JP2016171072A - 燃料電池のスタック構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池のスタック構造体であって、複数のセルの燃料ガス排出側端部の近傍にて同近傍から離れて配置された改質器の外壁にて温度が不均一となり難いもの、を提供すること。【解決手段】スタック状に整列した複数の平板状のセル１００の燃料ガス流入側の端部が燃料マニホールド２００にてそれぞれ固定・支持されて、スタック構造体が構成される。改質器６００が、スタック構造体における各セル１００の燃料ガス排出側の端部に面するように、同端部の近傍にて同端部から離れて配置される。各セル１００の燃料ガス流路の燃料ガス排出側端部を覆うように、各セル１００の燃料ガス排出側端面に、多孔質材料からなる物体７００が載置される。物体７００は、多孔質材料からなるスポンジ状のバルク体であってもよいし、多孔質材料からなるハニカム構造を有していてもよい。【選択図】図９

Description

本発明は、燃料電池のスタック構造体に関する。

従来より、「スタック状に整列した複数の燃料電池セルの燃料ガス流入側端部が燃料マニホールドの上壁に接合・支持された燃料電池のスタック構造体」が広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。このスタック構造体は、片持ちスタック構造体とも呼ばれる。

通常、上記スタック構造体の燃料マニホールドに供給される燃料ガスは、改質器から供給される。改質器は、供給された被改質ガスを改質して燃料ガスを生成するとともに、前記生成された燃料ガスを燃料マニホールドに供給する装置である。

上記スタック構造体の定常運転状態（定常的な発電状態、定格運転状態）では、セルに所望の出力を安定して発生させるため、セルの温度をセルの作動温度（セルの定常運転状態に対応する温度）近傍に維持するとともに、改質器に被改質ガスを改質する機能を安定して発揮させるため、改質器の温度を改質器の作動温度（改質器の定常運転状態に対応する温度）近傍に維持する必要がある。

ここで、上記定常運転状態では、改質器の内部にて、「被改質ガスの改質反応」（典型的には、水蒸気改質反応）が発生しており、セルの内部にて、「改質器にて生成された燃料ガスと、空気（酸素）と、による発電反応」が発生している。前記発電反応は発熱反応であるので、セルは前記発電反応の反応熱によって加熱され得る。従って、上記定常運転状態にて、セルの温度をセルの前記作動温度近傍に維持するためにセルを外部から加熱する機構を特別に設ける必要がない。一方、前記改質反応は吸熱反応であるので、改質器は前記改質反応の吸熱によって吸熱される。従って、上記定常運転状態にて、改質器の温度を改質器の前記作動温度近傍に維持するために改質器を外部から加熱する機構を設ける必要がある。

この点に関し、上記文献に記載の装置では、改質器が、スタック状に整列する複数のセルの燃料ガス排出側の端部（片持ち構造の自由端部）と対向するように、同端部の近傍にて同端部から離れて配置されている。前記各セルの燃料ガス排出側端部から排出されたガス（以下、単に「排ガス」と呼ぶ）は、雰囲気に存在する空気（酸素）と反応して燃焼する。従って、改質器の外壁は「排ガス」の燃焼炎に曝される。この燃焼炎に基づく熱を受けて改質器が加熱されることによって、上記定常運転状態にて、改質器の温度が改質器の前記作動温度近傍に維持され得る。

しかしながら、上記文献に記載の装置では、各セルの燃料ガス流路の燃料ガス排出側端部から排出された排ガスは、それぞれのガス流路の延長線に沿って離散的に移動する。換言すれば、前記燃焼炎も、それぞれのガス流路の延長線に沿って離散的に発生する。従って、これらの燃焼炎に曝される改質器の外壁が離散的に加熱されるので、改質器の外壁の温度が不均一となり易い、という問題があった。

特開２００４−３１９４２０号公報

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、燃料電池のスタック構造体であって、複数のセルの燃料ガス排出側端部の近傍にて同近傍から離れて配置された改質器の外壁にて温度が不均一となり難いもの、を提供することを目的とする。

本発明の第1側面に係る燃料電池のスタック構造体は、上述した「複数の燃料電池セル」と、上述した「燃料マニホールド」と、を備える。このスタック構造体では、上述した「改質器」が、スタック状に整列する複数のセルの燃料ガス排出側端部と対向するように、同端部の近傍にて同端部から離れて配置される。

本発明に係るスタック構造体の特徴は、「前記複数のセルの前記燃料ガス流路の燃料ガス排出側端部を覆うように、前記複数のセルの燃料ガス排出側端部に載置された、多孔質材料で構成される物体」を備えたことにある。

これによれば、各セルの燃料ガス流路の燃料ガス排出側端部からそれぞれ排出された排ガスは、前記物体の内部の多数の気孔を介して、改質器の外壁に向けて移動・拡散していく。従って、排ガスは、十分に拡散・均一化された状態で改質器の外壁に到達し得る。従って、排ガスが雰囲気中の酸素と反応して発生する燃焼炎も、改質器の外壁の近傍では均一に発生し得る。この結果、改質器の外壁の温度が不均一となり難くなる。

また、燃料ガス流路から排出された残燃料ガスと、各セル間を流れる空気とが、多孔質材料で構成される物体の内部で混合されて燃焼するため、安定的な燃焼領域が形成される。このため、例えば８０％以上での高燃料利用率で運転している時の失火を防止できる。

本発明の第２側面に係る燃料電池のスタック構造体は、燃料マニホールドと、燃料電池セルと、多孔質材料で構成された物体と、を備えている。燃料電池セルは、マニホールドから上方に延びる。燃料電池セルは、支持基板、燃料ガス流路、及び発電素子部を有している。燃料ガス流路は、支持基板内を上下方向に延びる。発電素子部は、支持基板上に配置される。多孔質の物体は、燃料ガス流路の燃料ガス排出側端部を覆うように配置されている。この構成によっても、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

前記物体としては、例えば、多孔質のセラミックス材料で構成された所謂スポンジ状の物体（バルク体）が使用され得る。しかしながら、この場合、排ガスが物体の内部に流入する際の抵抗が大きいので、排ガスの一部が物体の内部に流入せずに、物体の外部に漏れ易くなる。この結果、改質器の外壁に到達する排ガスの量が少なくなって（即ち、改質器の外壁を加熱する燃焼エネルギーが小さくなって）、改質器が十分に加熱され難くなる可能性がある。

これに対し、前記物体の内部にて、上下方向に沿って互いに平行に延びる複数の内部流路であって隣接する流路が多孔質材料で構成された壁で仕切られた複数の内部流路、が形成されることが好適である。この場合、例えば、前記物体は、多孔質のセラミックス材料で構成されたハニカム構造を有し得る。多孔質のセラミックス材料としては、例えば、ＳｉＣやコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２）などが挙げられる。

上記構成では、物体の内部にて複数の内部流路が形成されているので、物体が上記バルク体である場合と比べて、複数の内部流路を介して排ガスが物体の内部に流入し易い。即ち、排ガスが物体の外部に漏れる量が少なくなるので、改質器が十分に加熱され難くなる、という問題が発生し難い。

加えて、隣接する内部流路間が多孔質材料で構成された壁で仕切られているので、隣接する内部流路間にて排ガス及び空気（酸素）が自由に往来できる。この結果、燃焼炎も、複数の内部流路のそれぞれの延長線に沿って離散的に発生することなく、改質器の外壁の近傍にて均一に発生し得る。

上記物体は、下方に開口する凹部を有していてもよい。この凹部に、セルの上端部が嵌合することによって、物体をセルに取り付けることができる。

本発明に係る燃料電池のスタック構造体を構成する１つの燃料電池セルを示す斜視図である。 図１に示したセルの作動状態を説明するための図である。 本発明に係るスタック構造体の実施形態を示す斜視図である。 図３に示した燃料マニホールドの全体の斜視図である。 燃料マニホールドと各セルの燃料ガス流路とが接続された様子を示した縦断面図である。 図３に示したスタック構造体に対して燃料ガス及び空気が供給・排出される様子を示した図である。 本発明に係るスタック構造体の実施形態の全体を示す模式図である。 比較例において、燃焼炎が各セルのガス流路の延長線に沿って離散的に発生している様子を示した図７に対応する図である。 本発明に係るスタック構造体において、燃焼炎が改質器の外壁の近傍にて均一に発生している様子を示した図７に対応する図である。 図９に示した多孔質の物体が各セルの燃料ガス排出側の端面を覆う様子を示した模式図である。 変形例に係る多孔質の物体が各セルの燃料ガス排出側の端面を覆う様子を示した模式図である。 変形例に係る燃料電池のスタック構造体を示す図である。

（スタック構造体に使用されるセルの構成の一例）
先ず、本発明に係る燃料電池のスタック構造体の実施形態（以下、「本実施形態」とも呼ぶ）に使用される固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）のスタック構造体を構成する１つのセル１００の一例について、図１〜図２を参照しながら説明する。

図１に示すセル１００は、長手方向（ｘ軸方向）を有する平板状の支持基板１０の上下面（互いに平行な両側の主面（平面））のそれぞれに、電気的に直列に接続された複数（本例では、４つ）の発電素子部Ａが長手方向において所定の間隔をおいて配置された、所謂「横縞型」と呼ばれる構成を有する。

このセル１００の全体を上方からみた形状は、例えば、長手方向（ｘ軸方向）の辺の長さが５０〜５００ｍｍで長手方向に直交する幅方向（ｙ軸方向）の長さが１０〜１００ｍｍの長方形である。このセル１００の厚さ（ｚ軸方向の距離）は、１〜５ｍｍである。

このセル１００は支持基板１０を備える。支持基板１０は、電子伝導性を有さない多孔質の材料からなる平板状の焼成体である。支持基板１０の内部には、長手方向に延びる複数（本例では、６本）の燃料ガス流路１１（貫通孔）が幅方向において所定の間隔をおいて形成されている。支持基板１０は、例えば、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）で構成され得る。

支持基板１０の上下面のそれぞれに配置された各発電素子部Ａは、燃料極、固体電解質膜、及び空気極が少なくともこの順に積層された積層焼成体である。燃料極は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とで構成され得る。固体電解質膜は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）で構成され得る。空気極は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）で構成され得る。以下、セル１００が起電力を発生し得る最低温度を、「起電力発生温度ＴＡ」と呼ぶ。ＴＡは、例えば、３５０〜４００℃である。

温度がＴＡ以上の図１に示す「横縞型」のセル１００に対して、図２に示すように、支持基板１０の燃料ガス流路１１内に燃料ガス（水素ガス等）を流すとともに、支持基板１０の上下面に沿って酸素を含むガス（空気等）を流すことにより、各発電素子部Ａにおいて、固体電解質膜の表裏面間に生じる酸素分圧差によって、起電力が発生する（非発電状態）。このように起電力が発生しているセル１００を、外部の負荷を含む電気回路（閉回路）に電気的に接続すると、下記（１）、（２）式に示す発電反応が起こり、セル１００内にて電流が流れる(発電状態)。この発電状態にて、セル１００から電力が取り出される。なお、この発電反応は「発熱反応」である。
（１／２）・Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｏ_２ ⁻ （於：空気極） …（１）
Ｈ_２＋Ｏ_２ ⁻→Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻ （於：燃料極） …（２）

なお、セル１００の温度がＴＡ近傍である場合、セル１００は起電力を発生し得るものの、セル１００の内部電気抵抗が大きい。従って、セル１００から所望の（十分な）出力を取り出すことができない。セル１００の内部電気抵抗は、セル１００の温度の上昇に応じて小さくなっていく。セル１００が発生する起電力は、温度（ＴＡ以上）に応じて（殆ど）変化しない。従って、セル１００の温度がＴＡから上昇するにつれて、セル１００から取り出せる出力が大きくなっていく。セル１００から所望の（十分な）出力を取り出せるセル１００の温度を「作動温度Ｔ１」と呼ぶ。Ｔ１は、例えば、６００〜８００℃である。セル１００の定常運転状態では、セル１００の温度は、作動温度Ｔ１近傍に維持されるように制御される。これにより、セル１００から所望の出力を安定して取り出すことができる。以上、セルとして、平板状のセルについて述べたが、セルが円筒状であってもよい。この場合、円筒状の支持基板に形成された内部流路（貫通孔）がガス流路として機能する。

（スタック構造体の構成）
次に、上述したセル１００を用いた本実施形態（スタック構造体）について説明する。図３に示すように、このスタック構造体は、多数のセル１００と、多数のセル１００のそれぞれに燃料ガスを供給するためのマニホールドである燃料マニホールド２００と、を備えている。燃料マニホールド２００は、長手方向（ｚ軸方向）を有する直方体状の筐体である。

燃料マニホールド２００は、例えば、「底壁と側壁とを備え且つ上方に向けて開口する基部２１０」と、「基部２１０の上に配置され且つ前記開口を塞ぐ平板状の支持板（上壁）２２０」と、で構成される。支持板２２０は、多数のセル１００を支持する機能を備える。燃料マニホールド２００（＝基部２１０＋支持板２２０）は、例えば、ステンレス鋼等で構成されている。

図３、及び図４に示すように、燃料マニホールド２００には、外部から燃料マニホールド２００の内部空間に燃料ガスを導入するための導入管２３０が設けられている。図３、及び図４に示す例では、導入管２３０は、支持板２２０の四隅部の１つから上方（ｘ軸正方向）に向けて突出するように、支持板２２０に対して接合・固定されている。導入管２３０も、例えば、ステンレス鋼等で構成されている。この導入管２３０は、例えば、支持板２２０に形成された貫通孔に挿入された状態にて溶接されることによって、支持板２２０に接合・固定されている。

各セル１００が、支持板２２０から上方（ｘ軸正方向）に向けてそれぞれ突出するように、且つ、複数のセル１００が燃料マニホールド２００の長手方向（ｚ軸方向）に沿って互いに離れてスタック状に整列するように、各セル１００における支持基板１０の長手方向（ｘ軸方向）の燃料ガス流入側の端部（一端部）が、支持板２２０に対して接合材を用いて接合・支持されている。各セル１００における支持基板１０の長手方向（ｘ軸方向）の燃料ガス排出側の端部（他端部）は、自由端となっている。従って、このスタック構造は、「片持ちスタック構造」と表現することができる。

図４に示すように、支持板２２０（燃料マニホールド２００の上壁）には、燃料マニホールド２００の内部空間と連通する多数の挿入孔２２１が、ｚ軸方向において同じ間隔をおいて形成されている。図５に示すように、各挿入孔２２１には、対応するセル１００の前記一端部がそれぞれ挿入され、各セル１００が挿入された状態にて、接合材３００が各挿入孔２２１を塞ぐように充填されている。

これにより、接合材３００によって、各セル１００の前記一端部が支持板２２０と接合・固定されている。各セル１００のガス流路１１の前記一端部は、燃料マニホールド２００の内部空間と連通している。接合材３００は、例えば、結晶化ガラスで構成される。結晶化ガラスとしては、例えば、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−ＣａＯ系、ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_３系が採用され得るが、ＳｉＯ_２−ＭｇＯ系のものが最も好ましい。

また、図５に示すように、隣接するセル１００、１００の間には、隣接するセル１００、１００の間（より詳細には、一方のセル１００の燃料極と他方のセル１００の空気極）を電気的に直列に接続するための集電部材４００が介在している。集電部材４００は、例えば、金属メッシュ等で構成される。加えて、各セル１００について表側と裏側とを電気的に直列に接続するための集電部材５００も設けられている。このように集電部材４００、５００が設けられることによって、スタック構造体に含まれる複数のセル１００が電気的に接続され、電気回路が構成される。この電気回路には、同回路の開状態と閉状態とを選択的に実現するスイッチ（図示せず）が設けられている。

以上、説明した燃料電池の片持ちスタック構造を稼働させる際には、図６に示すように、高温（例えば、６００〜８００℃）の燃料ガス（水素等）及び「酸素を含むガス（空気等）」を流通させる。導入管２３０から導入された燃料ガスは、燃料マニホールド２００の内部空間へと移動し、その後、各挿入孔２２１を介して対応するセル１００のガス流路１１にそれぞれ導入される。各ガス流路１１を通過した燃料ガスは、その後、各ガス流路１１の他端（自由端）から外部に排出される。空気は、スタック構造の内部における隣接するセル１００間の空間を、セル１００の幅方向（ｙ軸方向）に沿って流される。この状態にて（更には、各セル１００の温度が、起電力発生温度ＴＡ以上又は作動温度Ｔ１以上である場合）、上述した電気回路を開状態から閉状態へと変更することによって、各セル１００が上述した発電状態となり、各セル１００（従って、スタック構造体）から電力が取り出される。

（本実施形態の全体構成、及び、作動）
次に、本実施形態が使用されるシステムの全体構成について、図７を参照しながら説明する。図７に示すように、このシステムでは、上述した「複数のセル１００と燃料マニホールド２００とで構成されるスタック構造体」に加えて、改質器６００が設けられる。なお、実際には、スタック構造体と改質器６００とは、図示しない耐熱容器に収容されている。

改質器６００は、入口管６１０と、出口管６２０とを備える。出口管６２０は、燃料マニホールド２００の上記導入管２３０（図３、及び図６を参照）と接続されている。改質器６００の本体、入口管６１０、及び、出口管６２０は、耐熱性金属で構成されている。改質器６００の内部には、被改質ガスを改質する反応を促進させるための貴金属触媒、及び、卑金属触媒等が収容されている。

上記貴金属触媒等の存在によって、改質器６００内では、具体的には、被改質ガス（メタンＣＨ４）の水蒸気改質反応（下記(３)式を参照）が発生し得る。この反応によって、改質器６００内にて、セル１００の燃料として使用される燃料ガス（水素ガスＨ２）が生成され得る。
ＣＨ_４＋（２）Ｈ_２Ｏ→ＣＯ_２＋４Ｈ_２ …(３)

以下、水蒸気改質反応が発生し得る最低温度を「改質温度Ｔ２」と呼ぶ。改質器６００の温度がＴ２以上の場合に限り、改質器６００内にて上記水蒸気改質反応が発生し得る。上記水蒸気改質反応は「吸熱反応」である。従って、水蒸気改質反応が発生すると、改質器６００が吸熱され得る。

スタック構造体の定常運転状態（即ち、スタック構造体の温度が作動温度Ｔ１近傍に維持される状態）では、改質器６００は、「Ｔ２より高くＴ１より低い或る温度」（以下、「作動温度Ｔ３」と呼ぶ）の近傍に維持されるように制御される。これにより、改質器６００が上記水蒸気改質反応を安定して発生することができる。

改質器６００の入口管６１０から供給された流体は、改質器６００の本体、出口管６２０、導入管２３０、燃料マニホールド２００の内部空間を経て、各セル１００のガス流路１１に移動する。各ガス流路１１を通過した燃料ガスは、各ガス流路１１の他端（自由端）から排出される。

図７に示すように、改質器６００は、スタック構造体における複数のセル１００の燃料ガス排出側の端部に面するように、同端部の近傍にて同端部から離れて配置されている。この結果、改質器６００の本体の側面は、複数のセル１００のそれぞれのガス流路１１から排出されたガス（以下、単に「排ガス」と呼ぶ）に曝されるようになっている。

このシステムでは、更に、着火装置（図示せず）が設けられている。この着火装置の作動によって、図８に示すように、「排ガス」が着火させられるようになっている。この「排ガス」の着火によって、「排ガス」が拡散燃焼し得る。この結果、「排ガス」の燃焼炎を受けて、改質器６００が加熱される。この「排ガスの燃焼炎」に起因する加熱と、上記水蒸気改質反応に起因する吸熱と、のバランスによって、定常運転状態にて改質器６００は、上記作動温度Ｔ３の近傍に維持されるように制御される。

（排ガスの燃焼炎による改質器の加熱の均一化）
図７に示すように、改質器６００の外壁と、スタック構造体における複数のセル１００の燃料ガス排出側の端面と、の間に何等かの物体が介在しない場合、各セル１００のガス流路１１の燃料ガス排出側端部から排出された排ガスは、それぞれのガス流路１１の延長線に沿って離散的に移動する（図７を参照）。従って、図８に示すように、排ガスの燃焼炎も、それぞれのガス流路１１の延長線に沿って離散的に発生する。従って、これらの燃焼炎に曝される改質器６００の外壁が離散的に加熱されるので、改質器６００の外壁の温度が不均一となり易い、という問題があった。

そこで、本実施形態では、図９に示すように、各セル１００のガス流路１１の燃料ガス排出側端部を覆うように、物体７００が、各セル１００の燃料ガス排出側端面に載置されている。換言すれば、各セル１００のガス流路１１の燃料ガス排出側端部と、改質器６００の外壁と、の間に、物体７００が介在している。物体７００は、各セル１００の燃料ガス排出側端面に対して固定されていても、固定されていなくてもよい。

各セル１００の燃料ガス排出側端面に載置された状態にある物体７００を上方（ｘ軸正方向）からみた図１０に示すように、物体７００は、例えば、多孔質のセラミックス材料で構成されたスポンジ状のバルク体である。セラミックス材料としては、例えば、ジルコニア、アルミナ、コージェライト等が挙げられる。多孔質のセラミックス材料の気孔率は、２０〜８０体積％である。物体７００の厚さ（ｘ軸方向の寸法）は、例えば、５〜１００ｍｍであり、好ましくは、３〜３０ｍｍである。

このように、物体７００を介在させることによって、各セル１００のガス流路１１の燃料ガス排出側端部からそれぞれ排出された排ガスは、物体７００の内部の多数の気孔を介して、改質器６００の外壁に向けて移動・拡散していく。従って、排ガスは、十分に拡散・均一化された状態で改質器６００の外壁に到達し得る。従って、図９に示すように、排ガスが雰囲気中の酸素と反応して発生する燃焼炎も、改質器６００の外壁の近傍では均一に発生し得る。この結果、改質器６００の外壁の温度が不均一となり難くなる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態において、物体７００として、多孔質のセラミックス材料で構成されたスポンジ状のバルク体が使用されているが、物体７００の構成はこれに限定されない。例えば、物体７００として、上述したように多孔質のセラミックス材料で構成されたスポンジ状のバルク体が使用された場合、排ガスが物体７００の内部に流入する際の抵抗が大きくなる。従って、排ガスの一部が物体７００の内部に流入せずに、物体７００の外部に漏れ易くなる。この結果、改質器６００の外壁に到達する排ガスの量が少なくなって（即ち、改質器６００の外壁を加熱する燃焼エネルギーが小さくなって）、改質器６００が十分に加熱され難くなる可能性がある。

これに対し、図１０に対応する図１１に示すように、物体７００として、物体７００の内部にて、上下方向（ｘ軸方向）に沿って互いに平行に延びる複数の内部流路が形成されることが好適である。隣接する内部流路は、多孔質のセラミックス材料で構成された壁で仕切られる。この場合、例えば、物体７００は、多孔質のセラミックス材料で構成されたハニカム構造を有していてもよい。多孔質のセラミックス材料としては、例えば、ＳｉＣが挙げられる。この場合の多孔質のセラミックス材料の気孔率は、２０〜８０体積％である。各内部流路の流路面積は、例えば、１〜２５ｍｍ^２であり、隣接する流路の間隔（ピッチ）は、１〜１０ｍｍである。

図１１に示す構成では、物体７００の内部にて複数の内部流路が形成されているので、物体７００が上記スポンジ状のバルク体である場合と比べて、複数の内部流路を介して排ガスが物体７００の内部に流入し易い。即ち、排ガスが物体７００の外部に漏れる量が少なくなるので、改質器６００が十分に加熱され難くなる、という問題が発生し難い。

加えて、隣接する内部流路間が多孔質材料で構成された壁で仕切られているので、隣接する内部流路間にて排ガス及び空気（酸素）が自由に往来できる。この結果、燃焼炎も、複数の内部流路のそれぞれの延長線に沿って離散的に発生することなく、改質器６００の外壁の近傍にて均一に発生し得る。

また、上記実施形態において、物体７００は各燃料電池セル１００の燃料ガス排出側端面に載置されているが、物体７００の配置方法はこれに限定されない。例えば、図１２に示すように、物体７００は、複数の凹部７０１を有していてもよい。各凹部７０１は、下方に開口している。この各凹部７０１に、各セル１００の上端部が嵌合する。

１０…支持基板、１１…ガス流路、Ａ…発電素子部、１００…セル、２００…燃料マニホールド、６００…改質器、７００…物体

Claims (4)

1. それぞれが、長手方向を有し且つその内部に前記長手方向に沿う燃料ガス流路が形成された支持基板と、前記支持基板の表面に設けられ且つ少なくとも燃料極、固体電解質、及び空気極が積層されてなる発電素子部と、を含む複数の燃料電池セルと、
   燃料ガスが導入される内部空間を有する燃料マニホールドであって、前記長手方向が上下方向と一致するように前記各セルが燃料マニホールドの上壁から上方に向けてそれぞれ突出し、且つ、前記複数のセルが互いに離れてスタック状に整列し、且つ、前記内部空間と前記各セルの前記燃料ガス流路の燃料ガス流入側端部とが連通するように、前記各セルの燃料ガス流入側端部を前記上壁に対して接合・支持する燃料マニホールドと、
   前記複数のセルの前記燃料ガス流路の燃料ガス排出側端部を覆うように、前記複数のセルの燃料ガス排出側端部に載置された、多孔質材料で構成される物体と、
   を備えた燃料電池のスタック構造体。
2. 燃料マニホールドと、
   支持基板、前記支持基板内を上下方向に延びる燃料ガス流路、及び前記支持基板上に配置される発電素子部、を有し、前記燃料マニホールドから上方に延びる燃料電池セルと、
   前記燃料ガス流路の燃料ガス排出側端部を覆うように配置され、多孔質材料で構成される物体と、
   を備えた燃料電池のスタック構造体。
3. 請求項１または２に記載の燃料電池のスタック構造体において、
   前記物体の内部にて、上下方向に沿って互いに平行に延びる複数の内部流路であって隣接する流路が多孔質材料で構成された壁で仕切られた複数の内部流路、が形成された、燃料電池のスタック構造体。
4. 前記物体は、下方に開口する凹部を有し、
   前記セルの上端部は、前記物体の凹部に嵌合する、
   燃料電池のスタック構造体。

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