JP2017174676A

JP2017174676A - 固体酸化物形燃料電池セルおよび燃料電池モジュールならびに燃料電池装置

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Publication number: JP2017174676A
Application number: JP2016060313A
Authority: JP
Inventors: 隆幸岩本; Takayuki Iwamoto
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: JP6622635B2

Abstract

【課題】導電性支持体のクラックの発生を抑制できる固体酸化物形燃料電池セルおよび燃料電池モジュールならびに燃料電池装置を提供する。【解決手段】固体酸化物形燃料電池セル１は、内部に燃料ガス流路７が設けられており、鉄族金属成分を含む導電性支持体２と、導電性支持体２の少なくとも一方主面上に設けられた燃料極層３と、燃料極層３を覆って設けられた固体電解質層４と、固体電解質層４上で、燃料極層３と対向するように設けられた空気極層５と、を有しており、導電性支持体２の一端部に酸化抑制層１０が設けられており、酸化抑制層１０は、周期律表第２族元素のうち少なくとも１種を含むケイ酸塩を主成分として含有しており、燃料ガス流路７の内壁と導電性支持体２の端面との角部における酸化抑制層１０の厚みが、他の部分より薄い。【選択図】図３

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池セルおよび燃料電池モジュールならびに燃料電池装置に関する。

従来、固体酸化物形燃料電池セルとして、固体電解質層の対向する一方の主面に、燃料ガスが供給される燃料極層、および導電性支持体が設けられるとともに、他方の主面に酸素含有ガスが供給される酸素極層が設けられてなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１には、中空平板型のセルとして、導電性支持体の一方側の平坦部に、燃料極層と固体電解質層と酸素極層とがこの順に積層され、他方側の平坦部にインターコネクタが積層されており、セルの一端部における導電性支持体の表面に、導電性支持体の酸化を抑制するため、周期律表第２族元素のうち少なくとも１種を含んでなるケイ酸塩を主成分として含有する酸化抑制層が設けられたものが記載されている。

国際公開第２０１０／０５０３３０号

しかしながら、特許文献１の導電性支持体の一端部においては、燃料ガス流路から排出された燃料ガスの燃焼によって温度が高くなり、燃料ガス流路の内壁と導電性支持体の端面との角部において、導電性支持体と酸化抑制層との熱膨張差が大きくなるので、この導電性支持体の角部においてクラックが生じるおそれがあった。

本発明は、導電性支持体におけるクラックの発生を抑制できる固体酸化物形燃料電池セルおよび燃料電池モジュールならびに燃料電池装置を提供することを目的とする。

本発明の固体酸化物形燃料電池セルは、燃料ガス流路が内部に設けられており、一対の主面と一対の側面とを有する平板状であり、鉄族金属成分を含む導電性支持体と、該導電性支持体の少なくとも一方主面上に設けられた燃料極層と、該燃料極層を覆っており、前記導電性支持体の前記一方主面から前記一対の側面にかけて設けられた固体電解質層と、該固体電解質層上で、前記燃料極層と対向するように設けられた空気極層と、を有しており、前記導電性支持体の一端部に酸化抑制層が設けられており、前記酸化抑制層は、周期律表第２族元素のうち少なくとも１種を含むケイ酸塩を主成分として含有しており、前記燃料ガス流路の内壁と前記導電性支持体の端面との角部における前記酸化抑制層の厚みが、他の部分より薄いことを特徴とする。

本発明の固体酸化物形燃料電池セルは、内部に燃料ガス流路が設けられており、鉄族金属成分を含み、燃料極層を兼ねる導電性支持体と、該導電性支持体上に設けられた固体電解質層と、該固体電解質層上に設けられた空気極層と、を有しており、前記導電性支持体の一端部に酸化抑制層が設けられており、前記酸化抑制層は、周期律表第２族元素のうち少なくとも１種を含むケイ酸塩を主成分として含有しており、前記燃料ガス流路の内壁と
前記導電性支持体の端面との角部における前記酸化抑制層の厚みが、他の部分より薄いことを特徴とする。

本発明の燃料電池モジュールは、上記の固体酸化物形燃料電池セルを、収納容器内に複数個収納してなることを特徴とする。

本発明の燃料電池装置は、上記の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機とを、外装ケース内に収納してなることを特徴とする。

本発明の固体酸化物燃料電池セルでは、燃料ガス流路の内壁と導電性支持体の端面との角部における酸化抑制層の厚みが、他の部分より薄いので、導電性支持体と酸化抑制層との熱膨張差によるクラックの発生を抑制することができ、長期信頼性を向上できる。このような固体酸化物形燃料電池セルを燃料電池モジュールおよび燃料電池装置に用いることにより、長期信頼性を向上できる。

セルの一例を示すもので、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）の一部断面斜視図である。図１に示すセルの一端部における一部断面斜視図である。図１に示すセルの一端部を示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）中の破線部Ａの拡大図である。図３に示したセルの他の例を示す、セルの一端部の拡大断面図である。燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。燃料電池装置を概略的に示す概略図である。

図１（ａ）は中空平板型のセル１の横断面を示し、（ｂ）はセル１の一部を破断して示す斜視図である。なお、（ａ）は後述する発電部での横断面を示しており、（ｂ）は発電部で破断したセル１の斜視図である。また、両図面において、セル１の各構成を一部拡大等して示している。

図１に示すセル１は、一対の主面（図１（ａ）においてｎで示す）を有し、内部に長さ方向Ｌに貫通する燃料ガスを流通させるための複数の燃料ガス流路７を有する柱状の導電性支持体２を備え、この導電性支持体２の一方主面ｎ上に、燃料極層３と固体電解質層４と酸素極層５とがこの順に積層され、他方主面ｎ上にインターコネクタ６が積層されて構成されている。なお、導電性支持体２が燃料極層３を兼ねる構成とすることもできる。以下の説明では、導電性支持体２と燃料極層３とをそれぞれ有する構造を用いて説明する。

より詳細には、導電性支持体２は一対の主面ｎと両端の一対の側面（一対の弧状部）ｍとから構成され、一方の主面ｎと両端の一対の側面ｍを覆うように燃料極層３が積層され、この燃料極層３を覆うように、緻密質な固体電解質層４が積層されている。また、固体電解質層４の上には、中間層８を介して、燃料極層３と対面するように酸素極層５が積層されている。また、燃料極層３および固体電解質層４が積層されていない他方主面ｎの表面には、インターコネクタ６が積層されている。なお燃料極層３および固体電解質層４は、一対の側面ｍを経由してインターコネクタ６の両サイドにまで延びており、導電性支持体２の表面が外部に露出しないように構成されている。

ここで、図１に示すセル１は、燃料極層３の酸素極層５と対面（対向）している部分が発電部として機能する。すなわち、酸素極層５の外側（セル１の外側）に空気等の酸素含
有ガスを流し、かつ導電性支持体２の燃料ガス流路７に燃料ガス（水素含有ガス）を流し、所定の作動温度まで加熱することにより発電する。そして、かかる発電によって生じた電流は、導電性支持体２上に積層されたインターコネクタ６を介して集電される。以下、図１に示すセル１を構成する各部材について説明する。

導電性支持体２は、燃料ガスを燃料極層３まで透過させるためにガス透過性であること、インターコネクタ６を介して集電を行なうために導電性であることが要求されることから、鉄族金属成分を含有する。具体的には、鉄族金属成分としては、安価であることおよび燃料ガス中で安定であることから、Ｎｉおよび／またはＮｉＯを含有することが好ましい。またあわせて特定の希土類元素酸化物を含むこともできる。希土類元素酸化物は、導電性支持体２の熱膨張係数を固体電解質層４の熱膨張係数に近づけるために用いられ、Ｎｉおよび／またはＮｉＯとの固溶、反応が殆どなく、また、熱膨張係数が固体電解質層４と殆ど同程度であり、かつ安価であるという点から、Ｙ_２Ｏ_３が好ましい。

また、導電性支持体２の良好な導電率を維持し、かつ熱膨張係数を固体電解質層４と近似させるという点で、Ｎｉ：Ｙ_２Ｏ_３＝３５：６５〜６５：３５の体積比で存在することが好ましい。なお、導電性支持体２中には、要求される特性が損なわれない限りの範囲で、他の金属成分や酸化物成分を含有していてもよい。

また、導電性支持体２は、燃料ガス透過性を有していることが必要であるため、通常、開気孔率が２０〜５０％の範囲にあることが好ましい。また、導電性支持体２の導電率は、３００Ｓ／ｃｍ以上、特に４４０Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。

なお、導電性支持体２の主面ｎの長さ（導電性支持体２の幅方向の長さ）は、通常、１５〜３５ｍｍ、側面ｍの長さ（弧状部の弧の長さ）は、２〜８ｍｍであり、導電性支持体２の厚み（一対の主面ｎ間の厚み）は１．５〜５ｍｍであることが好ましい。

燃料極層３は、電極反応を生じさせるものであり、それ自体公知の多孔質の導電性セラミックスにより形成されるのが好ましい。例えば、希土類酸化物が固溶したＺｒＯ_２または希土類酸化物が固溶したＣｅＯ_２と、Ｎｉおよび／またはＮｉＯとから形成することができる。

燃料極層３中の希土類酸化物が固溶したＺｒＯ_２または希土類酸化物が固溶したＣｅＯ_２の含量は、３５〜６５体積％の範囲にあるのが好ましく、またＮｉあるいはＮｉＯの含量は、６５〜３５体積％であるのが好ましい。さらに、この燃料極層３の開気孔率は、１５％以上、特に２０〜４０％の範囲にあるのが好ましく、その厚みは、１〜３０μｍであるのが好ましい。

固体電解質層４は、３〜１５モル％のＹ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３等の希土類元素酸化物を含有した部分安定化あるいは安定化ＺｒＯ_２からなる緻密質なセラミックスを用いるのが好ましい。また、希土類元素酸化物としては、安価であるという点からＹ_２Ｏ_３が好ましい。また、Ｌａ（ランタン）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｇａ（ガリウム），Ｍｇ（マグネシウム）を含んでなるＬＳＧＭ系の固体電解質層４とすることもできる。さらに、固体電解質層４は、ガス透過を防止するという点から、相対密度（アルキメデス法による）が９３％以上、特に９５％以上の緻密質であることが望ましく、かつその厚みが１〜５０μｍであることが好ましい。

酸素極層５は、いわゆるＡＢＯ_３型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスにより形成されるのが好ましい。かかるペロブスカイト型酸化物としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物、特にＡサイトにＬａが存在するＬａＭｎＯ_３系酸化物、ＬａＦ
ｅＯ_３系酸化物、ＬａＣｏＯ_３系酸化物の少なくとも１種が好ましく、６００〜１０００℃程度の作動温度での電気伝導性が高いという点からＬａＣｏＯ_３系酸化物が特に好ましい。なお、上記ペロブスカイト型酸化物においては、ＡサイトにＬａとともにＳｒやＣａ（カルシウム）が存在してもよく、またＬａに代わって、Ｓｍ（サマリウム）やＳｒが存在しても良い。さらに、Ｂサイトに、Ｃｏ（コバルト）とともにＦｅ（鉄）やＭｎ（マンガン）が存在しても良い。

また、酸素極層５は、ガス透過性を有する必要があり、従って、酸素極層５を形成する導電性セラミックス（ペロブスカイト型酸化物）は、開気孔率が２０％以上、特に３０〜５０％の範囲にあることが好ましい。さらに、酸素極層５の厚みは、集電性という点から３０〜１００μｍであることが好ましい。

図１に示すセル１においては、固体電解質層４と酸素極層５との間に、長時間の発電におけるセル１の発電性能の劣化を抑制することを目的として、（ＣｅＯ_２）_１−ｘ（ＲＥＯ_１．５）_ｘ（ＲＥはＳｍ、Ｙ、Ｙｂ、Ｇｄの少なくとも１種であり、ｘは０＜ｘ≦０．３を満足する数）で表される中間層８を設けることもできる。

一方、導電性支持体２の他方主面ｎには、インターコネクタ６と導電性支持体２との間の熱膨張係数差を軽減するために燃料極層３と類似する組成の密着層９を設けることができる。

そして、上記の酸素極層５と向かい合う位置において、密着層９を介して導電性支持体２上に設けられているインターコネクタ６は、導電性セラミックスにより形成されるのが好ましいが、燃料ガス（水素含有ガス）および酸素含有ガスと接触するため、耐還元性、耐酸化性を有していることが必要である。このため、耐還元性、耐酸化性を有する導電性セラミックスとしては、一般に、ランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＣｒＯ_３系酸化物）が使用される。また、導電性支持体２の内部を通る燃料ガスおよび導電性支持体２の外部を通る酸素含有ガスのリークを防止するため、かかる導電性セラミックスは緻密質でなければならず、例えば９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していることが好適である。なお、インターコネクタ６はセルの形状にあわせて、金属製とすることもできる。また、インターコネクタ６の厚みは、ガスのリーク防止と電気抵抗という点から、１０〜５００μｍであることが好ましい。

ところで、図１に示したセル１においては、燃料電池セル１の一端部が、導電性支持体２上に燃料極層３と固体電解質層４とがこの順で積層されており、酸素極層５が形成されていない非発電部として構成されている。

このような非発電部においては、セル１の外側を流れる酸素含有ガス（空気等）が逆流し、導電性支持体２の一部（一端部側）や燃料極層３の一端部側が酸化して、セル１が破損するおそれがある。

それゆえ、図１〜３に示すセル１においては、非発電部の一端部における少なくとも導電性支持体２上に、酸化抑制層１０が設けられている。

このような酸化抑制層１０は、周期律表第２族元素のうち少なくとも１種を含むケイ酸塩を主成分として含有する。

ここで、酸化抑制層１０の主成分である周期律表第２族元素のうち少なくとも１種を含んでなるケイ酸塩（以下、単にケイ酸塩と略す場合がある。）としては、例えば、周期律表第２族元素としてＭｇを含有するフォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）、ステアタイト
（ＭｇＳｉＯ_３）、アケルマナイト（Ｃａ_２ＭｇＳｉＯ_７）、ディオプサイト（Ｃａ_２ＭｇＳｉＯ_６）や、周期律表第２族元素としてＣａを含有するワラストナイト（ＣａＳｉＯ_３）、アノーサイト（ＣａＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８）、ゲーレナイト（Ｃａ_２Ａｌ_２ＳｉＯ_７）、周期律表第２族元素としてＢａを含有するセルシアン（ＢａＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_８）等を例示することができる。特には、フォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）、ステアタイト（ＭｇＳｉＯ_３）およびワラストナイト（ＣａＳｉＯ_３）のいずれか一種を用いることが好ましく、特にはフォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）を用いることが好ましい。

ところで、導電性支持体２の一端部においては、燃料ガス流路７から排出された燃料ガスの燃焼によって温度が高くなり、燃料ガス流路７の内壁と導電性支持体２の端面との角部において、導電性支持体２と酸化抑制層１０との熱膨張差が大きくなるので、この導電性支持体２の角部においてクラックが生じるおそれがあった。

図２は、図１で示したセル１の一端部における斜視図であり、図３（ａ）は、セル１の一端部における縦断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）中の破線部Ａの拡大図である。

図２に示したセル１においては、導電性支持体２上に燃料極層３と固体電解質層４とがこの順に積層されており、酸素極層５が形成されていない非発電部において、固体電解質層４とインターコネクタ６とを覆うように酸化抑制層１０が設けられており、また図３（ａ）に示すように、導電性支持体２の端部においては、導電性支持体２の燃料ガス流路７の内壁を覆うように酸化抑制層１０が設けられ、さらには、セル１の端面に位置する、導電性支持体２の端面、燃料極層３の端面、固体電解質層４の端面、インターコネクタ６の端面、密着層９の端面を覆うように酸化抑制層１０が設けられている。但し、前述したように、燃料ガス流路７の内壁と導電性支持体２の端面との角部における酸化抑制層１０の厚みは、他の部分より薄い。それにより、燃料ガス流路７の内壁と導電性支持体２の端面との角部において、導電性支持体２と酸化抑制層１０との熱膨張差によるクラックの発生を抑制することができる。従って、セル１の長期信頼性を向上させることができる。

なお、酸化抑制層１０は、その厚みを適宜設定することができ、例えば、燃料ガス排出側である一端部における導電性支持体２の端面の酸化抑制層１０はその厚みを２０〜１２０μｍとすることができ、燃料ガス排出側である一端部における燃料ガス流路７内における導電性支持体２上の酸化抑制層１０は、その厚みを２０〜６０μｍとすることができる。なお、この場合においては、固体電解質層４上およびインターコネクタ６上の酸化抑制層１０は、その厚みを２０〜６０μｍとすることができる。それにより、燃料ガス排出側である一端部における導電性支持体２の酸化を抑制することができるとともに、燃料ガス排出側である一端部の強度を向上することができ、セル１の破損を抑制することができる。

なお、燃料ガス流路７の内壁と導電性支持体２の端面との角部においては、酸化抑制層１０の厚みは、１０〜３０μｍとするとよい。

図４は、図３に示したセルの他の例を示す、セルの一端部の拡大断面図である。図４において、燃料ガス流路７の内壁と導電性支持体２の端面との角部に、酸化抑制層１０が設けられていない。これによれば、さらに、燃料ガス流路７の内壁と導電性支持体２の端面との角部において、導電性支持体２と酸化抑制層１０との熱膨張差によるクラックの発生を抑制することができる。

以上説明した中空平板型のセル１の製法について説明する。先ず、ＮｉまたはＮｉＯの粉末と、Ｙ_２Ｏ_３の粉末と、有機バインダーと、溶媒とを混合して坏土を調製し、この坏土を用いて押出成形により、一対の平坦部と両端の弧状部を有する導電性支持体２成形体
を作製し、これを乾燥する。なお、導電性支持体２成形体として、導電性支持体２成形体を９００〜１０００℃にて２〜６時間仮焼した仮焼体を用いてもよい。

次に、例えば所定の調合組成に従いＮｉＯ、Ｙ_２Ｏ_３が固溶したＺｒＯ_２（ＹＳＺ）の素原料を秤量、混合する。この後、混合した粉体に、有機バインダーおよび溶媒を混合して燃料極層３用スラリーを調製する。

さらに、希土類酸化物が固溶したＺｒＯ_２粉末に、トルエン、バインダー、市販の分散剤等を加えてスラリー化したものをドクターブレード等の方法により、３〜７５μｍの厚さに成形してシート状の固体電解質層４成形体を作製する。得られたシート状の固体電解質層４成形体上に燃料極層３用スラリーを塗布して燃料極層３成形体を形成し、この燃料極層３成形体側の面を導電性支持体２成形体の一方主面から両方の側面にかけて積層する。なお、他方主面の一部にまで積層してもよい。

続いて、例えば、ＧｄＯ_１．５が固溶したＣｅＯ_２粉末を８００〜９００℃にて２〜６時間、熱処理を行い、その後、湿式解砕して凝集度を５〜３５に調整した中間層８成形体用の原料粉末を用いて中間層８用スラリーを作製し、このスラリーを固体電解質層４成形体上の所定の位置に塗布して中間層８の塗布膜を形成する。

次に、例えば所定の調合組成に従いＮｉＯ、Ｙ_２Ｏ_３が固溶したＺｒＯ_２（ＹＳＺ）の素原料を秤量、混合する。この後、混合した粉体に、有機バインダーおよび溶媒を混合して密着層９用スラリーを調製する。

続いて、インターコネクタ６用材料（例えば、ＬａＣｒＯ_３系酸化物粉末）、有機バインダーおよび溶媒を混合してスラリー化したものをドクターブレード等の方法により成形してシート状のインターコネクタ６成形体を作製する。

インターコネクタ６成形体の一方側表面に、密着層９用スラリーを塗布し、その密着層９用スラリーを塗布した面を、燃料極層３成形体および固体電解質層４成形体が形成されていない導電性支持体２成形体の他方主面に積層する。

次いで、上記の積層成形体を脱バインダー処理し、酸素含有雰囲気中、１４００〜１６００℃にて２〜６時間、同時焼結（同時焼成）する。

続いて、平均粒径０．３〜３μｍの原料粉である周期律表第２族元素のうち少なくとも１種を含んでなるケイ酸塩（例えば、フォルステライト等）９５ｗｔ％以上と、ガラス成分と、溶媒等とを含有する溶液に、酸化抑制層１０を設ける部位を浸漬する。そして、燃料ガス流路の内壁と導電性支持体の端面との角部に位置する酸化抑制層１０用材料を治具で除去する。このようにして酸化抑制層１０成形体を作製し、焼成することで、酸化抑制層１０を作製できる。なお、酸化抑制層１０を焼成するにあたって、同時焼成温度より２００℃以上低いことが好ましく、例えば１２００℃〜１４００℃で行うことが好ましい。

続いて、酸素極層５用材料（例えば、ＬａＣｏＯ_３系酸化物粉末）、溶媒及び造孔材を含有するスラリーをディッピング等により中間層８上に塗布する。次に１０００〜１３００℃で、２〜６時間焼き付けることにより、図１に示す構造のセル１を製造できる。なお、セル１は、その後、内部に水素含有ガスを流し、導電性支持体２および燃料極層３の還元処理を行なうのが好ましい。その際、たとえば７５０〜１０００℃にて５〜２０時間還元処理を行なうのが好ましい。

以上のような製造方法により、導電性支持体２の燃料ガス排出側である一端部に酸化抑
制層１０が設けられておりつつ、燃料ガス流路７の内壁と導電性支持体２の端面との角部において他の部分より厚みが薄い酸化抑制層１０が設けられていないセル１を容易に作製することができる。

図５は、燃料電池モジュールの一例を示す（以下、モジュールと略す場合がある）の外観斜視図であり、同一の構成については同一の符号を用いるものとする。

モジュール１１は、直方体状の収納容器１２の内部に、本発明の一例である中空平板型のセル１を複数立設させた状態で所定間隔をおいて配列し、隣接する燃料電池セル１間に集電部材（図示せず）を配置して電気的に直列に接続してセルスタック１４を構成するとともに、セル１の下端をガラスシール材等の絶縁性接合材（図示せず）でマニホールド１３に固定してなる燃料電池セルスタック装置１７を収納容器１２に収納して構成されている。

図５においては、セル１の発電で使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器１８をセルスタック１４（セル１）の上方に配置している。なお、図５に示した改質器１８は、水を気化するための気化部１６と改質触媒を備える改質部１５とを具備しており、それにより効率の良い水蒸気改質を行うことができる。そして、改質器１８で生成された燃料ガスは、ガス流通管１９によりマニホールド１３に供給され、マニホールド１３を介してセル１の内部に設けられた燃料ガス流路７に供給される。なお、燃料電池セルスタック装置１７は改質器１８を含むものとしてもよい。

なお、図５においては、収納容器１２の一部（前後面）を取り外し、内部に収納される燃料電池セルスタック装置１７を後方に取り出した状態を示している。ここで、図５に示したモジュール１１においては、燃料電池セルスタック装置１７を、収納容器１２内にスライドして収納することが可能である。

なお、収納容器１２の内部には、マニホールド１３に並置されたセルスタック１４の間に配置され、酸素含有ガス（酸素含有ガス）が集電部材の内部を介して燃料電池セル１の側方を下端部から上端部に向けて流れるように、酸素含有ガス導入部材２０が配置されている。

このようなモジュール１１においては、収納容器１２内に、上述したようなセル１を複数個収納してなることから、信頼性の向上したモジュール１１とすることができる。

図６は、燃料電池装置２１の一例を示す分解斜視図である。なお、図６においては一部構成を省略して示している。

図６に示す燃料電池装置２１は、支柱２２と外装板２３から構成される外装ケース内を仕切板２４により上下に区画し、その上方側を上述したモジュール１１を収納するモジュール収納室２５とし、下方側をモジュール１１を動作させるための補機類を収納する補機収納室２６として構成されている。なお、補機収納室２６に収納する補機類を省略して示している。

また、仕切板２４は、補機収納室２６の空気をモジュール収納室２５側に流すための空気流通口２７が設けられており、モジュール収納室２５を構成する外装板２３の一部に、モジュール収納室２５内の空気を排気するための排気口２８が設けられている。

このような燃料電池装置２１においては、上述したように、信頼性の向上した燃料電池
セル１を収納容器１２内に収納してなるモジュール１１をモジュール収納室２５内に収納して構成されることにより、信頼性の向上した燃料電池装置２１とすることができる。

１：セル
２：導電性支持体
３：燃料極層
４：固体電解質層
５：酸素極層
６：インターコネクタ
７：燃料ガス流路
８：中間層
１０：酸化抑制層
１１：燃料電池モジュール
２１：燃料電池装置

Claims

内部に燃料ガス流路が設けられており、鉄族金属成分を含む導電性支持体と、
該導電性支持体の少なくとも一方主面上に設けられた燃料極層と、
該燃料極層を覆って設けられた固体電解質層と、
該固体電解質層上で、前記燃料極層と対向するように設けられた空気極層と、を有しており、
前記導電性支持体の一端部に酸化抑制層が設けられており、
前記酸化抑制層は、周期律表第２族元素のうち少なくとも１種を含むケイ酸塩を主成分として含有しており、
前記燃料ガス流路の内壁と前記導電性支持体の端面との角部における前記酸化抑制層の厚みが、他の部分より薄いことを特徴とする固体酸化物形燃料電池セル。
内部に燃料ガス流路が設けられており、鉄族金属成分を含み、燃料極層を兼ねる導電性支持体と、
該導電性支持体上に設けられた固体電解質層と、
該固体電解質層上に設けられた空気極層と、を有しており、
前記導電性支持体の一端部に酸化抑制層が設けられており、
前記酸化抑制層は、周期律表第２族元素のうち少なくとも１種を含むケイ酸塩を主成分として含有しており、
前記燃料ガス流路の内壁と前記導電性支持体の端面との角部における前記酸化抑制層の厚みが、他の部分より薄いことを特徴とする固体酸化物形燃料電池セル。
前記燃料ガス流路の内壁と前記導電性支持体の端面との角部に、前記酸化抑制層が設けられていないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固体酸化物形燃料電池セル。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池セルを、収納容器内に複数個収納してなることを特徴とする燃料電池モジュール。
請求項４に記載の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機とを、外装ケース内に収納してなることを特徴とする燃料電池装置。