JP2018170109A

JP2018170109A - 燃料電池構造体

Info

Publication number: JP2018170109A
Application number: JP2017065213A
Authority: JP
Inventors: 実海西村; Miu Nishimura; 和揮水谷; Kazuki Mizutani; 亮介中村; Ryosuke Nakamura
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-11-01

Abstract

【課題】シール材に含まれるバリウムと支持板中のクロムやコーティング膜中のアルミニウムなどによる反応を抑制し、接合剤によるシール機能の低下や燃料極や空気極のクロムによる被毒を防止することで、燃料電池の発電効率を高く維持する。【解決手段】燃料電池構造体は、燃料極と空気極とこの燃料極とこの空気極との間に配置された固体電解質とを有して構成される固体酸化物形の燃料電池セルと、ステンレス鋼により形成されて燃料電池セルの燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部材と、バリウムを含有するガラスにより形成されて燃料ガス供給部材と燃料電池セルとのシールを行なうシール部材と、備え、更に燃料ガス供給部材とシール部材との間にマンガンを含む化合物または酸化物により形成された反応防止層を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池構造体に関し、詳しくは固体酸化物形燃料電池の燃料電池構造体に関する。

従来、この種の燃料電池構造体としては、固体酸化物形燃料電池の燃料ガスのマニホールドを形成すると共に燃料電池セルを支持するステンレス鋼製の支持板の表面に絶縁性セラミックスで構成されるコーティング膜が形成されており、コーティング膜を介して支持板と燃料電池セルとをバリウムを含有する接合材により接合するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この燃料電池構造体では、接合材は、燃料電池セルや支持板の熱膨張率と同等となるように、ガラスに添加されるバリウムの量が調整されており、コーティング膜は、結晶化度が６０％以上の結晶化ガラス（ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃系、ＳｉＯ₂ＭｇＯ系）またはＡｌ₂Ｏ₃により形成されている。そして、このコーティング膜を有することにより、固体酸化物形燃料電池の作動温度（例えば、８００℃近傍）として燃料電池を稼働させたときに支持板の表面から揮発したクロムにより燃料極や空気極が被毒されるのを防止している。

また、ステンレス鋼製の固体酸化物形燃料電池の燃料ガスのマニホールドに燃料電池セルを接合材を用いて接合すると共に、接合材の露出部分をコーティング膜により覆うものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この燃料電池構造体では、接合材は、シール機能を高めるために、ステンレス鋼を腐食させる物質（ナトリウムやカリウムなど）を含む結晶化ガラスで形成されており、コーティング膜は、ステンレス鋼を腐食させる物質を含まない結晶化ガラス（ＳｉＯ₂−ＺｎＯ−ＢａＯ−Ｌａ₂Ｏ₃系やＳｉＯ₂−ＺｎＯ−ＢａＯ系など）により形成されている。そして、このコーティング膜を有することにより、接合材を酸化還元雰囲気に接しないようにし、ステンレス鋼の腐食を防止している。

特開２０１５−３５４１８号公報特開２０１５−１４４１１４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された燃料電池構造体では接合材にバリウムが含まれており、特許文献２に記載された燃料電池構造体ではコーティング膜にバリウムが含まれているため、バリウムが固体酸化物形燃料電池の作動温度（例えば、８００℃近傍）で支持板中のクロムやコーティング膜中のアルミニウムと反応し、接合材によるシール機能の低下や燃料極や空気極のクロムによる被毒によって、燃料電池の発電効率を低下させる場合が生じる。

本発明の燃料電池構造体は、シール材に含まれるバリウムによる反応を抑制し、シール機能の低下や燃料極や空気極のクロムによる被毒を防止することで、燃料電池の発電効率を高く維持することを主目的とする。

本発明の燃料電池構造体は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の燃料電池構造体は、
燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極との間に配置された固体電解質と、を有して構成される固体酸化物形の燃料電池セルと、
ステンレス鋼により形成され、前記燃料電池セルの前記燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部材と、
バリウムを含有するガラスにより形成され、前記燃料ガス供給部材と前記燃料電池セルとのシールを行なうシール部材と、
を備える燃料電池構造体であって、
前記燃料ガス供給部材と前記シール部材との間にマンガンを含む化合物または酸化物により形成された反応防止層を備える、
ことを特徴とする。

この本発明の燃料電池構造体では、燃料電池セルの燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部材はステンレス鋼により形成されており、燃料ガス供給部材と燃料電池セルとのシールを行なうシール部材はバリウムを含有するガラスにより形成されており、燃料ガス供給部材とシール部材との間にマンガンを含む化合物または酸化物により形成された反応防止層を備える。マンガンを含む化合物または酸化物により形成された反応防止層は、シール材のバリウムと燃料ガス供給部材に含まれるクロムとの反応を阻害するから、シール材に含まれるバリウムによる反応を抑制し、シール機能の低下や燃料極や空気極のクロムによる被毒を防止することで、燃料電池の発電効率を高く維持することができる。

本発明の燃料電池構造体において、反応防止層は、マンガンを含む化合物として、例えば、酸化マンガン、マンガンコバルト酸化物スピネル、マンガン亜鉛酸化物スピネルが挙げられるが、その他の元素を含んだマンガン化合物を用いてもよい。その他の元素としては、Ｃｕ（例えば、（Ｍｎ，Ｃｕ）₃Ｏ₄）、Ｆｅ（例えば、（Ｍｎ，Ｆｅ）₃Ｏ₄）、Ａｌ（例えば、（Ｍｎ，Ａｌ）₃Ｏ₄）などを挙げることができる。また、（Ｍｎ，Ｃｏ，Ｆｅ）₃Ｏ₄のように、上記のマンガンを含む化合物にその他の元素（Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ａｌなど）が含まれた化合物を用いてもよい。また、反応防止層は厚さが１μｍ〜３０μｍであるものとしてもよい。

本発明の燃料電池構造体において、燃料ガス供給部材は、フェライト系ステンレス鋼により形成されており、酸化アルミニウムまたはコバルト酸化物スピネルによる被膜が形成されているものとしてもよい。こうすれば、燃料極や空気極に対するフェライト系ステンレス鋼に含まれるクロムによる被毒を防止することができる。

本発明の一実施形態としての燃料電池構造体を有する発電モジュール１０の構成の概略を示す構成図である。図１の発電モジュール１０における二点鎖線の円部分を拡大して示す拡大図である。図１の発電モジュール１０における二点鎖線の円部分の変形例を拡大して示す拡大図である。

次に、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態としての燃料電池構造体を有する発電モジュール１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は図１の発電モジュール１０における二点鎖線の円部分を拡大して示す拡大図である。

発電モジュール１０は、図１に示すように、水蒸気を生成する気化器２２と、天然ガスやＬＰガスなどの原燃料ガスを水蒸気改質反応により改質して水素を含む燃料ガス（改質ガス）を生成する改質器２４と、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとを反応させて発電する複数の燃料電池セル４０がスタッキングされた燃料電池スタック３０と、燃料ガス供給管２６を介して改質器２４と接続され改質器２４からの燃料ガスを各燃料電池セル４０に分配する燃料ガスマニホールド３４と、酸化剤ガスを各燃料電池セル４０に分配する酸化剤ガスマニホールド３８と、を備え、これらは、モジュールケース１１に収容されている。なお、発電モジュール１０は、その発電に伴って発生した熱を回収して給湯する図示しない給湯ユニット（貯湯タンク）と組み合わされることにより、燃料電池システムを構成する。

モジュールケース１１は、断熱性材料により箱形に形成され、原燃料ガス供給管１２と改質水供給管１４と空気供給管１６とが接続されている。原燃料ガス供給管１２は、供給源からの原燃料ガスを気化器２２へ供給する配管であり、その配管には開閉弁やポンプ、流量計、圧力計、脱硫器などが設けられている。改質水供給管１４は、改質水を気化器２２へ供給する配管であり、その配管には改質水タンクやポンプなどが設けられている。空気供給管１６は、酸化剤ガスとしてのエアを酸化剤ガスマニホールド３８へ供給する配管であり、その配管にはエアブロワや流量計などが設けられている。

また、モジュールケース１１には、気化器２２による水蒸気の生成や改質器２４による水蒸気改質反応などに必要な熱を供給するための燃焼部２８が設けられている。燃焼部２８は、燃料電池セル４０の発電反応に利用されなかった余剰の燃料ガス（アノードオフガス）および酸化剤ガス（カソードオフガス）を点火して燃焼させることにより、燃焼熱を用いて気化器２２や改質器２４を加熱する。燃焼部２８の燃焼により生成される燃焼排ガスは、モジュールケース１１の上部に設けられた燃焼排ガス排出管１８を介してケース外へ排出される。なお、燃焼排ガス排出管１８には図示しない熱交換器が接続され、熱交換器は、循環配管を介して貯湯タンクから供給される貯湯水を燃焼排ガスとの熱交換によって加温する。また、熱交換器を通過した燃焼排ガスは、貯湯水との熱交換によって凝縮され、その水蒸気成分が改質水タンクへ回収される。

燃料電池セル４０は、酸素イオン伝導体からなる緻密構造の円筒状の固体電解質と、固体電解質の内側に積層された多孔質構造の燃料極（内側電極層）と、固体電解質の外側に積層された多孔質構造の空気極（外側電極層）と、から構成される円筒形の固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：ＳＯＦＣ）セルとして構成されており、長手方向における両端部には集電用のキャップ４８が取り付けられている。燃料極の内部には燃料ガスが流れる燃料ガス流路４４が形成されており、燃料電池セル４０は、燃料ガス流路４４と燃料ガスマニホールド３４とが連通するように燃料ガスマニホールド３４の支持板３６に立設されている。

固体電解質は、例えば、Ｙ，Ｓｃ，Ｃａなどの希土類元素から選ばれる１種または２種以上をドープした安定化ジルコニア、Ｇｄ，Ｙ，Ｓｍなどの希土類元素から選ばれる１種または２種以上をドープしたセリア、Ｌａ，Ｓｒ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｃｏから選ばれる１種または２種以上をドープしたランタンガレート、などを用いることができる。

燃料極は、例えば、高い水素酸化活性を示すＮｉやＦｅなどの触媒金属とＹ，Ｓｃ，Ｃａなどの希土類元素から選ばれる１種または２種以上をドープした安定化ジルコニアとの混合体、ＮｉやＦｅなどの触媒金属とＧｄ，Ｙ，Ｓｍなどの希土類元素から選ばれる１種または２種以上をドープしたセリアとの混合体、ＮｉやＦｅなどの触媒金属とＬａ，Ｓｒ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｃｏから選ばれる１種または２種以上をドープしたランタンガレートとの混合体、などを用いることができる。

空気極は、例えば、Ｓｒ，Ｃａから選ばれる１種または２種をドープしたランタンマンガナイト、Ｓｒ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる１種または２種以上をドープしたランタンフェライト、Ｓｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる１種または２種以上をドープしたランタンコバルタイト、Ｓｒ，Ｆｅから選ばれる１種または２種をドープしたバリウムコバルタイト、銀、銀−パラジウム合金、白金、などを用いることができる。

なお、固体電解質と空気極との間には、ガドリニウムをドープしたセリア（ＧＤＣ）、イットリアをドープしたセリア（ＹＤＣ）、サマリウムをドープしたセリア（ＳＤＣ）などの希土類をドープしたセリア混合体を用いた反応防止層を設けることも好適である。

キャップ４８は、例えば、フェライト系ステンレスなどの金属材料やランタンクロマイトなどの導電性セラミックス材料により形成された中空の筒状体であり、有底の大径筒状部４８ａと、大径筒状部４８ａの底壁から大径筒状部４８ａの開口とは反対側に突設される小径筒状部４８ｂとを有する。

接続板３２は、例えば、フェライト系ステンレスなどの金属材料により形成され、図１に示すように、互いに隣接する２つの燃料電池セル４０のうち一方の燃料電池セル４０のキャップ４８（燃料極）と他方の燃料電池セル４０の空気極とを電気的に接続する。複数の燃料電池セル４０は、互いに隣接する２つの燃料電池セル４０が接続板３２を介して連結されることにより、電気的に直列に接続される。

酸化剤ガスマニホールド３８は、空気供給管１６と接続されており、各燃料電池セル４０の空気極に酸化剤ガス（空気）を分配するための複数の供給口３８ａが形成されている。

燃料ガスマニホールド３４は、上部が開口した箱型の部材であり、上部の開口を塞いで密閉空間を形成するよう支持板３６が接合されている。支持板３６は、複数の貫通孔３６ａが所定間隔で形成されており、それぞれの貫通孔３６ａにキャップ４８の小径筒状部４８ｂが貫通するよう燃料電池セル４０が挿入されることにより、複数の燃料電池セル４０を立設した状態で支持する。これにより、燃料ガスマニホールド３４は、各燃料電池セル４０の燃料ガス流路４４と中空のキャップ４８を介して連通し、燃料ガス供給管２６から供給される燃料ガスを各燃料電池セル４０の燃料ガス流路４４に供給（分配）する。燃料ガス流路４４に供給された燃料ガスは、燃料ガス流路４４を通過し、上側のキャップ４８から上方へ排出される。支持板３６は、例えば、フェライト系ステンレス鋼や、オーステナイト系ステンレス鋼などの金属材料により形成されており、その表面に酸化アルミニウムまたはコバルト酸化物スピネルによるコーティング膜３７が形成されている。このコーティング膜３７は、支持板３６に含まれるクロムによる燃料極や空気極の被毒を防止するが、図３に示すように、こうしたコーティング膜３７を備えないものとしても構わない。コーティング膜３７は、支持板３６としてアルミニウムを含むフェライト系ステンレス鋼（例えば日新製鋼株式会社の製品名ＮＣＡ−１）を用いる場合、支持板３６を７００℃〜１１００℃に加熱することにより、その表面に酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）の被膜（０．１μｍ〜３μｍ）として形成することができる。また、コーティング膜３７は、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）または酸化コバルト（Ｃｏ₃Ｏ₄）の薄膜を支持板３６にディップコートやスプレーコート、溶射、メッキなどの手法により形成することもできる。

燃料電池セル４０と支持板３６との間、すなわちキャップ４８の大径筒状部４８ａの端面（環状端面）と支持板３６の上面との間には、シール材５０およびシール材反応防止層５２によってシール層が形成されている。シール材５０は、例えば、アルミナ−シリカ系ガラスなどの耐熱性およびシール性に優れたガラスに、燃料電池セル４０や支持板３６などの熱膨張係数（１１×１０^-6／ｋ）程度となるようにバリウム（Ｂａ）が添加されたガラスにより形成されている。シール材反応防止層５２は、酸化マンガン（Ｍｎ₂Ｏ₃等）やマンガンコバルト酸化物スピネル（（Ｍｎ，Ｃｏ）₃Ｏ₄等）、マンガン亜鉛酸化物スピネル（ＺｎＭｎ₂Ｏ₄）等のマンガンを含む化合物または酸化物の薄膜として支持板３６にディップコートやスプレーコート、溶射、メッキなどの手法により形成されている。

次に、本実施形態の燃料電池構造体における支持板３６とシール材５０とシール材反応防止層５２について説明する。固体酸化物形燃料電池の作動温度（例えば、８００℃近傍）では、シール材５０に含まれるバリウム（Ｂａ）は支持板３６などのステンレス鋼に含まれるクロム（Ｃｒ）や支持板３６に施したコーティング膜３７を形成する酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）中のアルミニウム（Ａｌ）と反応し、シール材５０の機能を低下させたり、また、酸化コバルト（Ｃｏ₃Ｏ₄）中のＣｏについてもシール材と反応（熱拡散）し、シール機能やコーティング機能を低下させる。このため、支持板３６とシール材５０との間にシール材反応防止層５２を設ける。シール材反応防止層５２は、上述したように、酸化マンガン（Ｍｎ₂Ｏ₃等）やマンガンコバルト酸化物スピネル（（Ｍｎ，Ｃｏ）₃Ｏ₄等）、マンガン亜鉛酸化物スピネル（ＺｎＭｎ₂Ｏ₄等）により形成されており、シール材５０に含まれるバリウム（Ｂａ）とコーティング膜３７のアルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）や支持板３６のクロム（Ｃｒ）との反応を防止する。

シール材反応防止層５２の機能について以下の試験を行なった。以下の実施例１〜４および比較例１〜３の試験に用いるシール材５０については、ＳｉＯ₂−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラスに５００〜９００℃で熱膨張係数が８〜１４×１０^-6／ｋの範囲内となるようにバリウム（Ｂａ）の添加量を調整したものを用いた。

（１）実施例１
支持板３６として、アルミニウム（Ａｌ）を含むフェライト系ステンレス鋼（日新製鋼株式会社の製品名ＮＣＡ−１）のピースを用い、ピースを大気雰囲気中で１０００℃で加熱して厚みが２μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）のコーティング膜３７を形成した。次に、コーティング膜３７の上にマンガンを含む化合物または酸化物（Ｍｎ₂Ｏ₃等）をディップコートによりコーティングして９００℃で焼成し、厚みが１０μｍのシール材反応防止層５２を形成した。そして、シール材反応防止層５２の一部の上にシール材５０を形成し、７５０℃で１００時間の加熱耐久試験を行なった。

（２）実施例２
支持板３６としてフェライト系ステンレス鋼のピースを用い、ピースにディップコートによりコバルト酸化物スピネルをコーティングし、更にその上にマンガンを含む化合物または酸化物（Ｍｎ₂Ｏ₃等）をディップコートによりコーティングして９００℃で焼成し、厚みが１０μのコーティング膜３７と厚みが１０μｍのシール材反応防止層５２とを形成した。そして、シール材反応防止層５２の一部の上にシール材５０を形成し、７５０℃で１００時間の加熱耐久試験を行なった。

（３）比較例１
支持板３６としてアルミニウム（Ａｌ）を含むフェライト系ステンレス鋼（日新製鋼株式会社の製品名ＮＣＡ−１）のピースを用い、ピースを大気雰囲気中で１０００℃で加熱して厚みが２μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）のコーティング膜３７を形成した。そして、コーティング膜３７の一部の上にシール材５０を形成し、７５０℃で１００時間の加熱耐久試験を行なった。

（４）比較例２
支持板３６としてフェライト系ステンレス鋼のピースを用い、ピースにディップコートによりコバルト酸化物スピネルをコーティングして９００℃で焼成し、厚みが１０μのコーティング膜３７を形成した。そして、コーティング膜３７の一部の上にシール材５０を形成し、７５０℃で１００時間の加熱耐久試験を行なった。

（５）実施例３
支持板３６としてフェライト系ステンレス鋼のピースを用い、ピースにディップコートによりマンガンを含む化合物または酸化物（Ｍｎ₂Ｏ₃等）をコーティングして９００℃で焼成し、厚みが１０μｍのシール材反応防止層５２を形成した。そして、シール材反応防止層５２の一部の上にシール材５０を形成し、７５０℃で１００時間の加熱耐久試験を行なった。

（６）実施例４
支持板３６としてフェライト系ステンレス鋼のピースを用い、ピースにディップコートによりマンガンコバルト酸化物スピネル（（Ｍｎ，Ｃｏ）₃Ｏ₄等）をコーティングして９００℃で焼成し、厚みが１０μｍのシール材反応防止層５２を形成した。そして、シール材反応防止層５２の一部の上にシール材５０を形成し、７５０℃で１００時間の加熱耐久試験を行なった。

（７）比較例３
支持板３６としてフェライト系ステンレス鋼を用い、支持板３６の一部の上にシール材５０を形成し、７５０℃で１００時間の加熱耐久試験を行なった。

実施例１，２および比較例１，２の試験結果を表１に示し、実施例３，４および比較例３の試験結果を表２に示す。

（１）実施例１，２では、シール材５０とコーティング膜３７との反応は観察されなかった。比較例１，２では、シール材５０とコーティング膜３７との反応が観察された。比較例１では、コーティング膜３７とシール材５０との間に気泡が発生し、比較例２では、シール材５０の剥離が生じた。これらのことから、マンガンを含む化合物または酸化物（Ｍｎ₂Ｏ₃等）によるシール材反応防止層５２を有することにより、バリウム（Ｂａ）を含むガラスによるシール材５０と酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）やコバルト酸化物スピネルによるコーティング膜３７との反応を防止することができるのが解る。

（２）実施例３，４では、シール材５０と鋼材との反応は観察されなかった。比較例３では、シール材５０と鋼材中のクロム（Ｃｒ）との反応による変色が観察された。これらのことから、マンガンを含む化合物または酸化物（Ｍｎ₂Ｏ₃等）やマンガンコバルト酸化物スピネル（（Ｍｎ，Ｃｏ）₃Ｏ₄等）によるシール材反応防止層５２を有することにより、バリウム（Ｂａ）を含むガラスによるシール材５０とフェライト系ステンレス鋼との反応を防止することができるのが解る。

以上説明した実施形態の燃料電池構造体では、フェライト系ステンレス鋼により形成された燃料ガスマニホールド３４を構成すると共に酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）やコバルト酸化物スピネルによるコーティング膜３７がコーティングされた支持板３６と、バリウム（Ｂａ）を含むガラスによって形成されて支持板３６と燃料電池セル４０のキャップ４８とをシールするシール材５０との間に、マンガンを含む化合物または酸化物（Ｍｎ₂Ｏ₃等）やマンガンコバルト酸化物スピネル（（Ｍｎ，Ｃｏ）₃Ｏ₄等）によるシール材反応防止層５２を有することにより、シール材５０とコーティング膜３７との反応を防止することができる。また、フェライト系ステンレス鋼により形成された燃料ガスマニホールド３４を構成する支持板３６と、バリウム（Ｂａ）を含むガラスによって形成されて支持板３６と燃料電池セル４０のキャップ４８とをシールするシール材５０との間に、マンガンを含む化合物または酸化物（Ｍｎ₂Ｏ₃等）やマンガンコバルト酸化物スピネル（（Ｍｎ，Ｃｏ）₃Ｏ₄等）によるシール材反応防止層５２を有することにより、シール材５０と支持板３６との反応を防止することができる。これにより、シール材５０に含まれるバリウムによるコーティング膜３７のアルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）や支持板３６のクロムとの反応を抑制し、シール機能の低下や燃料極や空気極のクロムによる被毒を防止することで、燃料電池の発電効率を高く維持することができる。

実施形態の燃料電池構造体では、燃料電池セル４０を円筒形状に構成するものとしたが、燃料電池セルの形状は円筒形状に限定されるものではなく、角柱形状としたり、平板形状としたりしてもよい。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、燃料電池構造体の製造産業などに利用可能である。

１０発電モジュール、１１モジュールケース、１２原燃料ガス供給管、１４改質水供給管、１６空気供給管、１８燃焼排ガス排出管、２２気化器、２４改質器、２６燃料ガス供給管、２８燃焼部、３０燃料電池スタック、３２接続板、３４燃料ガスマニホールド、３６支持板、３６ａ貫通孔、３７コーティング膜、３８酸化剤ガスマニホールド、４０燃料電池セル、４４燃料ガス流路、４８キャップ、４８ａ大径筒状部、４８ｂ小径筒状部、５０シール材、５２シール材反応防止層。

Claims

燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極との間に配置された固体電解質と、を有して構成される固体酸化物形の燃料電池セルと、
ステンレス鋼により形成され、前記燃料電池セルの前記燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部材と、
バリウムを含有するガラスにより形成され、前記燃料ガス供給部材と前記燃料電池セルとのシールを行なうシール部材と、
を備える燃料電池構造体であって、
前記燃料ガス供給部材と前記シール部材との間にマンガンを含む化合物または酸化物により形成された反応防止層を備える、
ことを特徴とする燃料電池構造体。
請求項１記載の燃料電池構造体であって、
前記反応防止層は、前記マンガンを含む酸化物として、酸化マンガン、マンガンコバルト酸化物スピネル、マンガン亜鉛酸化物スピネルのいずれかにより形成されている、
燃料電池構造体。
請求項１または２記載の燃料電池構造体であって、
前記反応防止層は、厚さが１μｍ〜３０μｍである、
燃料電池構造体。
請求項１ないし３のうちのいずれか１つの請求項に記載の燃料電池構造体であって、
前記燃料ガス供給部材は、フェライト系ステンレス鋼により形成されており、酸化アルミニウムまたはコバルト酸化物スピネルによる被膜が形成されている、
燃料電池構造体。