JP2018185985A

JP2018185985A - 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

Info

Publication number: JP2018185985A
Application number: JP2017087324A
Authority: JP
Inventors: 隆幸岩本; Takayuki Iwamoto
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2018-11-22

Abstract

【課題】発電量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】本開示のセルスタック装置１は、支持体１３の内部に設けられ支持体１３の長手方向に沿って貫通する１つ又は複数のガス流路１４とを有するセル３が複数個配列されたセルスタックと、セルスタックに反応ガスを供給するためのマニホールド７と、セルスタックの一端部をマニホールド７に固定するためのシール材１６と、を具備し、セル３はセル３の長手方向における、一端である第一端及び他端である第二端を有し、セル３の第一端はガス流路の開口部１４Ａが設けられた第一端面１３Ａを含み、少なくとも一つのセル３における第一端面１３Ａのうちの少なくとも一部の縁には、セル３の長手方向に突出する突出部１９を有することを特徴とする。【選択図】図３

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である燃料電池セルを複数個配列してなるセルスタック装置が知られている。また、セルスタック装置を収納容器内に収納してなるモジュールや、モジュールを外装ケース内に収納してなるモジュール収容装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このようなセルスタック装置としては、燃料電池セル（以下、セルという場合がある。）の一端をマニホールドにシール材にて固定することで構成されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００７−５９３７７号公報国際公開第２０１５−１６３２７７号

燃料電池セルの一端をシール材でマニホールドに固定しようとする場合、製造過程において、未硬化のシール材が燃料電池セルの一端のガス流路の開口部に侵入し、燃料電池セルのガス流路がシール材で塞がれるおそれがあった。

それゆえ、本発明は、セルのガス流路にシール材が侵入することを抑制した、すなわち、発電量の低下を最小限にとどめることができるセルスタック装置、モジュールおよびモジュール収容装置を提供することを目的とする。

本開示のセルスタック装置は、柱状の支持体と、該支持体上に設けられた第１電極層と、該第１電極層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第２電極層と、前記支持体の内部に設けられ前記支持体の長手方向に沿って貫通する１つ又は複数のガス流路とを有するセルが複数個配列されたセルスタックと、前記セルスタック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一端部を前記マニホールドに固定するためのシール材と、を具備し、前記セルは該セルの長手方向における、一端である第一端及び他端である第二端を有し、前記セルの第一端は前記ガス流路の開口部が設けられた第一端面を含み、少なくとも一つの前記セルにおける前記第一端面のうちの少なくとも一部の縁には、前記セルの長手方向に突出する突出部を有することを特徴とする。

本開示のモジュールは、上記セルスタック装置を、収納容器内に収納してなることを特徴とする。

本開示のモジュール収容装置は、上記モジュールと、該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。

本開示のセルスタック装置は、発電量の低下を最小限にとどめることができるセルスタック装置とすることができる。

また、本開示のモジュールは、発電量の低下を最小限にとどめることができるモジュールとすることができる。

さらに、本開示のモジュール収容装置は、発電量の低下を最小限にとどめることが可能なモジュール収容装置とすることができる。

本実施形態のセルスタック装置を示し、（ａ）はセルスタック装置を概略的に示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す横断面図である。（ａ）は空気極側のセルの平面図、（ｂ）はインターコネクタ側の平面図である。シール材及び燃料電池セルの断面図である。本実施形態のモジュールの一例を示す斜視図である。図４に示すモジュールの断面図である。本実施形態のモジュール収容装置の一例を概略的に示す分解斜視図である。

以下、図面を用いて本実施形態のセルスタック装置について説明する。図１は、本実施形態のセルスタック装置を示し、（ａ）はセルスタック装置を概略的に示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す横断面図である。なお、以降の図において同一の構成については同一の符号を用いて説明する。

なお、図１に示すセルスタック装置は、セルである燃料電池セルを複数個配列してなる燃料電池セルスタック装置であり、以下の説明では、セルとして燃料電池セルを例として説明する。

図１に示すセルスタック装置１は、柱状の複数の燃料電池セル３を備えるセルスタック２を有している。燃料電池セル３は、内部にガス流路１４を有して、一対の対向する平坦面をもつ断面が扁平状で全体として柱状の支持体１３の一方の平坦面上に、第１電極層としての燃料極層９と、固体電解質層１０と、第２電極層としての空気極層１１とを順次積層してなるとともに、他方の平坦面のうち空気極層１１が形成されていない部位にインターコネクタ１２が積層されている。そして、隣接する燃料電池セル３間に導電部材４を介して配置することで、燃料電池セル３同士が電気的に直列に接続される。なお、インターコネクタ１２の外面および空気極層１１の外面には、導電性の接合材１５が設けられており、導電部材４を、接合材１５を介して空気極層１１およびインターコネクタ１２に接続させることより、両者の接触がオーム接触となって電位降下を少なくし、導電性能の低下を有効に抑制することができる。

なお、燃料電池セル３は長手方向における、一端である下端を第一端、他端である上端を第二端とする場合がある。また、ガス流路の開口部が設けられた一端の端面を第一端面とする。

そして、セルスタック２を構成する各燃料電池セル３の下端が、燃料電池セル３に反応ガスを供給するためのマニホールド７にガラス等のシール材１６により固定されている。なお、シール材１６については後述する。また、図１に示すセルスタック装置１においては、ガス流路１４にマニホールド７より反応ガスとして水素含有ガス（燃料ガス）を供給する場合の例を示しており、マニホールド７の側面に、燃料ガスをマニホールド７内に供
給するための燃料ガス供給管８が接続されている。

また、燃料電池セル３の配列方向（図１に示すＸ方向）の両端から導電部材４を介してセルスタック２を挟持しており、マニホールド７に下端が固定されている弾性変形可能な端部導電部材５を具備している。ここで、図１に示す端部導電部材５においては、燃料電池セル３の配列方向に沿って外側に向けて延びた形状の、セルスタック２（燃料電池セル３）の発電により生じる電流を外部へ引出すための電流引出し部６が設けられている。

ちなみに、上記セルスタック装置１においては、ガス流路１４より排出される燃料ガス（余剰の燃料ガス）を燃料電池セル３の上端部側で燃焼させる構成とすることにより燃料電池セル３の温度を上昇させることができる。それにより、セルスタック装置１の起動を早めることができる。

マニホールド７は、ガスケース７ｂと、ガスケース７ｂ上に配置され、開口部を備える枠体７ａとを有している。燃料電池セル３の下端部は枠体７ａで囲まれており、枠体７ａの内側に充填されたシール材１６で燃料電池セル３の下端部が固定されている。ガスケース７ｂは、燃料電池セル３のガス流路１４に燃料ガスを供給する開口部を上面に有している。枠体７ａ及びガスケース７ｂの開口部は、燃料電池セル３及びシール材１６により塞がれている。これにより、燃料電池セル３のガス流路１４以外の部分が気密に封止されている。

また、シール材１６としては、絶縁性を有し、８００〜１０００℃の耐熱性を有する材料であることが好ましく、例えばガラス（特には非晶質なガラスや、結晶質を含むガラス）を用いることができる。具体的にはＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ系や、ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_５−ＺｎＯ系を用いることができる。

なお、枠体７ａに代えてそれぞれの燃料電池セル３の下端に対応した挿入口を有する蓋状部材（図示せず）をガスケース７ｂに設けたものであってもよい。当該場合には、燃料電池セル３はシール材１６によって挿入口に固定される。

以下に、図１において示す燃料電池セル３を構成する各部材について説明する。

燃料極層９は、一般的に公知のものを使用することができ、例えば、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素酸化物が固溶している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とを含むものを用いることができる。

固体電解質層１０は、電極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しており、例えば、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、他の材料を用いてもよい。

空気極層１１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を用いることができる。空気極層１１はガス透過性を有しており、例えば開気孔率が２０％以上、特に３０〜５０％の範囲にあることが好ましい。

インターコネクタ１２は、導電性セラミックスを用いることができる。インターコネクタ１２は、燃料ガス（水素含有ガス）および酸素含有ガス（空気等）と接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、それゆえ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）が好適に使用される。インターコネクタ１２は支持体１３に形成された複数のガス流路１４を流通する燃料ガス、および支持体１３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あり、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ましい。

支持体１３としては、燃料ガスを燃料極層９まで透過するためにガス透過性であり、インターコネクタ１２を介して集電するために導電性である。したがって、支持体１３としては、例えば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。燃料電池セル３を作製するにあたり、燃料極層９または固体電解質層１０との同時焼成により支持体１３を作製する場合においては、鉄属金属成分と特定希土類酸化物（Ｙ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３等）とから支持体１３を形成することが好ましい。また、支持体１３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。

なお、図示はしていないが、中間層を備えることもできる。これにより、固体電解質層１０と空気極層１１との接合を強固とするとともに、固体電解質層１０と空気極層１１との間に、固体電解質層１０の成分と空気極層１１の成分とが反応して電気抵抗の高い反応層が形成されることを抑制することができる。

ここで、中間層としては、Ｃｅ（セリウム）と他の希土類元素とを含有する組成とすることができ、例えば、
（１）：（ＣｅＯ_２）_１−ｘ（ＲＥＯ_１．５）_ｘ
式中、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。
で表される組成を有していることが好ましい。さらには、電気抵抗を低減するという点から、ＲＥとしてＳｍやＧｄを用いることが好ましく、例えば１０〜２０モル％のＳｍＯ_１．５またはＧｄＯ_１．５が固溶したＣｅＯ_２からなることが好ましい。

また、中間層を２層とすることもできる。これにより、固体電解質層１０と空気極層１１とを強固に接合するとともに、固体電解質層１０の成分と空気極層１１の成分とが反応して電気抵抗の高い反応層が形成されることをさらに抑制することができる。

また、図示はしていないが、インターコネクタ１２と支持体１３との間に密着層を設けることもできる。これにより、インターコネクタ１２と支持体１３との間の熱膨張係数差を軽減することができる。

密着層としては、燃料極層９と類似した組成とすることができ、例えば、ＹＳＺなどの希土類元素酸化物が固溶しているＺｒＯ_２（安定化ジルコニアと称する）とＮｉおよび／またはＮｉＯとすることができる。なお、希土類元素酸化物が固溶したＺｒＯ_２と、Ｎｉおよび／またはＮｉＯとは、体積比で４０：６０〜６０：４０の範囲とすることが好ましい。

図２（ａ）に示すように、平面形状が矩形状の空気極層１１が、支持体１３の上下端部を除いて形成されている。燃料電池セル３においては、固体電解質層１０の空気極層１１が設けられていない燃料電池セル３の一端部（下端部）に燃料電池セル３を補強する第一補強層１７が設けられていてもよい。

図２（ｂ）に示すように、インターコネクタ１２は、支持体１３の上端から下端まで形成されており、その左右両端部が、固体電解質層１０の左右両端部を被覆していてもよい。そして、燃料電池セル３を補強する第二補強層１８が支持体１３の下端に設けられてい
る。なお、第二補強層１８はインターコネクタ１２の内側に設けられていてもよく、又は第二補強層１８はインターコネクタ１２の外側に設けられていてもよい。さらに、第二補強層１８は、その左右両端部が、固体電解質層１０の左右両端部を被覆していてもよい。

第一補強層１７及び第二補強層１８は、燃料電池セル３の下端部をより補強する点で、例えば固体電解質層１０が、希土類元素が固溶したＺｒＯ_２を主成分とする場合には、固体電解質層１０よりも希土類元素の含有量が少ない量の希土類元素が固溶したＺｒＯ_２を主成分としてもよい。主成分とは、５０質量％以上含んでいることをいう。

図３は、燃料電池セル３のガス流路１４の配列方向における、シール材１６及び燃料電池セル３の断面図である。図３で示すように、本実施形態においては、燃料電池セル３の下端部がシール材１６によってマニホールド７に固定されており、燃料電池セル３の第一端面１３Ａにはガス流路１４の開口部１４Ａを有している。

ここで、上述のセルスタック装置は、例えば以下のような製造方法にて作製することができる。まず、断熱性の板状体の上に枠体７ａを載置する。次に、枠体７ａ内に燃料電池セル３の下端を挿入し、板状体の上に載置する。次に、Ｓｉ系結晶化ガラス粉末に有機成分を添加してなる未硬化のペーストを枠体７ａの開口部に流し込み、８５０℃で５時間熱処理し、燃料電池セル３の下端部と枠体７ａシール材１６で固定する。次に、板状体を枠体７ａ又は蓋状部材から引き離す。最後に、セルスタック２が固定された枠体７ａを、ガスタンク７ｂの上面の開口部を塞ぐようにガスタンク７ａにシール材にて固定する。

ところで、燃料電池セルの一端をシール材でマニホールドに固定しようとする場合、製造過程において、未硬化のシール材が燃料電池セルの一端のガス流路の開口部に侵入し、燃料電池セルのガス流路がシール材で塞がれるおそれがあった。

そこで、図３で示すように、少なくとも一つの燃料電池セル３における第一端面１３Ａのうちの少なくとも一部の縁には、燃料電池セル３の長手方向に突出する突出部１９を有する。

この構成により、製造過程において、未硬化のシール材１６が突出部１９によりせき止められることとなり、燃料電池セル３の一端のガス流路１４の開口部１４Ａにシール材１６が侵入することを抑制できる。すなわち、燃料電池セル３のガス流路１４がシール材１６で塞がれることを抑制でき、発電量の低下を最小限にとどめることができる。

「縁」とは、第一端面１３Ａのうちガス流路１４の開口部１４Ａより外側の領域をいう。

「突出部」は、支持体１３の一部を燃料電池セル３の長手方向に突出させたものでもよく、また燃料電池セル３の一端の支持体１３に積層された固体電解質層１０、第一補強層１７、第二補強層１８及びインターコネクタ１２のうち少なくとも何れか１つを燃料電池セル３の長手方向に突出させたものでもよく、また別部材から構成されていてもよい。突出部は、５μｍ以上燃料電池セル３の長手方向に突出していてもよい。なお、突出部１９の付根の部分を付根部１９Ａという。

また、図３で示すように、突出部１９が少なくとも一つの燃料電池セル３の第一端面１３Ａにおける全周に亘る縁に設けられていてもよい。この構成により、燃料電池セル３の第一端面１３Ａにおける全周に亘って、シール材１６がガス流路１４の開口部１４Ａに侵入することを抑制できるため、発電量の低下をより最小限にとどめることができる。

図３で示すように、少なくとも一つのガス流路１４の開口部１４Ａは、突出部１９の付根部１９Ａより燃料電池セル３の第二端側に設けられてもよい。すなわち、本実施形態においては、燃料電池セル３の下端の端面に設けられた少なくとも一つの開口部１４Ａは突出部１９の付根部１９Ａより燃料電池セル３の上端側に設けられており、言い換えれば、下端の端面は上端側に凹んでいる。

第一端面１３Ａを重力方向とは反対側に凹とすることで、本開示のセルスタック装置１の製造過程において、未硬化のシール材１６が突出部１９を乗り越えて第一端面１３Ａの内部に侵入したとしても、縁部にシール材１６をとどめることができ、開口部１４Ａへのシール材１６の侵入を抑制できる。すなわち、燃料電池セル３のガス流路１４がシール材１６で塞がれることを抑制でき、発電量の低下を最小限にとどめることができる。

図３で示すように、ガス流路１４の配列方向における中央部の開口部１４Ａは、ガス流路１４の配列方向における両端部の開口部１４Ａより、燃料電池セル３の第二端側に設けられていてもよい。すなわち、本実施形態においては、ガス流路１４の配列方向における中央部の開口部が最も燃料電池セルの上端側に設けられている、言い換えれば、中央部を底として下端の端面が上端側に凹んでいる。

この構成により、温度が高く効率よく反応が進む中央部のガス流路１４がシール材１６で塞がれることを抑制でき、発電量の低下をより最小限にとどめることができる。

「中央部」とは、ガス流路１４の配列方向において、燃料電池セル３の第一端面１３Ａを三等分した場合における中央の部分をさすものとする。「両端部」とは、前述する中央部以外の部分をさすものとする。

なお、本実施形態においては、下端をシール材１６にてマニホールド７に固定したが、上端又は両端をシール材１６にてマニホールド７に固定してもよい。

図４は、本実施形態のセルスタック装置１を備えてなるモジュールの一例を示す外観斜視図であり、図５は図４の断面図である。

図４に示すモジュール２０においては、収納容器２１の内部に、本実施形態のセルスタック装置１が収納されている。なお、セルスタック装置１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２２が配置されている。なお、図４においては、セルスタック装置１が２つのセルスタック２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２を１つだけ備えていてもよい。また、セルスタック装置１を、改質器２２を含むものとすることもできる。

また、図４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、燃料極層、固体電解質層および空気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。なお、燃料電池セル３の間に酸素含有ガスが流通する。

また、図４に示す改質器２２においては、原燃料供給管２６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２２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２３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２４とを備えている。そして、改質器２２で生成された燃料ガスは、燃料ガス流通管２５（図１に示す燃料ガス供給管８に相当）を介してマニホールド７に供給され、マニホールド７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４においては、収納容器２１の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置１を後方に取り出した状態を示している。ここで、図４に示したモジュール２０においては、セルスタック装置１を、収納容器２１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２１の内部には、マニホールド７に並置されたセルスタック２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２７が配置されている。

図５に示すように、モジュール２０を構成する収納容器２１は、内壁２８と外壁２９とを有する二重構造で、外壁２９により収納容器２１の外枠が形成されるとともに、内壁２８によりセルスタック装置１を収納する発電室３０が形成されている。さらに収納容器２１においては、内壁２８と外壁２９との間を、燃料電池セル３に導入する酸素含有ガスが流通する酸素含有ガス流路３６としている。

ここで、収納容器２１内には、収納容器２１の上部より、上端側に酸素含有ガスが流入するための酸素含有ガス流入口（図示せず）とフランジ部４０とを備え、下端部に燃料電池セル３の下端部に酸素含有ガスを導入するための酸素含有ガス流出口３１が設けられてなる酸素含有ガス導入部材２７が、内壁２８を貫通して挿入されて固定されている。

なお、図５においては、酸素含有ガス導入部材２７が、収納容器２１の内部に並置された２つのセルスタック２間に位置するように配置されているが、セルスタック２の数により、適宜配置することができる。

また発電室３０内には、モジュール２０内の熱が極端に放散され、燃料電池セル３（セルスタック２）の温度が低下して発電量が低減しないよう、モジュール２０内の温度を高温に維持するための断熱部材３２が適宜設けられている。

断熱部材３２は、セルスタック２の近傍に配置することが好ましく、特には、燃料電池セル３の配列方向に沿ってセルスタック２の側面側に配置するとともに、セルスタック２の側面における燃料電池セル３の配列方向に沿った幅と同等またはそれ以上の幅を有する断熱部材３２を配置することが好ましい。

また、燃料電池セル３の配列方向に沿った内壁２８の内側には、排ガス用内壁３４が設けられており、内壁２８と排ガス用内壁３４との間が、発電室３０内の排ガスが上方から下方に向けて流れる排ガス流路３７とされている。なお、排ガス流路３７は、収納容器２１の底部に設けられた排気孔３５と通じている。また、排ガス用内壁３４のセルスタック２側にも断熱部材３２が設けられている。

それにより、モジュール２０の稼動（起動処理時、発電時、停止処理時）に伴って生じる排ガスは、排ガス流路３７を流れた後、排気孔３５より排気される構成となっている。

また、上述の構成のモジュール２０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２２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２）の上方に配置された改質器２２を温めることができ、改質器２２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、モジュール２０内の温度は５００〜８００℃程度となる。

図６は、外装ケース内に図４で示したモジュール２０と、モジュール２０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モジュール収容装置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に示すモジュール収容装置４１は、支柱４２と外装板４３から構成される外装ケース内を仕切板４４により上下に区画し、その上方側を上述したモジュール２０を収納するモジュール収納室４５とし、下方側をモジュール２０を動作させるための補機を収納する補機収納室４６として構成されている。なお、補機収納室４６に収納する補機を省略して示している。

また、仕切板４４には、補機収納室４６の空気をモジュール収納室４５側に流すための空気流通口４７が設けられており、モジュール収納室４５を構成する外装板４３の一部に、モジュール収納室４５内の空気を排気するための排気口４８が設けられている。

このようなモジュール収容装置４１においては、上述したように、発電量の低下を最小限にとどめることができるモジュール２０をモジュール収納室４５に収納し、モジュール２０を動作させるための補機を補機収納室４６に収納して構成されることにより、発電量の低下を最小限にとどめることができるモジュール収容装置４１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。

例えば、支持体上に空気極層、固体電解質層、燃料極層を配置した燃料電池セルであっても良い。さらに、例えば、上記形態では、支持体１３上に燃料極層９、固体電解質層１０、空気極層１１を積層したが、支持体１３を用いることなく、燃料極層９自体を支持体とし、この燃料極層９に、固体電解質層１０、空気極層１１を設けても良い。

また、支持体上に空気極層、固体電解質層、燃料極層を有する発電素子部が複数形成された、いわゆる横縞型の燃料電池セルスタックを複数組み合わせてなる横縞型バンドルにも適用することができる。

さらに、上記形態では燃料電池セル３、セルスタック装置１、モジュール２０ならびにモジュール収容装置４１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モジュール収容装置である電解装置にも適用することができる。

１：セルスタック装置
３：燃料電池セル
７：マニホールド
１３Ａ：第一端面
１４：ガス流路
１４Ａ：開口部
１６：シール材
１９：突出部
２０：モジュール
４１：モジュール収容装置

Claims

柱状の支持体と、該支持体上に設けられた第１電極層と、該第１電極層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第２電極層と、前記支持体の内部に設けられ前記支持体の長手方向に沿って貫通する１つ又は複数のガス流路とを有するセルが複数個配列されたセルスタックと、
前記セルスタック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一端部を前記マニホールドに固定するためのシール材と、を具備し、
前記セルは該セルの長手方向における、一端である第一端及び他端である第二端を有し、
前記セルの第一端は前記ガス流路の開口部が設けられた第一端面を含み、少なくとも一つの前記セルにおける前記第一端面のうちの少なくとも一部の縁には、前記セルの長手方向に突出する突出部を有することを特徴とするセルスタック装置。
前記突出部が少なくとも一つの前記セルの前記第一端面における全周に亘る縁に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセルスタック装置。
前記セルの長手方向に突出する前記突出部の付根の部分である付根部を有し、
少なくとも一つの前記ガス流路の前記開口部は、前記突出部の前記付根部より前記セルの第二端側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセルスタック装置。
前記ガス流路が前記支持体の内部に複数個配列されており、
前記ガス流路の配列方向における中央部の前記開口部は、前記ガス流路の配列方向における両端部の前記開口部より、前記セルの第二端側に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれかに記載のセルスタック装置。
収納容器内に、請求項１〜４のうちいずれかに記載のセルスタック装置を備えることを特徴とするモジュール。
外装ケース内に、請求項５に記載のモジュールと、該モジュールを作動させるための補機とを備えることを特徴とするモジュール収容装置。