements, a structure has been devised in which a metal support (metal-supported cell) that is a porous metal layer is added to the power generation element as a substrate. This metal-supported cell employs a metal substrate having excellent mechanical strength to support a power generation element, realize a thin solid electrolyte, and improve power generation efficiency.
この金属支持体を用いた平板型固体酸化物形燃料電池(SOFC)は、固体電解質の薄膜化を実現させ、発電効率を向上させるが、一方で、燃料極、酸化剤極、電解質の発電要素にさらに基板が加わるため、その構成及び機能が複雑となる。そこで、発電要素と基板との位置関係、燃料極への燃料ガスの供給路、酸化剤極への酸化剤ガスの供給路などについての各種の構成及び機能が提案されている。 The flat solid oxide fuel cell (SOFC) using this metal support realizes thinning of the solid electrolyte and improves the power generation efficiency. On the other hand, the power generation element of the fuel electrode, the oxidant electrode, and the electrolyte Further, since the substrate is added, the configuration and function are complicated. Accordingly, various configurations and functions have been proposed regarding the positional relationship between the power generation element and the substrate, the fuel gas supply path to the fuel electrode, the oxidant gas supply path to the oxidant electrode, and the like.
特許文献1には、耐熱衝撃性に優れ、出力密度の高い固体酸化物形燃料電池用セルを提供し、かつ固体酸化物形燃料電池を生産性良く生産することができる製造方法が開示されている。ここでは、金属支持体である基板に固体酸化物から成る電解質と燃料極と空気極が形成されている。この基板は緻密なガス不透過部分とガス透過性を備えた多孔化部分から成り、この多孔化部分を覆うようにエアロゾルデポジッション法にて電解質層が形成されている。そして、この電解質層が形成された後に、燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層が電解質層上に形成される。そして、電解質層が形成された部分の基板がエッチングされて多孔化される。さらに、多孔化部分の下部に燃料極及び空気極のいずれか他方が形成され、燃料極及び空気極が基板を挟んで対向した面に形成されて発電要素を構成することが記載されている。
このように、特許文献1では、基板としての金属支持体を設けることで電解質層の薄膜化が達成されている。そして、基板の一方に空気極(又は燃料極)と電解質層が、基板の他方に燃料極(又は空気極)が分離して積層されて発電要素を形成している。また、基板に多孔化部分が形成されて燃料極(又は空気極)が電解質層と接し、発電要素を形成している。さらに、基板を挟んで燃料極への燃料ガスの供給路、及び酸化剤極への酸化剤ガスの供給路が確保されている。
As described above, in
特許文献2には、基板の所望の位置に緻密な固体電解質薄膜を含む発電要素とガス流路を構成することができ、出力体積密度に優れた固体電解質型燃料電池を低コストに得ることができる燃料電池用セル体と、このような燃料電池用セル体の製造方法を提供することが開示されている。ここでは、燃料電池用セル体は、例えば成膜基板としての金属支持体の所望部位に電解質層および電極層を形成した後、この金属支持体の成膜位置に任意のパターンで凹部を形成し、凹部の底に多孔質部をエッチング加工により形成してガス透過性を与えることにより発電要素を構成することが記載されている。 In Patent Document 2, a power generation element including a dense solid electrolyte thin film and a gas flow path can be configured at a desired position on a substrate, and a solid oxide fuel cell excellent in output volume density can be obtained at low cost. It is disclosed to provide a cell body for a fuel cell and a method for producing such a cell body for a fuel cell. Here, in the cell body for a fuel cell, for example, an electrolyte layer and an electrode layer are formed at a desired portion of a metal support as a film formation substrate, and then a recess is formed in an arbitrary pattern at the film formation position of the metal support. In addition, it is described that a power generation element is configured by forming a porous portion at the bottom of a concave portion by etching to provide gas permeability.
そして、特許文献2の図1に示す燃料電池用セル板では、金属支持体を燃料極と兼用させ、金属支持体を隔壁として燃料ガスと酸化剤ガスとを分離して供給できるようにガス流路を形成し、金属支持体の多孔質部により燃料ガスが供給される構成が示されている。一方、図2,図4及び図5に示す燃料電池用セル板では、燃料極を電解質層により覆うことで、燃料ガスと酸化剤ガスとを分離して供給できるようにガス流路を形成し、金属支持体の多孔質部により燃料極に燃料ガスが供給される構成が示されている。 In the cell plate for a fuel cell shown in FIG. 1 of Patent Document 2, the gas support is used so that the fuel gas and the oxidant gas can be separately supplied by using the metal support as a fuel electrode and using the metal support as a partition. A configuration is shown in which fuel gas is supplied by a porous portion of a metal support that forms a channel. On the other hand, in the fuel cell plate shown in FIGS. 2, 4 and 5, the fuel electrode is covered with an electrolyte layer to form a gas flow path so that fuel gas and oxidant gas can be supplied separately. The structure in which the fuel gas is supplied to the fuel electrode by the porous portion of the metal support is shown.
このように、特許文献2では、金属支持体である基板を設けてその上に発電要素を構成することで構造的な強度を確保し電解質の薄肉化を達成している。また、基板を隔壁とすることで燃料ガスと酸化剤ガスとを分離して供給できるようにガス流路を形成し、基板の孔部分により燃料ガスが供給される構成が示されている。 Thus, in patent document 2, the structural strength is ensured by providing the board | substrate which is a metal support body, and comprising a power generation element on it, and thinning of electrolyte is achieved. Further, a configuration is shown in which a gas flow path is formed so that fuel gas and oxidant gas can be supplied separately by using a substrate as a partition, and fuel gas is supplied through a hole portion of the substrate.
特許文献1に示す金属支持体を用いた燃料電池用セルの場合には、金属支持体を挟んで燃料ガス及び酸化剤ガスを供給するガス供給路が設けられるため、十分なガス供給が確保できる。しかし、金属支持体である基板の一部に多孔化部分を設けて燃料極と電解質と酸化剤極とで十分な発電を行うためには、ガス供給が十分に行われる広さを有する多孔化部分を設ける必要がある。しかし、この基板は多孔化部分により機械的な強度が脆弱であり、多孔化部分を拡大してガス供給の効率を上げると機械的な強度が低下するという問題がある。このように、特許文献1には、多孔化部分により機械的な強度が脆弱な基板を補強する構成がないため基板の強度上の問題が発生する。
In the case of a cell for a fuel cell using a metal support shown in
また、この多孔化部分はガスを安定的に透過させなければならない部分であり、その品質が発電性能に大きく影響する。特許文献1では、基板が1回のエッチングにより多孔化されるが、基板に対して高い圧力で化学薬品などを噴射するため粗い加工となり、エッチング深さや多孔質の穴径のばらつきが大きくなり品質が安定しないという問題が発生する。
In addition, the porous portion is a portion where gas must be stably permeated, and the quality greatly affects the power generation performance. In
特許文献2に示す金属支持体を用いた燃料電池用セルの場合、図1に示す燃料電池用セル板では金属支持体を燃料極と兼用させるため、特許文献1と同様な構成となる。従って、多孔質部は機械的な強度が脆弱であるという問題がある。また、図2,図4及び図5に示す燃料電池用セル板でも、多孔質部は、燃料極に燃料ガスを供給しなければならないため、十分に広い多孔質部を備える必要がある。しかし、この多孔質部は、機械的な強度が脆弱であるという問題がある。このように、特許文献2にも、多孔質部により機械的な強度が脆弱な基板を補強する構成がないため基板の強度上の問題が発生する。なお、図2,図4及び図5に示す燃料電池用セル板の場合、金属支持体がフレームと接着しているものの、金属支持体を補強する補強材は示されていない。
In the case of the fuel cell using the metal support shown in Patent Document 2, the fuel cell plate shown in FIG. 1 has the same configuration as that of
また、この多孔質部は、特許文献1と同様にガスを安定的に透過させなければならない部分であり、その品質が発電性能に大きく影響する。従って、特許文献2でも、基板が1回のエッチングにより多孔質化されるが、基板に対して高い圧力で化学薬品などを噴射するため粗い加工となり、エッチング深さや多孔質の穴径のばらつきが大きくなり品質が安定しないという問題が発生する。
Moreover, this porous part is a part which must permeate | transmit gas stably similarly to
さらに、燃料電池用セルを積層した燃料電池スタックにおいて、電解質、燃料極、酸化剤極という発電要素の構成に金属支持体である基板が設けられた場合、効率的に燃料ガス及び酸化剤ガスを供給する燃料ガス供給路及び酸化剤ガス供給路を確保しなければならないという問題がある。 Furthermore, in a fuel cell stack in which fuel cell cells are stacked, when a substrate that is a metal support is provided in the configuration of a power generation element such as an electrolyte, a fuel electrode, and an oxidant electrode, the fuel gas and the oxidant gas are efficiently removed. There is a problem that a fuel gas supply path and an oxidant gas supply path to be supplied must be secured.
本願の目的は、かかる課題を解決し、金属支持体である基板の機械的な強度を補強し、効率的なガス供給路を確保し、かつ高品質であり発電性能に優れた燃料電池用セル、このセルを積層した燃料電池スタック、及びそれらの製造方法を提供することである。 The object of the present application is to solve this problem, reinforce the mechanical strength of the substrate as a metal support, ensure an efficient gas supply path, and have high quality and excellent power generation performance. The present invention also provides a fuel cell stack in which the cells are stacked, and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池用セルは、基板の一方の面に、燃料極及び酸化剤極のいずれか一方である第1の電極と、電解質と、燃料極及び酸化剤極のいずれか他方である第2の電極と、からなる発電要素が、第1の電極が基板に隣接するように順次積層され、基板の他方の面には、第1の電極に対向する位置においてエッチングにより除去される基板除去部と、基板から第1の電極と反対側に突出して接着される補強基板とが設けられ、前記基板除去部は、基板が凹部を形成するように除去される基板除去凹部と、基板を貫通して第1の電極までガスを透過させる微細孔を有する微細孔部とから構成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fuel cell according to the present invention includes a first electrode that is one of a fuel electrode and an oxidant electrode, an electrolyte, a fuel electrode, and an oxidant on one surface of a substrate. A power generation element comprising a second electrode, which is the other of the poles, is sequentially stacked such that the first electrode is adjacent to the substrate, and the other surface of the substrate is positioned opposite the first electrode A substrate removing portion removed by etching and a reinforcing substrate protruding from the substrate to the opposite side of the first electrode and bonded thereto, and the substrate removing portion is removed so that the substrate forms a recess. It is characterized by comprising a substrate removal recess and a fine hole portion having a fine hole that passes through the substrate and allows gas to pass to the first electrode.
上記構成により、基板には第1の電極に対向する位置においてエッチングにより除去される基板除去部が設けられる。このように、基板に基板除去部を設けることでエッチングにより除去した微細孔とし、燃料ガス又は酸化剤ガスを第1の電極に透過して供給させることができる。そして、この基板除去部は、基板除去凹部及び微細孔部から構成される。すなわち、基板除去凹部は、基板を貫通させずに基板が凹部を形成するようにエッチングにより除去するが、微細孔部は、基板を貫通するエッチングにより微細孔を形成させてガスを第1の電極まで透過させる。このように、基板を2つの除去部分に分けてエッチングすることでエッチング深さや微細孔の穴径のばらつきを小さくし、高品質であり発電性能に優れた燃料電池用セルとすることができる。 With the above structure, the substrate is provided with a substrate removal portion that is removed by etching at a position facing the first electrode. As described above, by providing the substrate removal portion in the substrate, the fine holes removed by etching can be formed, and the fuel gas or the oxidant gas can be transmitted through the first electrode. And this board | substrate removal part is comprised from a board | substrate removal recessed part and a micropore part. That is, the substrate removal recess is removed by etching so that the substrate forms a recess without penetrating the substrate, but the microhole is formed by forming a microhole by etching penetrating the substrate, and the gas is supplied to the first electrode. Permeate up to. In this way, by dividing the substrate into two removed portions and etching, variations in the etching depth and the hole diameter of the fine holes can be reduced, and a fuel cell having high quality and excellent power generation performance can be obtained.
また、基板には補強基板が接着される。この補強基板により基板の機械的な強度を補強することができ、基板を薄肉化することが可能となる。この基板の薄肉化により、基板を2つの除去部分に分けてエッチングする際にエッチングにより削除する量を削減することができ、より高品質であり発電性能に優れた燃料電池用セルとすることが可能となる。また、基板6に微細孔を設ける際に、薄肉化された基板の発電要素を保持する隔壁としての役割を補助することができる。すなわち、基板に基板除去凹部及び微細孔部から構成される基板除去部が設けられるが、この過程において、燃料極、電解質、酸化剤極から構成される発電要素が基板に積層される。この微細孔部は機械的な強度が脆弱であるため基板から発電要素が漏れ出るか或いは崩れ出てしまう現象を防止し、補強基板は基板の隔壁としての役割を補助することができる。さらに、この補強基板は基板から第1の電極と反対側に突出して接着される。これにより、基板除去部に隣接される補強基板を活用して効率的なガス供給路を確保することができる。
A reinforcing substrate is bonded to the substrate. This reinforcing substrate can reinforce the mechanical strength of the substrate, making it possible to reduce the thickness of the substrate. By thinning the substrate, it is possible to reduce the amount to be removed by etching when etching the substrate in two parts to be removed, and to obtain a fuel cell having higher quality and superior power generation performance. It becomes possible. Moreover, when providing the micropore in the board |
また、燃料電池用セルは、補強基板が基板除去部に連通し、燃料ガス又は酸化剤ガスを第1の電極に供給するガス供給部を形成するよう基板から突出することが好ましい。これにより、補強基板により基板の機械的な強度を補強し、同時にこの補強基板を活用して効率的なガス供給路を確保することができる。 The fuel cell preferably protrudes from the substrate so that the reinforcing substrate communicates with the substrate removal unit and forms a gas supply unit that supplies fuel gas or oxidant gas to the first electrode. Thereby, the mechanical strength of the substrate can be reinforced by the reinforcing substrate, and at the same time, an efficient gas supply path can be secured by utilizing the reinforcing substrate.
また、燃料電池用セルは、基板と第1の電極との間には、ガス拡散層が設けられることが好ましい。これにより、基板に設けられた微細孔を透過したガスが拡散されて第1の電極のより広い範囲に拡散して到達し、発電性能に優れた燃料電池用セルとすることができる。 The fuel cell preferably has a gas diffusion layer between the substrate and the first electrode. Thereby, the gas which permeate | transmitted the micropore provided in the board | substrate is diffused, and it spread | diffuses and reaches | attains to the wider range of a 1st electrode, It can be set as the cell for fuel cells excellent in electric power generation performance.
また、燃料電池用セルは、基板はその厚さが略0.005mmから略1.0mmの範囲内であり、ニッケル合金、ニッケル・クロームステンレス鋼、又はクロームステンレス鋼からなることにより、機械的強度に優れた金属支持体とし、機械的な強度を有する燃料電池用セルとすることができる。 Further, in the fuel cell, the substrate has a thickness in the range of about 0.005 mm to about 1.0 mm, and is made of nickel alloy, nickel-chrome stainless steel, or chrome stainless steel. It is possible to obtain a fuel cell having mechanical strength and a metal support excellent in the above.
また、燃料電池用セルを複数個積層してなる燃料電池スタックは、ガス供給部が基板、補強基板、及び基板に隣接して設置されるセパレータに包囲されて設けられ、補強基板の一部には、隣接されたガス供給部同士を連通するガス流路が設けられることが好ましい。これにより、燃料電池スタックにおいて効率的な燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路を容易に確保することができる。 In addition, a fuel cell stack formed by stacking a plurality of fuel cell cells is provided with a gas supply unit surrounded by a substrate, a reinforcing substrate, and a separator that is installed adjacent to the substrate. Is preferably provided with a gas flow path that connects adjacent gas supply units. Thereby, an efficient fuel gas channel and oxidant gas channel can be easily secured in the fuel cell stack.
また、燃料電池スタックは、基板には燃料ガス又は酸化剤ガスを第1の電極に供給するガス供給部及びガス流路からなるセルガス供給路が設けられ、セパレータには燃料ガス又は酸化剤ガスを第2の電極に供給するセパレータガス供給路が設けられることが好ましい。これにより、従来、セパレータに共に設けられていた燃料ガス供給路及び酸化剤ガス供給路のいずれかを基板及び補強基板に分担させてセパレータの薄肉化を可能とし、基板を補強して基板の薄肉化を図る補強基板を活用して燃料ガス供給路及び酸化剤ガス供給路のいずれかを確保することができる。 In the fuel cell stack, a cell gas supply path including a gas supply section and a gas flow path for supplying fuel gas or oxidant gas to the first electrode is provided on the substrate, and fuel gas or oxidant gas is supplied to the separator. It is preferable that a separator gas supply path for supplying the second electrode is provided. As a result, it is possible to reduce the thickness of the separator by sharing either the fuel gas supply path or the oxidant gas supply path, both of which are conventionally provided in the separator, with the substrate and the reinforcing substrate. One of the fuel gas supply path and the oxidant gas supply path can be secured by utilizing the reinforcing substrate that is made to be simplified.
また、上記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池用セルの製造方法は、基板の一方の面に、燃料極及び酸化剤極のいずれか一方である第1の電極と、電解質と、燃料極及び酸化剤極のいずれか他方である第2の電極と、からなる発電要素が、第1の電極が基板に隣接するように順次積層される燃料電池用セルの製造方法において、基板の他方の面に、第1の電極に対向する位置において、エッチングにより凹部を形成するように基板を除去するステップと、基板の一方の面に、第1の電極と電解質と第2の電極とを積層させるステップと、基板の他方の面に、エッチングにより基板を貫通させて第1の電極までガスを透過させる微細孔を設けるステップと、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a fuel cell according to the present invention includes a first electrode that is one of a fuel electrode and an oxidant electrode, an electrolyte, on one surface of a substrate, In the method of manufacturing a fuel cell, in which a power generation element comprising a second electrode that is the other of the fuel electrode and the oxidant electrode is sequentially stacked such that the first electrode is adjacent to the substrate, The step of removing the substrate so as to form a recess by etching at the position facing the first electrode on the other surface, and the first electrode, the electrolyte, and the second electrode on one surface of the substrate A step of laminating, and a step of providing, on the other surface of the substrate, a fine hole that penetrates the substrate by etching and allows gas to pass to the first electrode.
上記構成により、基板には、第1の電極に対向する位置において凹部を形成するように基板を除去されるステップと、基板を貫通させて第1の電極までガスを透過させる微細孔を設けるステップとの2つのステップに分けてエッチングが行われる。このように、基板を2つの除去部分に分けて段階的にエッチングすることでエッチング深さや微細孔の穴径のばらつきを小さくし、高品質であり発電性能に優れた燃料電池用セルとすることができる。 With the above-described configuration, the substrate is removed so as to form a recess at a position facing the first electrode, and the micro-hole is formed through the substrate to allow gas to pass through to the first electrode. Etching is performed in two steps. In this way, the substrate is divided into two removed portions and etched stepwise, thereby reducing variations in etching depth and hole diameter of the fine holes, thereby providing a fuel cell having high quality and excellent power generation performance. Can do.
また、燃料電池用セルの製造方法は、基板の他方の面において、基板を補強してガス供給部を形成する補強基板が接着されるステップを備えることが好ましい。これにより、基板の機械的な強度を補強する補強基板を活用して効率的なガス供給部を設けることができる。 The fuel cell manufacturing method preferably includes a step of adhering a reinforcing substrate that reinforces the substrate and forms a gas supply unit on the other surface of the substrate. Thereby, an efficient gas supply part can be provided by utilizing a reinforcing substrate that reinforces the mechanical strength of the substrate.
また、燃料電池用セルを複数個積層してなる燃料電池スタックの製造方法は、基板がセパレータを介して積層され、セパレータの一方の面は、基板と補強基板との間にガス供給部を形成するように基板に隣接して設置され、セパレータの他方の面は、第2の電極にガスを供給するガス供給路を確保するように基板に隣接して設置されることが好ましい。これにより、燃料電池スタックにおいて効率的な燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路を容易に確保することができる。 In addition, in a method of manufacturing a fuel cell stack in which a plurality of fuel cell cells are stacked, a substrate is stacked via a separator, and a gas supply part is formed between the substrate and the reinforcing substrate on one surface of the separator. It is preferable that the separator is disposed adjacent to the substrate, and the other surface of the separator is disposed adjacent to the substrate so as to secure a gas supply path for supplying gas to the second electrode. Thereby, an efficient fuel gas channel and oxidant gas channel can be easily secured in the fuel cell stack.
さらに、燃料電池スタックの製造方法は、第1の電極へはガス供給部及びガス流路からなるセルガス供給路を介して燃料ガス又は酸化剤ガスが供給され、第2の電極へはセパレータに設けられたセパレータガス供給路を介して燃料ガス又は酸化剤ガスが供給されることが好ましい。これにより、従来、セパレータに共に設けられていた燃料ガス供給路及び酸化剤ガス供給路のいずれかを基板及び補強基板に分担させてセパレータの薄肉化を可能とし、基板を補強して基板の薄肉化を図る補強基板を活用して燃料ガス供給路及び酸化剤ガス供給路のいずれかを確保することができる。 Further, in the method of manufacturing the fuel cell stack, fuel gas or oxidant gas is supplied to the first electrode through a cell gas supply path including a gas supply unit and a gas flow path, and the second electrode is provided on the separator. It is preferable that the fuel gas or the oxidant gas is supplied through the separator gas supply path. As a result, it is possible to reduce the thickness of the separator by sharing either the fuel gas supply path or the oxidant gas supply path, both of which are conventionally provided in the separator, with the substrate and the reinforcing substrate. One of the fuel gas supply path and the oxidant gas supply path can be secured by utilizing the reinforcing substrate that is made to be simplified.
以上のように、本発明に係る燃料電池用セル、燃料電池スタック、及びそれらの製造方法によれば、金属支持体である基板の機械的な強度を補強し、効率的なガス供給路を確保し、かつ高品質であり発電性能に優れた燃料電池用セル、このセルを積層した燃料電池スタック、及びそれらの製造方法を提供することができる。 As described above, according to the fuel cell, the fuel cell stack, and the manufacturing method thereof according to the present invention, the mechanical strength of the substrate that is the metal support is reinforced, and an efficient gas supply path is ensured. In addition, it is possible to provide a fuel cell having high quality and excellent power generation performance, a fuel cell stack in which the cells are stacked, and a method for manufacturing them.
以下に、図面を用いて本発明に係る燃料電池用セル1、燃料電池スタック20、及びそれらの製造方法の実施形態につき、詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of a
(燃料電池用セルの構成)
図1に、本発明に係る燃料電池用セル1の1つの実施形態の概略構成を示す。また、図2に、本発明に係る燃料電池用セル1の他の実施形態の概略構成を示す。すなわち、図1(a)に、第1発電要素2aが基板6上に設置された燃料電池用セル1の平面図を示す。また、図1(b)に図1(a)のA−A断面を示し、図1(c)に図1(a)のB−B断面を示し、図1(d)に図1(a)のC−C断面を示し、図1(e)に図1(a)のD−D断面を示す。また、図2(a)に、第2発電要素2bが基板6上に設置された燃料電池用セル1の平面図を示す。図2(b)に図2(a)のE−E断面を示し、図2(c)に図2(a)のF−F断面を示し、図2(d)に図2(a)のG−G断面を示し、図2(e)に図2(a)のH−H断面を示す。また、図3に、発電要素2、基板6、補強基板7、及びガス供給部15の詳細を断面で示す。更に、図4(a)に、図3を拡大して燃料電池用セル1の基板除去部12及びガス供給部15の詳細を示し、図4(b)に、図4(a)のJ-J断面を示す。
(Configuration of fuel cell)
FIG. 1 shows a schematic configuration of one embodiment of a
図1及び図2に示すように、燃料電池用セル1は、基板6、補強基板7、及び発電要素2a,2bから構成され、発電要素2a,2bは燃料極3,酸化剤極4,及び電解質5から構成される。すなわち、本発明に係る燃料電池用セル1は、発電要素2に対して金属支持体を基盤6として用いる金属支持型セルである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板6は、本実施形態では略正方形の板であるが、これに限らず、例えば長方形、円形等、他の形状であっても良い。この基板6の厚さは略0.005mmから略1.0mmの範囲内である。そして、基板6は、例えばニッケル・クロームステンレス鋼又はクロームステンレス鋼などからなる金属であるが、これらの材料には限らない。
Although the board |
基板6の一方の面には、燃料極及び酸化剤極のいずれか一方である第1電極3と、電解質5と、燃料極及び酸化剤極のいずれか他方である第2電極4と、からなる発電要素2a,2bが積層される。すなわち、本実施形態では、この発電要素2a,2bは第1電極3が基板6に対向し、第2電極4と第1電極3が電解質5を挟むように順次積層されるが、第1電極3と第2電極4とが逆であっても良い。また、本実施形態では、燃料極を第1電極3とし、酸化剤極を第2電極4とするが、燃料極と酸化剤極とは逆であっても良い。なお、本明細書では、図中の符号は燃料極を“3”とし、酸化剤極を“4”として表示する。このように、燃料極3と酸化剤極4とが電解質5を挟んで積層されることで、酸化剤極4で生成された酸化物イオン(O2−)が電解質5を透過し、燃料極3で燃料ガスと反応することにより電気エネルギーを発生させる燃料電池となる。
On one surface of the
図1には、四角形の第1発電要素2aを用いた場合の燃料電池用セル1を示し、図2には、円形の第2発電要素2bを用いた場合の燃料電池用セル1を示す。このように、発電要素2の形状には四角形、円形が採用されるが、これに限らず、三角形などの多角形や楕円形など他の形状であっても良い。本実施形態では、燃料電池用セル1には、25個の発電要素2が5行、5列に整然と配列されるが、燃料電池用セル1当たりの発電要素2の個数及び配列はこれに限らない。
FIG. 1 shows a
図3及び図4に示すように、基板6は、基板6を補強する補強基板7と接着される。この補強基板7は、接着面17に示す面で基板に接着される。この補強基板7は、基板6と同じ寸法の板であるが、これに限らず、例えば長方形、円形等、他の形状であっても良い。この補強基板7は、基板6と同様な素材からなり、例えばニッケル・クロームステンレス鋼又はクロームステンレス鋼などからなるが、これらの材料には限らない。この基板6と補強基板7との接着は、拡散接着、又はロウ付けなどにより行われる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
(燃料極への燃料ガスの供給)
燃料電池用セル1は、酸化剤極4に酸化剤ガスが供給され、燃料極3へは燃料ガスが供給され、電気エネルギーを発生させる燃料電池となる。本実施形態では、第2電極である酸化剤極4は発電要素2の最外端に積層されるため酸化剤ガスの供給は問題なく行われる。一方、第1電極である燃料極3は基板6に接しているためガス供給部15に供給された燃料ガスを燃料極3へ連通させる必要がある。
(Supply of fuel gas to the fuel electrode)
The
図4(a)に示すように、基板6は、燃料極3と反対側の面において、発電要素2に対向する位置にエッチングにより除去される基板除去部12を有する。基板除去部12、基板6が凹部を形成するように除去される基板除去凹部9と、基板6を貫通して燃料極3までガスを透過させる微細孔16を有する微細孔部10とから構成され、燃料極3に供給される燃料ガス24が流通するガス供給部15に連通する。すなわち、基板除去部12は、2段階のエッチングにより形成される。この微細孔16は、エッチングにより微細孔部10の領域にほぼ所定の密度で明けられた微細な孔であり、この微細孔16を燃料ガス24が流通する。
As shown in FIG. 4A, the
第1回目のエッチングでは、基板除去凹部9が除去される。この基板除去凹部9は、お椀状或いはドーム状に除去されるが、基板6を貫通しない程度に、基板6の厚さの50%〜90%の深さが除去される。第2回目のエッチングでは、基板6と補強基板7との表面除去部18、及び微細孔部10が除去される。この第2回目のエッチングにおいて、基板6を貫通する微細孔16が設けられる。すなわち、第2回目のエッチングにより基板6及び補強基板7の表面が層状に削られると共に、図4(b)に示す開口部である微細孔部10が設けられる。このように、基板を2つの除去部分に分けて段階的にエッチングすることでエッチング深さや微細孔16の穴径のばらつきを小さくし、高品質であり発電性能に優れた燃料電池用セル1とすることができる。
In the first etching, the
なお、図3に示すように、発電要素2a,2bの基板6と燃料極3との間には、ガス拡散層19が設けられても良い。このガス拡散層19を挟み込むことで、基板6に設けられた微細孔部10の微細孔16を透過した燃料ガス24が拡散されて燃料極3のより広い範囲に到達し、発電効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 3, a
(補強基板の3つの役割)
本発明における補強基板7は、下記に示す3つの役割を有する。まず第1の役割は、基板6の機械的な強度を補強して「基板6の薄肉化を可能とする」ことである。つまり、補強基板7が基板6に対して“T型”となる突出部11を有して接着されることで、基板6の面外方向の剛性が補強されて薄肉化が可能となる。図6に、燃料電池用セル1の補強基板7を、図1及び図2を裏面からみた底面図で示す。補強基板7は、中央部の補強基板7と両端部の補強基板8から構成され、一体となって基板6に接着され、基板6の面外方向の機械的な強度を補強することができる。これにより、基板6の薄肉化が可能となり、基板6の基板除去部12に微細孔16が設けられる際に、エッチングにより削除する量を削減することができ、より高品質であり発電性能に優れた燃料電池用セル1とすることが可能となる。
(Three roles of reinforcing substrate)
The reinforcing
補強基板7の第2の役割は、基板6に微細孔16を設ける際に、薄肉化された基板6が有する「発電要素2を保持する隔壁としての役割」を補助することである。基板6に基板除去凹部9、及び微細孔16が設けられる微細孔部10から構成される基板除去部12が設けられる。この過程において、燃料極3、電解質5、酸化剤極4から構成される発電要素2が基板6に積層されるが、微細孔16が設けられる微細孔部10は機械的な強度が脆弱であるため基板6から漏れ出るか或いは崩れ出てしまう虞がある。つまり、基板6は加工の際に「発電要素2を保持する隔壁としての役割」を有する。基板6に接着された補強基板7は基板6の隔壁としての役割を補助する。
The second role of the reinforcing
補強基板7の第3の役割は、基板6に対して“T型”となる部分を有して接着されることで、図3及び図4に示すように、「セパレータ21との間にガス供給部15のスペースを形成すること」である。これにより、基板6の厚みを薄くしても十分なガス供給部15が確保できる。そして、補強基板7の一部に、隣接されたガス供給部15同士を連通するガス流路13が設けられる。本実施形態では、補強基板7の先端部でセパレータ21との間にガス流路13を設けるが、この位置に限らず、補強基板7の任意の位置に通過孔をあけても良い。このように、燃料電池用セル1とセパレータ21とが交互に積層される燃料電池スタック20では、セパレータ21により十分なガス供給部15が確保され、ガス供給部15はガス流路13により連通する。
The third role of the reinforcing
(燃料電池スタックの構成)
図5に、本発明に係る燃料電池スタック20の構成を示す。燃料電池用セル1は、セパレータ21と交互に積層されるが、図5では、1枚の燃料電池用セル1と、その燃料電池用セル1を挟む2枚の第1セパレータ21a及び第2セパレータ21bのみを取り出して示す。燃料電池用セル1は、平板状の第1電極である燃料極3、第2電極である酸化剤極4が積層され、燃料極3と酸化剤極4とが電解質5を挟み込むことで発電要素2を構成する。
(Configuration of fuel cell stack)
FIG. 5 shows a configuration of the
第1セパレータ21a及び第2セパレータ21bには、それぞれセパレータガス供給路14bが設けられ、燃料電池用セル1には、セルガス供給路14aが設けられる。セパレータガス供給路14bには、燃料電池用セル1に積層された発電要素2の内セパレータ21に対向する酸化剤極4に酸化剤ガス25を供給する。このセパレータガス供給路14bは、セパレータ21に設けられる一方向の流路である。図9に示す従来の燃料電池スタック40のセパレータ21と比較すると、流路が一方向になりセパレータ21自体を薄肉化することができ、加工が簡素化される。
The
一方、セルガス供給路14aには、燃料電池用セル1に積層された発電要素2のうち基板6に対向する燃料極3に燃料ガス24を供給する。すなわち、燃料ガス24がガス供給部15に供給され、図3、図4に示すように、燃料ガス24は、ガス供給部15に連通する基板除去凹部9、及び微細孔部10の微細孔16を通過して燃料極3に供給される。このように、図9に示す従来の燃料電池用セル30では、セパレータ31に設けられていた燃料ガス流路32が本発明に係る燃料電池用セル1では、燃料電池用セル1の基板6にガス供給部15、基板除去凹部9、及び微細孔部10として設けられる。
On the other hand, the
図3に示すように、本発明に係る燃料電池スタック20では、ガス供給部15は、基板6、補強基板7、及び基板6に隣接して設置されるセパレータ21に包囲されて設けられ、補強基板7の一部には、隣接されたガス供給部15同士を連通するガス流路13が設けられる。
As shown in FIG. 3, in the
図6に、燃料電池用セル1のセルガス供給路14aを示す。燃料極3へは、ガス供給部15及びガス流路13からなるセルガス供給路14aを介して燃料ガス24が供給される。すなわち、ガス供給部15及びガス流路13が連続することで燃料ガス流路22が形成される。一方、酸化剤極4へは、セパレータ21に設けられたセパレータガス供給路14bを介して酸化剤ガス25が供給される。
FIG. 6 shows a cell
(燃料電池用セルの製造方法)
図7に、燃料電池用セル1の製造方法を示す。図7(a)から図7(d)に燃料電池用セル1の製造方法の説明図をステップごとに示す。また、図8に、燃料電池用セル1の製造方法をS1からS4までにフローチャートにて示す。なお、図7(a)から図7(d)までの4つの図面は、図8の4つのステップにそれぞれ対応している。
(Method for producing fuel cell)
In FIG. 7, the manufacturing method of the
まず、図7(a)に示すように、基板6において発電要素2が設けられる側と反対側に、エッチングによりお椀状或いはドーム状に基板6を除去する(S1)。この除去される基板除去凹部9は、発電要素2の第1電極3の設置位置に対向する位置に設けられる。そして、基板6の板厚の50%〜90%程度の深さまで除去され、基板6には貫通孔は設けられないように基板6を除去する。このように、エッジングにより予め基板6から基板除去凹部9を除去する。このエッジングは、基板6に対して高い圧力で化学薬品などを噴射して基板6を除去するものだが、加工前の基板6の状態で板厚の50%〜90%程度の深さまで除去しておくことで、後の第2回目の基板6の除去においてより精度の高い除去が可能となる。これにより、エッジングの深さや微細孔16の孔径のばらつきを減少させることができる。
First, as shown in FIG. 7A, the
次に、図7(b)に示すように、基板除去凹部9が除去された平板状の基板6と補強基板7とを接着する(S2)。基板6と補強基板7とは図7(b)の符号17で示す接着面で接着される。この補強基板7は、基板6において発電要素2が設けられる側と反対側に接着され、図6に示すように、縦と横の長さが基板6と略同じ長さの平板状をした金属である。そして、図7(b)に示すように、基板6において発電要素2が設けられる側と反対側に“T型”に突出した突出部11を備える。この基板6に突出部11を有する補強基板7が接着されることで、基板6は機械的強度を上げることができ、薄肉化が可能となる。
Next, as shown in FIG. 7B, the
また、図7(d)に示すように、補強基板7が基板6に対して“T型”に接着されることでガス供給部15のスペースが生じ、このガス供給部15とガス流路13とが連通して燃料ガス流路22を形成する。このように、燃料ガス流路22を形成する補強基板7を基板6に接着することで、基板6の厚みを薄くしても十分なガス供給部15を確保できる。
Further, as shown in FIG. 7 (d), the reinforcing
次に、図7(c)に示すように、基板6に第1電極3、電解質5、第2電極4からなる発電要素2を積層させる(S3)。このように、基板6の板厚全体を加工しない段階で発電要素2を積層させることで、第1電極3、電解質5、第2電極4が基板6から漏れ出すことが防止できる。また、基板6は既に補強基板7と接着されているため、発電要素2が積層させても十分な機械的強度を備えている。さらに、図3に示すように、発電要素2の基板6と第1電極3との間には、ガス拡散層19が設けられても良い。これにより、基板6に設けられた微細孔部10の微細孔16を透過したガスが拡散されて第1電極3のより広い範囲に到達し、発電効率を向上させることができる。
Next, as shown in FIG.7 (c), the electric power generation element 2 which consists of the
次に、図7(d)に示すように、基板6に発電要素2が設けられる側と反対側に、エッチングにより再度基板6を除去する。この除去される表面除去部18は、発電要素2の燃料極3に対向する位置に設けられ、図7(c)の波線のラインで示される。そして、このエッチングにより除去で、第1電極3までガスを透過させる微細孔16を有する微細孔部10が設けられる(S4)。この微細孔16は、エッチングにより微細孔部10の領域にほぼ所定の密度で明けられた微細な孔であり、この微細孔16を燃料ガス24が流通する。このエッチングは、図7(a)に示すように、加工前の基板6の状態で板厚の50%〜90%程度の深さまで除去されているため、より精度の高い除去が可能となる。これにより、エッジングの深さや微細孔16の孔径のばらつきを減少させることができる。
Next, as shown in FIG. 7D, the
上述したように、燃料電池用セル1の製造方法として、基板6に対して基板6の燃料極3に対向する位置において凹部を形成するように基板6を除去するステップと、基板6を貫通させて燃料極3までガスを透過させる微細孔16を設けるステップとの2つのステップに分けてエッチングが行われる。このように、基板6を2つの除去部分に分けて段階的にエッチングすることで高品質であり発電性能に優れた燃料電池用セル1とすることができる。
As described above, as a method of manufacturing the
(燃料電池スタックの製造方法)
基板6に隣接されるセパレータ21は、基板6と補強基板7との間にガス供給部15を形成するように設けられる。このように、燃料電池用セル1とセパレータ21とが交互に積層される燃料電池スタック20は、セパレータ21により十分なガス供給部15が確保される。また、補強基板7は、隣接されたガス供給部15同士を連通するガス流路13が設けられるように基板6に接着される。このガス流路13によりガス供給部15が貫通し、燃料電池用セル1にセルガス供給路14aが設けられる。
(Manufacturing method of fuel cell stack)
The
第1電極3へは、ガス供給部15及びガス流路13からなるセルガス供給路14aを介して燃料ガス24又は酸化剤ガス25が供給される。また、第2電極4へは、セパレータ21に設けられたセパレータガス供給路14bを介して燃料ガス24又は酸化剤ガス25が供給される。このように、燃料電池スタック20において、燃料ガス24及び酸化剤ガス25のそれぞれのガス供給路14が構成され、高品質な燃料電池スタック20が可能となる。
A
1,30 燃料電池用セル、2 発電要素,2a 第1発電要素,2b 第2発電要素、3 第1電極(燃料極)、4 第2電極(酸化剤極)、5 電解質、6 基板、7 補強基板(中央部)、8 補強基板(両端部)、9 基板除去凹部、10 微細孔部、11 突出部、12 基板除去部、13 ガス流路、14 ガス供給路,14a セルガス供給路,14b セパレータガス供給路、15 ガス供給部、16 微細孔、17 基板と補強基板との接着面、18 表面除去部、19 ガス拡散層、20,40 燃料電池スタック、21,31 セパレータ,21a,31a 第1セパレータ,21b,31b 第2セパレータ、22,32 燃料ガス流路、23,33 酸化剤ガス流路、24 燃料ガス、25 酸化剤ガス。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
基板の他方の面には、第1の電極に対向する位置においてエッチングにより除去される基板除去部と、基板から第1の電極と反対側に突出して接着される補強基板とが設けられ、
前記基板除去部は、基板が凹部を形成するように除去される基板除去凹部と、基板を貫通して第1の電極までガスを透過させる微細孔を有する微細孔部とから構成されることを特徴とする燃料電池用セル。 A power generation element comprising, on one surface of the substrate, a first electrode that is one of a fuel electrode and an oxidant electrode, an electrolyte, and a second electrode that is the other of the fuel electrode and the oxidant electrode Are sequentially stacked such that the first electrode is adjacent to the substrate,
The other surface of the substrate is provided with a substrate removing portion that is removed by etching at a position facing the first electrode, and a reinforcing substrate that protrudes and adheres to the opposite side of the first electrode from the substrate,
The substrate removing portion includes a substrate removing concave portion that is removed so that the substrate forms a concave portion, and a fine hole portion that has a fine hole that allows gas to pass through the substrate to the first electrode. A fuel cell.
基板の他方の面に、第1の電極に対向する位置において、エッチングにより凹部を形成するように基板を除去するステップと、
基板の一方の面に、第1の電極と電解質と第2の電極とを積層させるステップと、
基板の他方の面に、エッチングにより基板を貫通させて第1の電極までガスを透過させる微細孔を設けるステップと、
を備えることを特徴とする燃料電池用セルの製造方法。 A power generation element comprising, on one surface of the substrate, a first electrode that is one of a fuel electrode and an oxidant electrode, an electrolyte, and a second electrode that is the other of the fuel electrode and the oxidant electrode However, in the method of manufacturing a fuel cell, the first electrode is sequentially stacked so that the first electrode is adjacent to the substrate.
Removing the substrate so as to form a recess by etching at a position facing the first electrode on the other surface of the substrate;
Laminating a first electrode, an electrolyte and a second electrode on one side of the substrate;
Providing a fine hole on the other surface of the substrate through the substrate by etching and allowing gas to pass to the first electrode;
A method for producing a cell for a fuel cell, comprising:
10. The method of manufacturing a fuel cell stack according to claim 9, wherein fuel gas or oxidant gas is supplied to the first electrode via a cell gas supply path including a gas supply part and a gas flow path, A fuel cell stack is supplied with fuel gas or oxidant gas via a separator gas supply path provided in the separator.
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