JP2018166131A - セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 延出部の酸化を抑制し、発電出力の低下を抑制したセルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置を提供する。【解決手段】 セル３を複数個配列してなるセルスタック５と、セル３の一端が固定されているとともに、セル３に反応ガスを供給するためのマニホールド４と、セルスタック５のセル３の配列方向における端部に配置され、セルスタック５とは反対側に延びる延出部１５を有する端部導電部材１４と、を具備し、延出部１５の表面に、耐酸化性を有する導電材２４が設けられているセルスタック装置１２。【選択図】 図４

Description

本発明は、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置に関する。

近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス（水素含有ガス）と酸素含有ガス（空気）とを用いて電力を得ることができるセルの１種である燃料電池セルが複数配列されてなる燃料電池セルスタック装置を収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールや、燃料電池モジュールを外装ケース内に収納してなる燃料電池装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この燃料電池装置においては、例えば、燃料電池セルスタックの両端の外側に、弾性変形可能で金属材料からなる端部導電部材が設けられている。この端部導電部材の外側には、燃料電池セルスタックで発生した電気を外部に引き出すために、燃料電池セルスタックの外側に延びている延出部が設けられている。そして、この延出部を介して、燃料電池装置の外部に電流が引き出される。

特開２０１４−１４９９４２号公報

ところで、この端部導電部材は金属材料から成るので、燃料電池セルスタック装置の製造時又は使用時に延出部のうち、特に電気を外部に引き出す部材との接続部が酸化することによって、電気抵抗値が上昇し、発電出力が低下する問題があった。

それゆえ、本発明は、延出部の酸化を抑制し、発電出力の低下を抑制したセルスタック装置、それを備えるモジュールおよびモジュール収容装置を提供することにある。

本発明のセルスタック装置は、セルを複数個配列してなるセルスタックと、前記セルの一端が固定されているとともに、前記セルに反応ガスを供給するためのマニホールドと、前記セルスタックの前記セルの配列方向における端部に配置され、前記セルスタックとは反対側に延びる延出部を有する端部導電部材と、を具備し、前記延出部の表面に、耐酸化性を有する導電材が設けられていることを特徴とする。

また、本発明のモジュールは、収納容器内に、上記に記載のセルスタック装置を収納してなることを特徴とする。

さらに、本発明のモジュール収容装置は、外装ケース内に、上記に記載のモジュールと、該モジュールの運転を行なうための補機とを収納してなることを特徴とする。

本発明のセルスタック装置は、延出部の表面が酸化するのを抑制することができ、発電出力の低下を抑制することができる。

また、本発明のモジュールは、発電出力の低下を抑制することができるモジュールとす
ることができる。

さらに、本発明のモジュール収容装置は、発電出力の低下を抑制することができるモジュール収容装置とすることができる。

燃料電池セルを用いてなる本実施形態の燃料電池セルスタック装置の一例を備える燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。 図１に示す本実施形態の燃料電池セルスタック装置の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部を抜粋して示す断面図である。 図１に示す本実施形態の燃料電池セルスタック装置の一例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。 図１に示す本実施形態の燃料電池セルスタック装置における端部導電部材の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は拡大斜視図である。 図１に示す本実施形態の燃料電池セルスタック装置における端部導電部材の他の例を示す、拡大斜視図である。 図５におけるＡ−Ａ線における拡大断面図である。 図５におけるＢ−Ｂ線における拡大断面図である。 図１に示す本実施形態の燃料電池セルスタック装置における端部導電部材の他の例を示す、拡大斜視図である。 本実施形態の燃料電池装置の一例を概略的に示す分解斜視図である。

図１〜９を用いて、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置について説明する。なお、以下の説明においてセルとして固体酸化物形の燃料電池セルを用いて説明するものとし、単にセルという場合がある。また、セルスタック装置として燃料電池セルスタック装置を用いて説明するものとし、単にセルスタック装置という場合がある。また、モジュール収容装置として燃料電池装置を用いて説明するものとし、モジュール収容装置という場合がある。

図１は、燃料電池セルを用いてなる本実施形態の燃料電池モジュールの一例を示す外観斜視図である。なお、以降の図において同一の部材については同一の番号を付するものとする。

図１に示す燃料電池モジュール１においては、収納容器２の内部に、内部を燃料ガスが一端から他端に流通するガス流路（図１においては図示せず）を有する燃料電池セル３を立設させた状態で一列に配列し、隣接する燃料電池セル３間が導電部材（図１においては図示せず）を介して電気的に直列に接続されているとともに、燃料電池セル３の下端をガラスシール材等の絶縁性接着材（図示せず）でマニホールド４に固定してなるセルスタック５を２つ備える燃料電池セルスタック装置１２を収納してなる。

また、セルスタック５の上方には、燃料電池セル３に供給する燃料ガスを生成するための改質器６が配置されている。なお、セルスタック５の端部には、セルスタック５（燃料電池セル３）の発電により生じた電気を集電して外部に引き出すための、延出部を有する端部導電部材が配置されている（図１においては図示せず）。

なお、図１においては、燃料電池セルスタック装置１２が２つのセルスタック５を備えている場合を示しているが、適宜その個数は変更することができ、例えばセルスタック５を１つだけ備えていてもよい。また、燃料電池セルスタック装置１２を、改質器６を含むものとすることもできる。

なお、マニホールド４は燃料電池セル３に供給する燃料ガスを貯留し、開口部を上面に有するガスケースと、内側に燃料電池セル３を固定するとともに、ガスケースに固定される枠体とを備えている。

また、図１においては、燃料電池セル３として、内部を燃料ガスが長手方向に流通する燃料ガス流路を複数有する中空平板型で、燃料ガス流路を有する支持体の表面に、内側電極層、固体電解質層および外側電極層を順に積層してなる固体酸化物形の燃料電池セル３を例示している。燃料電池セル３の構成については後述する。

また、本実施形態の燃料電池装置においては、燃料電池セル３は、例えば平板型や円筒型とすることもでき、あわせて収納容器２の形状も適宜変更することができる。

また、図１に示す改質器６においては、原燃料供給管１０を介して供給される天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成する。なお、改質器６は、効率のよい改質反応である水蒸気改質を行うことができる構造とすることが好ましく、水を気化させるための気化部７と、原燃料を燃料ガスに改質するための改質触媒（図示せず）が配置された改質部８とを備えている。そして、改質器６で生成された燃料ガスは、燃料ガス流通管９を介してマニホールド４に供給され、マニホールド４より燃料電池セル３の内部に設けられた燃料ガス流路に供給される。

また図１においては、収納容器２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１２を後方に取り出した状態を示している。ここで、図１に示した燃料電池モジュール１においては、燃料電池セルスタック装置１２を、収納容器２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２の内部には、マニホールド４に並置されたセルスタック５の間に配置され、酸素含有ガスが燃料電池セル３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１１が配置されている。

また、上述の構成の燃料電池モジュール１においては、燃料電池セル３における燃料ガス流路より排出される発電に使用されなかった燃料ガスと酸素含有ガスとを燃料電池セル３の上端と改質器６との間で燃焼させることにより、燃料電池セル３の温度を上昇・維持させることができる。あわせて、燃料電池セル３（セルスタック５）の上方に配置された改質器６を温めることができ、改質器６で効率よく改質反応を行なうことができる。なお、通常発電時においては、上記燃焼や燃料電池セル３の発電に伴い、燃料電池モジュール１内の温度は５００〜９００℃程度となる。

図２は、本実施形態の燃料電池セルスタック装置の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部を抜粋して示す断面図であり、図３は本実施形態の燃料電池セルスタック装置の一例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。図４は、図１に示す本実施形態の燃料電池セルスタック装置における端部導電部材の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は拡大斜視図である。

図２、図３に示すように、燃料電池セル３の一端部（図２（ａ）の下端部）は枠体４ａで囲まれており、枠体４ａの内側に充填されたシール材１６で燃料電池セル３の下端部の外周が固定されている。つまり、セルスタック５は、枠体４ａの内側に複数の燃料電池セル３を一列に並べ、各燃料電池セル３を、導電部材１３ａを介して接続して収容し、シール材１６で枠体４ａに接着されている。なお、この枠体４ａの内側が固定部となる。また、シール材１６は、耐熱性かつ絶縁性を有している材料を用いることが好ましく、例えば
ガラス等を用いることができる。

端部導電部材１４は、セルスタック５の燃料電池セル３の配列方向における端部に配置され、燃料電池セル３の変形を抑えている。ここでいう端部とは、両端部であっても良いし、一方又は他方のいずれか一方のみでも良い。

また、セルスタック５の最も外側に位置する燃料電池セル３には、当該セル３の外側に配置された導電部材１３ｂを介して端部導電部材１４が接続されている。

図２、図３に示すように、燃料電池セル３を電気的に接続するために介装される導電部材は、符号１３ａで示しており、セルスタック５の最も外側に位置する導電部材は、符号１３ｂで示している。

また、図３に示す例においては、端部導電部材１４は平板形状を有している。これによって、端部導電部材１４は、広い面積で、導電部材１３ｂから電流を取り出すことができる。

端部導電部材１４は、導電部材１３ｂと電気的に接続されており、セルスタック５の外側に突出する延出部１５を有している。なお、図には示していないが、端部導電部材１４の外側に、セルスタック５の周囲に配置された断熱材との接触や外部からの衝撃に対して、端部導電部材１４およびセルスタック５を保護する目的で、保護カバーを設けてもよい。

一方、マニホールド４を構成するガスケース４ｂは、燃料電池セル３のガス流路２３にガスを供給する開口部を上面に有して、セルスタック５が開口部を塞ぐように環状の枠体４ａの一端部が、ガスケース４ｂの開口部を取り囲むように環状に形成された溝部に差し込まれて、シール材１６にて固定されている。それにより、燃料電池セル３のガス流路２３以外の部分が気密に封止されている。

この構成では、セルスタック５をガスケース４ｂに接続する前に、別途、燃料電池セル３の一端部をシール材１６で枠体４ａに接着し、その後で枠体４ａをガスケース４ｂに接着して封止することが可能である。

以下、セルスタック装置１２を構成する燃料電池セル３について説明する。

燃料電池セル３は、図２（ｂ）に示すように、一対の対向する平坦面をもつ柱状の導電性支持基板２２（以下、支持基板２２と略す場合がある）の一方の平坦面上に内側電極層１７、固体電解質層１８及び外側電極層１９を順次積層してなる柱状（中空平板状等）からなる。この導電性支持基板２２には、内部にガスが流れるガス流路２３が設けられており、図２（ｂ）においては６つのガス流路が設けられた例を示している。図２（ｂ）に示す例においては、内側電極層１７を燃料側電極層とし、外側電極層１９を空気側電極層として説明する。

なお、図２（ｂ）に示す例の燃料電池セル３においては、内側電極層１７を燃料側電極層とし、外側電極層１９を空気側電極層とした燃料電池セルについて説明するが、内側電極層１７を空気側電極層とし、外側電極層１９を燃料側電極層として、ガス流路２３に酸素含有ガスを流す構成の燃料電池セル３としてもよい。

また、燃料電池セル３の他方の平坦面上にはインターコネクタ２０が設けられており、インターコネクタ２０の外面（上面）にはＰ型半導体層２１が設けられている。Ｐ型半導
体層２１を介して、導電部材１３ａをインターコネクタ２０に接続させることにより、両者の接触がオーム接触となり、電位降下を少なくし集電性能の低下を有効に回避することが可能となる。なお、図２（ｂ）では、端部導電部材１４の記載を省略している。また、支持基板は燃料側電極層を兼ねるものとし、その表面に固体電解質層および空気側電極層を順次積層してセルを構成することもできる。

燃料側電極層１７は、一般的に公知のものを使用することができ、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素が固溶しているＺｒＯ_２（安定化ジルコニアと称し、部分安定化も含むものとする）とＮｉおよび／またはＮｉＯとから形成することができる。

固体電解質層１８は、燃料側電極層１７、空気側電極層１９間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有することが必要とされ、３〜１５モル％の希土類元素酸化物が固溶したＺｒＯ_２から形成される。なお、上記特性を有する限りにおいては、他の材料等を用いて形成してもよい。

空気側電極層１９は、一般的に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、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から形成することができる。空気側電極層３５はガス透過性を有していることが必要であり、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。

支持基板２２としては、燃料ガスを燃料側電極層１７まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ２０を介して集電するために導電性であることが要求される。したがって、支持基板２２としては、導電性セラミックスやサーメット等を用いることができる。セル３を作製するにあたり、燃料側電極層１７または固体電解質層１８との同時焼成により支持基板２２を作製する場合においては、鉄族金属成分と特定希土類酸化物とから支持基板２２を形成することが好ましい。また、図２に示した燃料電池セル３において、柱状（中空平板状）の支持基板２２は、立設方向に細長く延びる板状片であり、平坦な両面と半円形状の両側面を有する。また、支持基板２２は、ガス透過性を備えるために開気孔率が３０％以上、特に３５〜５０％の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は３００Ｓ／ｃｍ以上、特に４４０Ｓ／ｃｍ以上であるのが好ましい。また、支持基板２２の形状は柱状であれば良く、円筒状であってもよい。

Ｐ型半導体層２１としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物からなる層を例示することができる。具体的には、インターコネクタ２０を構成する材料よりも電子伝導性が大きいもの、例えば、ＢサイトにＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏなどが存在するＬａＭｎＯ_３系酸化物、ＬａＦｅＯ_３系酸化物、ＬａＣｏＯ_３系酸化物などの少なくとも一種からなるＰ型半導体セラミックスを使用することができる。このようなＰ型半導体層２１の厚みは、一般に、３０〜１００μｍの範囲にあることが好ましい。

インターコネクタ２０は、上述したとおり、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）、もしくは、ランタンストロンチウムチタン系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＳｒＴｉＯ_３系酸化物）が好適に使用される。これらの材料は、導電性を有し、かつ燃料ガス（水素含有ガス）および酸素含有ガス（空気等）と接触しても還元も酸化もされない。また、インターコネクタ２０は支持基板２２に形成されたガス流路２３を流通する燃料ガス、および支持基板２２の外側を流通する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していることが好ましい。

そして、燃料電池セル３を電気的に接続するために介装される導電部材１３ａ、セルス
タックの最も外側に位置する導電部材１３ｂおよび端部導電部材１４は、弾性を有する金属または合金からなる部材あるいは金属繊維または合金繊維から成るフェルトに所要の表面処理を加えた部材から構成することができる。

ところで、セルスタック装置１２において、運転時や製造時において、端部導電部材１４の延出部１５において電気抵抗値が上昇する場合がある。これは、セルスタック装置１２の運転時や製造における熱により、特には、延出部１５のうち、延出部１５とを介して電気を外部に引き出す部材との接続部が酸化することで生じる現象であると考えられる。

それゆえ、本実施形態のセルスタック装置１２において、図４に示す例のように、延出部１５の表面に、耐酸化性を有する導電材２４が設けられている。この構成により、延出部１５の表面が酸化するのを抑制することができ、発電出力の低下を抑制することができる。

なお、導電材２４が耐酸化性を有するとは、導電材２４が延出部１５よりもイオン化傾向の小さい金属材料を主成分として構成されていることを意味する。例えば、延出部１５が鉄を構成材料とする場合には、導電材２４の材料としては、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属材料が選択される。この場合の導電材２４の具体的な例としては、銀−パラジウム合金材料である。また、これ以外にも、例えば、銀、パラジウム、銅、白金、金など、鉄よりもイオン化傾向の小さい金属材料から少なくとも１種選択される金属材料から成っていれば良い。

また、延出部１５がアルミニウムから成る場合には、導電材２４の材料としては、アルミニウムよりもイオン化傾向の小さい金属材料が選択される。この場合の導電材２４の具体的な例としては、マンガン、亜鉛、銀、パラジウム、銅、白金、金など、アルミニウムよりもイオン化傾向の小さい金属材料から少なくとも１種選択される金属材料である。

また、延出部１５が銅から成る場合には、導電材２４の材料としては、銅よりもイオン化傾向の低い金属材料が選択される。この場合の導電材２４の具体的な例としては、銀、パラジウム、白金、金など、銅よりもイオン化傾向の小さい金属材料から少なくとも１種選択される金属材料である。

延出部１５に導電材２４を設けるためには、上述した金属材料のペーストを、延出部１５の所定の領域に塗布し、所定の温度で焼き付ければよい。

また、図４に示す例においては、延出部１５の一方主面と他方主面を貫通している貫通孔１５ａが延出部１５に設けられている。例えば、延出部１５が外部と電気的に接続される際には、貫通孔が設けられた外部機器の接続部が延出部１５の一方主面に当接され、双方の貫通孔１５ａ内部にねじが通されることによって、延出部１５と外部が接続されることとなる。

図５は、図１に示す本実施形態の燃料電池セルスタック装置における端部導電部材の他の例を示す、拡大斜視図である。

図５に示す例において、延出部１５は先端部が、外部と電気的に接続される接続部とされており、延出部１５の一方主面（上面）において、先端部に導電材２４が設けられており、先端部よりもセルスタック５側に酸化膜２５が設けられている。この構成により、延出部１５の上面において、先端部は導電材２４で酸化が抑制され、セルスタック５側は酸化膜２５が設けられていることで、さらなる酸化が抑制されることとなる。また、先端部は導電材２４により導電性が確保されているので、外部と電気的に接続される接続部とし
て機能する。

酸化膜２５は、製造工程において、例えば、延出部１５を約１０００℃で所定時間加熱することによって設けることができる。なお、導電材２４を設ける部位については、その後延出部１５表面の酸化膜を削り取れば良い。このように、製造工程において、延出部１５の所定の部位に前もって酸化膜２５を意図的に設けることによって、その後のセルスタック装置１２の使用状態において高い温度下に置かれた場合であっても、酸化膜２５の直下の延出部１５でそれ以上酸化が進行することを抑制することができる。

また、延出部１５の一方主面として上面を示したが、電気を外部に引き出す部材との接続形態に合わせて、適宜変更することができる。それゆえ、例えば下延出部１５の下面に導電材２４が設けられていても良い。

また、酸化膜２５は、延出部１５の上面だけでなく、側面、端面、貫通孔の内壁、又は下面に設けられていても良い。この構成によれば、これらの部位でも延出部１５が酸化されることを抑制することができる。

図５に示す例においては、酸化膜２５は、延出部１５の側面、端面、貫通孔の内壁、および下面に設けられている。このような延出部１５の製造にあたっては、まず延出部１５を約１０００℃で所定時間加熱することにより、延出部１５全体に酸化膜２５を形成する。その次に、導電材２４を設ける部位のみ、酸化膜を削り取る。この削り取った領域に導電材２４を設ければよい。

図６は、図５におけるＡ−Ａ線における拡大断面図である。図６に示す例において、酸化膜２５の先端部が、導電材２４にて覆われている。この構成により、延出部１５の酸化を更に抑制することができる。例えば、酸化膜２５の先端部が、導電材２４の先端部と面一になるように突き合わされている場合、酸化膜２５の先端部と導電材２４の先端部との間の隙間から空気が入り込み、延出部１５が酸化する可能性がある。従って、図６に示す例のように、酸化膜２５の先端部を、導電材２４にて覆うことにより、前述の隙間を、導電材２４で覆うこととなる。従って、隙間を通じて延出部１５に空気が触れることを抑制することができ、耐酸化性を更に向上させることができる。

図７は、図５におけるＢ−Ｂ線における拡大断面図である。図７に示す例において、延出部１５の端面に酸化膜２５が設けられており、一方主面（上面）に設けられた導電材２４が、端面に設けられた酸化膜２５上に回り込んでいる。この構成により、延出部１５の酸化を更に抑制することができる。例えば、導電材２４の先端部が、延出部１５の上面と端面との角部で留まっている場合、導電材２４の先端部と酸化膜２５の先端部の間の隙間から空気が入り込み、延出部１５の角部が酸化する可能性がある。従って、図７に示す例のように、導電材２４を、端面に設けられた酸化膜２５上に回り込ませることにより、前述の隙間を、導電材２４で覆うこととなる。従って、隙間を通じて延出部１５の角部に空気が触れることを抑制することができ、耐酸化性を更に向上させることができる。

また、図７は、延出部１５の上面と端面との角部における構成を示しているが、この構成は、上面と側面との角部、又は上面と貫通孔の内壁との角部に適用されていてもよい。また、同様に、延出部１５の下面と、端面、側面、又は貫通孔の内壁との間の角部に適用されていてもよい。

図８は、図１に示す本実施形態の燃料電池セルスタック装置における端部導電部材の他の例を示す、拡大斜視図である。図８に示す例において、延出部１５は、平面視において屈曲又は湾曲している。この構成により、例えば、延出部１５に外部から力が加わった際
に、延出部１５における撓みで力を緩和することができるので、延出部１５が端部導電部材１４から剥離することを抑制できる。

図９は、外装ケース内に図１で示した燃料電池モジュール１と、燃料電池モジュール１を動作させるための補機（図示せず）とを収納してなる本実施形態の燃料電池装置の一例を示す分解斜視図である。なお、図９においては一部構成を省略して示している。

図９に示す燃料電池装置２６は、支柱２７と外装板２８から構成される外装ケース内を仕切板２９により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール１を収納するモジュール収納室３０とし、下方側を燃料電池モジュール１を動作させるための補機を収納する補機収納室３１として構成されている。なお、補機収納室３１に収納する補機を省略して示している。

また、仕切板２９には、補機収納室３１の空気をモジュール収納室３０側に流すための空気流通口３２が設けられており、モジュール収納室３０を構成する外装板２８の一部に、モジュール収納室３０内の空気を排気するための排気口３３が設けられている。

このような燃料電池装置２６においては、上述したように、発電出力の低下を抑制した燃料電池モジュール１をモジュール収納室３０に収納し、燃料電池モジュール１を動作させるための補機を補機収納室３１に収納して構成されることにより、発電出力の低下を抑制した燃料電池装置２６とすることができる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。

上述の例ではいわゆる縦縞型と呼ばれるセル３を用いて説明したが、一般に横縞型と呼ばれる複数の発電素子部又は電解素子部を支持体上に設けてなる横縞型のセルを用いることもできる。

さらに、上記形態では燃料電池セル３、燃料電池セルスタック装置１２、燃料電池モジュール１ならびに燃料電池装置２６について説明したが、セルに水蒸気と電圧とを付与して水蒸気（水）を電気分解することにより、水素と酸素（Ｏ_２）を生成する電解セル（ＳＯＥＣ）およびこの電解セルを備える電解セルスタック装置および電解モジュールならびに電解装置にも適用することができる。

１：燃料電池モジュール
２：収納容器
３：燃料電池セル
４：マニホールド
４ａ：枠体
４ｂ：ガスケース
５：セルスタック
６：改質器
７：気化部
８：改質部
９：燃料ガス流通管
１０：原燃料供給管
１１：酸素含有ガス導入部材
１２：燃料電池セルスタック装置
１３（１３ａ、１３ｂ）：導電部材
１４：端部導電部材
１５：延出部
１５ａ：貫通孔
１６：シール材
１７：燃料側電極層
１８：固体電解質層
１９：空気側電極層
２０：インターコネクタ
２１：Ｐ型半導体層
２２：導電性支持基板
２３：ガス流路
２４：導電材
２５：酸化膜
２６：燃料電池装置
２７：支柱
２８：外装板
２９：仕切板
３０：モジュール収納室
３１：補機収納室
３２：空気流通口
３３：排気口

この燃料電池装置においては、例えば、燃料電池セルスタックの両端の外側に、弾性変形可能で金属材料からなる端部導電部材が設けられている。この端部導電部材には、燃料電池セルスタックで発生した電気を外部に引き出すために、燃料電池セルスタックの外側に延びている延出部が設けられている。そして、この延出部を介して、燃料電池装置の外部に電流が引き出される。

ところで、この端部導電部材は金属材料から成るので、燃料電池セルスタック装置の製造時又は使用時に、特に電気を外部に引き出す部材との接続部が酸化することによって、電気抵抗値が上昇し、発電出力が低下する問題があった。

それゆえ、本発明は、端部導電部材の酸化を抑制し、発電出力の低下を抑制したセルスタック装置、それを備えるモジュールおよびモジュール収容装置を提供することにある。

本発明のセルスタック装置は、セルを複数個配列してなるセルスタックと、前記セルの一端が固定されているとともに、前記セルに反応ガスを供給するためのマニホールドと、前記セルスタックの前記セルの配列方向における端部に配置された端部導電部材と、を具備し、前記端部導電部材の表面の少なくとも一部に、耐酸化性を有する導電材が設けられていることを特徴とする。

本発明のセルスタック装置は、端部導電部材の表面が酸化するのを抑制することができ、発電出力の低下を抑制することができる。

Claims (7)

1. セルを複数個配列してなるセルスタックと、
   前記セルの一端が固定されているとともに、前記セルに反応ガスを供給するためのマニホールドと、
   前記セルスタックの前記セルの配列方向における端部に配置され、前記セルスタックとは反対側に延びる延出部を有する端部導電部材と、を具備し、
   前記延出部の表面に、耐酸化性を有する導電材が設けられていることを特徴とするセルスタック装置。
2. 前記延出部は先端部が、外部と電気的に接続される接続部とされており、
   前記延出部の一方主面において、
   前記先端部に前記導電材が設けられており、
   前記先端部よりも前記セルスタック側に酸化膜が設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のセルスタック装置。
3. 前記酸化膜の先端部が、前記導電材にて覆われている
   ことを特徴とする請求項２記載のセルスタック装置。
4. 前記延出部の側面又は端面に酸化膜が設けられており、
   前記一方主面に設けられた導電材が、前記側面又は端面に設けられた酸化膜上に回り込んでいる
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のセルスタック装置。
5. 前記延出部は、平面視において屈曲又は湾曲している
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載のセルスタック装置。
6. 収納容器内に、前記請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記載のセルスタック装置を収納してなることを特徴とするモジュール。
7. 外装ケース内に、請求項６に記載のモジュールと、該モジュールの運転を行なうための補機とを収納してなることを特徴とするモジュール収容装置。

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