JP2019003794A

JP2019003794A - 電気化学反応セルスタック

Info

Publication number: JP2019003794A
Application number: JP2017116653A
Authority: JP
Inventors: 宏明八木; Hiroaki Yagi
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2037-06-14
Also published as: JP6893126B2

Abstract

【課題】集電部材からの反力により発生する単セルの応力集中の低減が可能な電気化学反応スタックの提供。【解決手段】単セル１１０と、集電部材１３４，１４４，１５０と、セパレータ１２０と、セパレータと集電部材との間に配置されたフレーム部材１３０，１４０とを備える電気化学反応単位が、第１の方向に複数並べて配置された電気化学反応ブロックと、平板状の第１の部材と、複数の締結部材と、を備え、第１の部材が、締結部材が挿入された孔が形成され、第１の方向視で全周に亘ってフレーム部材に重なる環状の外周部１０５を有し、外周部より内側の第１の方向の寸法Ｄ１が、外周部の第１の方向の寸法Ｄ２より小さく、第１の方向に直交する１つ以上の第２の方向で、外周部の互いに対向する一対の第１の内周面間の距離Ｌ２Ｘが、フレーム部材に形成された貫通孔を構成する互いに対向する一対の第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘより長い電気化学反応セルスタック。【選択図】図４

Description

本明細書に開示される技術は、電気化学反応セルスタックに関する。

水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池の種類の１つとして、固体酸化物を含む電解質層を備える固体酸化物形の燃料電池（以下、「ＳＯＦＣ」という）が知られている。ＳＯＦＣの構成単位である燃料電池単セル（以下、単に「単セル」という）は、電解質層と、電解質層を挟んで所定の方向(以下、「第１の方向」という)に互いに対向する空気極および燃料極とを含む。

ＳＯＦＣは、一般に、電気化学反応単位が、第１の方向に複数並べて配置された電気化学反応ブロックを備える燃料電池スタックの形態で利用される。電気化学反応単位は、例えば、単セルと、空気極の表面に接触する平板状の集電部材と、貫通孔が形成され、貫通孔を取り囲む部分が単セルの周縁部と接合され、空気極に面する空気室と燃料極に面する燃料室とを区画するセパレータと、セパレータと集電部材との間に配置され、空気室を構成する貫通孔が形成されたフレーム部材と、を備える。燃料電池スタックは、さらに、電気化学反応ブロックにおける第１の方向の上記一方側の端に位置する単セルの前記集電部材に対して第１の方向の該一方側に配置された平板状部材（エンドプレート）と、平板状部材と電気化学反応ブロックにおける少なくともフレーム部材とにわたって形成された複数の孔のそれぞれに挿入された複数の締結部材と、を備え、該複数の締結部材で締結されている。

このような燃料電池スタックでは、上記第１の方向視で、燃料電池スタックの周縁側が複数の締結部材で締結されていることによって、中央側に位置する単セルが集電部材側に湾曲するように変形することがある。そこで、この単セルの変形に伴う集電部材の変形を許容するために、従来から、平板状部材の集電部材側の表面に凹所を形成し、該凹所内に弾性部材と導電性部材とからなる接続部材を配置する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６−６６４１５号公報

上述の従来の構成では、平板状部材の凹部の内径とフレーム部材に形成された貫通孔の内径とは同一であり、かつ、平板状部材の凹部の内周面とフレーム部材に形成された貫通孔とは第１の方向視で全周にわたって互いに重なっている。このため、単セルに接触する集電部材は、単セル（電気化学反応ブロック）からの押圧力を受けることによって、フレーム部材に形成された貫通孔の内径と同じ幅の範囲内で第１の方向に変形し、変形した集電部材の反力によって単セルの周縁部に応力がかかり、例えば単セルが損傷するおそれがある。

なお、このような問題は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル（以下、「ＳＯＥＣ」という）の構成単位である電解単セルが第１の方向に複数並べて配置された電解セルブロックを備える電解セルスタックにも共通の問題である。本明細書では、燃料電池スタックと電解セルスタックとをまとめて「電気化学反応セルスタック」という。また、このような問題は、ＳＯＦＣやＳＯＥＣに限らず、他のタイプの電気化学反応セルスタックにも共通の問題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される電気化学反応セルスタックは、電解質層と前記電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極とを含む単セルと、前記単セルに対して前記第１の方向の一方側に配置され、前記空気極と前記燃料極との一方である特定電極の表面に接触する平板状の集電部材と、貫通孔が形成され、前記貫通孔を取り囲む部分が前記単セルの周縁部と接合され、前記空気極に面する空気室と前記燃料極に面する燃料室とを区画するセパレータと、前記セパレータと前記集電部材との間に配置され、前記燃料室と前記空気室とのうちの前記特定電極に面する特定ガス室を構成する貫通孔が形成されたフレーム部材と、を備える電気化学反応単位が、前記第１の方向に複数並べて配置された電気化学反応ブロックと、前記電気化学反応ブロックにおける前記第１の方向の前記一方側の端に位置する前記単セルの前記集電部材に対して前記第１の方向の前記一方側に配置された平板状の第１の部材と、前記第１の部材と前記電気化学反応ブロックにおける少なくとも前記フレーム部材とにわたって形成された複数の孔のそれぞれに挿入された複数の締結部材と、を備え、前記複数の締結部材で締結された電気化学反応セルスタックにおいて、前記第１の部材は、前記締結部材が挿入された前記孔が形成されるとともに前記第１の方向視で全周にわたって前記フレーム部材に重なる環状の外周部を有し、前記外周部より内側の前記第１の方向の寸法は、前記外周部の前記第１の方向の寸法より小さくなっており、前記第１の方向に直交する少なくとも１つの第２の方向において、前記外周部の互いに対向する一対の第１の内周面間の距離は、前記フレーム部材に形成された前記貫通孔を構成する互いに対向する一対の第２の内周面間の距離より長いことを特徴とする。本電気化学反応セルスタックによれば、第１の方向に直交する少なくとも１つの第２の方向において、第１の部材の外周部の互いに対向する一対の第１の内周面間の距離は、フレーム部材に形成された貫通孔を構成する一対の第２の内周面間の距離より長い。これにより、従来の構成に比べて、集電部材が変形可能な幅の範囲が広いため、単セルからの押圧力によって変形した集電部材の曲率が小さい。集電部材の曲率が小さい分だけ、変形した集電部材からの反力によって発生する単セルの応力集中を低減することができる。

（２）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記第２の方向において、前記外周部の前記一対の第１の内周面は、いずれも、前記フレーム部材の前記貫通孔より外側に位置する構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、第２の方向において外周部の互いに対向する一対の第１の内周面の一方がフレーム部材の貫通孔より内側に位置する構成に比べて、集電部材の反力が単セルの第２の方向の両側に略均等にかかるため、単セルの一方側の部分に応力が集中することを抑制することができる。

（３）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記電気化学反応ブロックの前記第１の方向視の形状が長方形状であり、少なくとも前記電気化学反応ブロックの長方形状の短辺方向において、前記外周部の前記一対の第１の内周面間の距離は、前記フレーム部材に形成された前記貫通孔の前記一対の第２の内周面間の距離より長い構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、特に単セルからの押圧力によって集電部材の曲率が大きくなり易い短辺方向において、集電部材からの反力によって発生する単セルの応力集中を低減することができる。

（４）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記フレーム部材は、絶縁体により形成されたシール部材であり、前記第２の方向において、前記外周部の前記一対の第１の内周面間の距離は、前記シール部材の一対の外周面間の距離より短い構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、第２の方向において、第１の部材における外周部の一対の第１の内周面間の距離はシール部材の一対の外周面間の距離より小さいため、シール部材に対する圧力低下に起因して集電部材とセパレータとの間のシール性が低下することを抑制することができる。

（５）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記外周部の前記一対の第１の内周面間の距離は、全周にわたって、前記フレーム部材に形成された前記貫通孔の前記一対の第２の内周面間の距離より長い構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、全周にわたって、第１の部材の外周部の一対の第１の内周面間の距離は、フレーム部材に形成された貫通孔の一対の第２の内周面間の距離より大きい。これにより、単セルの全周にわたって変形した集電部材からの反力によって発生する単セルの応力集中を低減することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電気化学反応セルスタック（燃料電池スタックまたは電解セルスタック）、電気化学反応セルスタックとガス配管等とを備える電気化学反応モジュール、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

本実施形態における燃料電池スタック１００の外観構成を示す斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＸＺ断面構成を示す説明図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＹＺ断面構成を示す説明図である。図２に示す断面と同一の位置における上側のエンドプレート１０４と互いに隣接する２つの発電単位１０２とのＸＺ断面構成を示す説明図である。図３に示す断面と同一の位置における上側のエンドプレート１０４と互いに隣接する２つの発電単位１０２とのＹＺ断面構成を示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ−１．構成：
（燃料電池スタック１００の構成）
図１は、本実施形態における燃料電池スタック１００の外観構成を示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＸＺ断面構成を示す説明図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＹＺ断面構成を示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向と呼び、Ｚ軸負方向を下方向と呼ぶものとするが、燃料電池スタック１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図４以降についても同様である。

燃料電池スタック１００は、複数の（本実施形態では７つの）発電単位１０２と、一対のエンドプレート１０４，１０６とを備える。７つの発電単位１０２は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向）に並べて配置されている。一対のエンドプレート１０４，１０６は、７つの発電単位１０２から構成される集合体を上下から挟むように配置されている。なお、上記配列方向（上下方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当し、燃料電池スタック１００は、特許請求の範囲における電気化学反応セルスタックに相当する。

燃料電池スタック１００を構成する各層（発電単位１０２、エンドプレート１０４，１０６）のＺ方向回りの周縁部には、上下方向に貫通する複数の（本実施形態では８つの）孔が形成されており、各層に形成され互いに対応する孔同士が上下方向に連通して、一方のエンドプレート１０４から他方のエンドプレート１０６にわたって上下方向に延びる連通孔１０８を構成している。以下の説明では、連通孔１０８を構成するために燃料電池スタック１００の各層に形成された孔も、連通孔１０８と呼ぶ場合がある。連通孔１０８は、特許請求の範囲における孔に相当する。

各連通孔１０８には上下方向に延びるボルト２２が挿通されており、ボルト２２とボルト２２の両側に嵌められたナット２４とによって、燃料電池スタック１００は締結されている。なお、図２および図３に示すように、ボルト２２の一方の側（上側）に嵌められたナット２４と燃料電池スタック１００の上端を構成するエンドプレート１０４の上側表面との間、および、ボルト２２の他方の側（下側）に嵌められたナット２４と燃料電池スタック１００の下端を構成するエンドプレート１０６の下側表面との間には、絶縁シート２６が介在している。ただし、後述のガス通路部材２７が設けられた箇所では、ナット２４とエンドプレート１０６の表面との間に、ガス通路部材２７とガス通路部材２７の上側および下側のそれぞれに配置された絶縁シート２６とが介在している。絶縁シート２６は、例えばマイカシートや、セラミック繊維シート、セラミック圧粉シート、ガラスシート、ガラスセラミック複合剤等により構成される。ボルト２２およびナット２４は、特許請求の範囲における締結部材に相当する。

各ボルト２２の軸部の外径は各連通孔１０８の内径より小さい。そのため、各ボルト２２の軸部の外周面と各連通孔１０８の内周面との間には、空間が確保されている。図１および図２に示すように、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周における１つの辺（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸正方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ａ）と、そのボルト２２Ａが挿通された連通孔１０８とにより形成された空間は、燃料電池スタック１００の外部から酸化剤ガスＯＧが導入され、その酸化剤ガスＯＧを各発電単位１０２に供給するガス流路である酸化剤ガス導入マニホールド１６１として機能し、該辺の反対側の辺（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸負方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｂ）と、そのボルト２２Ｂが挿通された連通孔１０８とにより形成された空間は、各発電単位１０２の空気室１６６から排出されたガスである酸化剤オフガスＯＯＧを燃料電池スタック１００の外部へと排出する酸化剤ガス排出マニホールド１６２として機能する。なお、本実施形態では、酸化剤ガスＯＧとして、例えば空気が使用される。

また、図１および図３に示すように、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周における１つの辺（Ｘ軸に平行な２つの辺の内のＹ軸正方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｄ）と、そのボルト２２Ｄが挿通された連通孔１０８とにより形成された空間は、燃料電池スタック１００の外部から燃料ガスＦＧが導入され、その燃料ガスＦＧを各発電単位１０２に供給する燃料ガス導入マニホールド１７１として機能し、該辺の反対側の辺（Ｘ軸に平行な２つの辺の内のＹ軸負方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｅ）と、そのボルト２２Ｅが挿通された連通孔１０８とにより形成された空間は、各発電単位１０２の燃料室１７６から排出されたガスである燃料オフガスＦＯＧを燃料電池スタック１００の外部へと排出する燃料ガス排出マニホールド１７２として機能する。なお、本実施形態では、燃料ガスＦＧとして、例えば都市ガスを改質した水素リッチなガスが使用される。

燃料電池スタック１００には、４つのガス通路部材２７が設けられている。各ガス通路部材２７は、中空筒状の本体部２８と、本体部２８の側面から分岐した中空筒状の分岐部２９とを有している。分岐部２９の孔は本体部２８の孔と連通している。各ガス通路部材２７の分岐部２９には、ガス配管（図示せず）が接続される。また、図２に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド１６１を形成するボルト２２Ａの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、酸化剤ガス導入マニホールド１６１に連通しており、酸化剤ガス排出マニホールド１６２を形成するボルト２２Ｂの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、酸化剤ガス排出マニホールド１６２に連通している。また、図３に示すように、燃料ガス導入マニホールド１７１を形成するボルト２２Ｄの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、燃料ガス導入マニホールド１７１に連通しており、燃料ガス排出マニホールド１７２を形成するボルト２２Ｅの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、燃料ガス排出マニホールド１７２に連通している。

（エンドプレート１０４，１０６の構成）
一対のエンドプレート１０４，１０６は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。一方のエンドプレート１０４は、最も上に位置する発電単位１０２の上側に配置され、他方のエンドプレート１０６は、最も下に位置する発電単位１０２の下側に配置されている。一対のエンドプレート１０４，１０６によって複数の発電単位１０２が押圧された状態で挟持されている。上側のエンドプレート１０４は、燃料電池スタック１００のプラス側の出力端子として機能し、下側のエンドプレート１０６は、燃料電池スタック１００のマイナス側の出力端子として機能する。なお、上側のエンドプレート１０４は、特許請求の範囲における第１の部材に相当する。上側のエンドプレート１０４の詳細構成については後述する。

（発電単位１０２の構成）
図４は、図２に示す断面と同一の位置における上側のエンドプレート１０４と互いに隣接する２つの発電単位１０２とのＸＺ断面構成を示す説明図であり、図５は、図３に示す断面と同一の位置における上側のエンドプレート１０４と互いに隣接する２つの発電単位１０２とのＹＺ断面構成を示す説明図である。

図４および図５に示すように、発電単位１０２は、単セル１１０と、セパレータ１２０と、空気極側フレーム１３０と、空気極側集電体１３４と、燃料極側フレーム１４０と、燃料極側集電体１４４と、発電単位１０２の最上層および最下層を構成する一対のインターコネクタ１５０とを備えている。セパレータ１２０、空気極側フレーム１３０、燃料極側フレーム１４０、インターコネクタ１５０におけるＺ方向回りの周縁部には、上述したボルト２２が挿通される連通孔１０８に対応する孔が形成されている。

インターコネクタ１５０は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばフェライト系ステンレスにより形成されている。インターコネクタ１５０は、発電単位１０２間の電気的導通を確保するとともに、発電単位１０２間での反応ガスの混合を防止する。なお、本実施形態では、２つの発電単位１０２が隣接して配置されている場合、１つのインターコネクタ１５０は、隣接する２つの発電単位１０２に共有されている。すなわち、ある発電単位１０２における上側のインターコネクタ１５０は、その発電単位１０２の上側に隣接する他の発電単位１０２における下側のインターコネクタ１５０と同一部材である。

単セル１１０は、電解質層１１２と、電解質層１１２を挟んで上下方向（発電単位１０２が並ぶ配列方向）に互いに対向する空気極（カソード)１１４および燃料極（アノード）１１６とを備える。本実施形態では、燃料極１１６の厚さ（上下方向のサイズ）が空気極１１４や電解質層１１２の厚さより厚く、燃料極１１６が単セル１１０を構成する他の層を支持している。すなわち、本実施形態の単セル１１０は、燃料極支持型の単セルである。空気極１１４は、特許請求の範囲における特定電極に相当し、発電単位１０２は、特許請求の範囲における電気化学反応単位に相当し、複数の発電単位１０２は、特許請求の範囲における電気化学反応ブロックに相当する。

電解質層１１２は、略矩形の平板形状部材であり、例えば、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）、ＣａＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）等の固体酸化物により形成されている。空気極１１４は、略矩形の平板形状部材であり、例えば、ペロブスカイト型酸化物（例えばＬＳＣＦ（ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物）、ＬＳＭ（ランタンストロンチウムマンガン酸化物）により形成されている。燃料極１１６は、略矩形の平板形状部材であり、例えば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉとセラミック粒子からなるサーメット、Ｎｉ基合金等により形成されている。このように、本実施形態の単セル１１０（発電単位１０２）は、電解質として固体酸化物を用いる固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）である。

セパレータ１２０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１２１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。セパレータ１２０における孔１２１の周囲部分は、電解質層１１２における空気極１１４の側の表面の周縁部に対向している。セパレータ１２０は、その対向した部分に配置されたロウ材（例えばＡｇロウ）により形成された接合部１２４により、電解質層１１２（単セル１１０）と接合されている。セパレータ１２０により、空気極１１４に面する空気室１６６と燃料極１１６に面する燃料室１７６とが区画され、単セル１１０の周縁部における一方の電極側から他方の電極側へのガスのリークが抑制される。また、接合部１２４に対して空気室１６６側には、ガラスを含むガラスシール部１２５が配置されている。ガラスシール部１２５は、セパレータ１２０の孔１２１の周囲部の表面と、単セル１１０（本実施形態では単セル１１０を構成する電解質層１１２）の表面との両方に接触するように形成されている。ガラスシール部１２５により、空気室１６６と燃料室１７６との間のガスリーク（クロスリーク）が効果的に抑制される。

図４および図５に示すように、セパレータ１２０は、上記孔１２１が形成されるとともに配列方向（上下方向）に直交する方向（面方向）に略平行な第１の平坦部１２６と、第１の平坦部１２６より外周側に位置するとともに面方向に略平行な第２の平坦部１２７とを備える。第１の平坦部１２６と第２の平坦部１２７との配列方向における位置は、互いに略同一である。

セパレータ１２０は、さらに、第１の平坦部１２６の端部と第２の平坦部１２７の端部とを連結する連結部１２８を備える。本実施形態では、連結部１２８は、第１の平坦部１２６および第２の平坦部１２７の位置から燃料室１７６側（下側）に突出するように湾曲した形状を有している。すなわち、連結部１２８における燃料室１７６側（下側）は凸部となり、連結部１２８における空気室１６６側（上側）は凹部となる。このように、連結部１２８は、配列方向における位置が第１の平坦部１２６および第２の平坦部１２７とは異なる部分を含む。なお、連結部１２８は、配列方向視で、孔１２１を取り囲むように形成されている。また、セパレータ１２０における連結部１２８は、例えば、プレス加工により形成される。

連結部１２８は、上述した構成であるため、面方向に容易に伸び縮みするバネのように機能する。そのため、本実施形態のセパレータ１２０は、連結部１２８を備えない構成と比較して、連結部１２８の位置で面方向に変形しやすい。そのため、発電による熱サイクルや製造時の溶接工程等によるヒートショック等によってセパレータ１２０を面方向に変形させる荷重がかかると、セパレータ１２０が主として連結部１２８の位置で面方向に変形し、その結果、上記荷重によってガラスシール部１２５や接合部１２４、単セル１１０の電解質層１１２に発生する応力が緩和される。ガラスシール部１２５や電解質層１１２は、ガラスやセラミックといった脆性部材で形成されているため、上記応力が過大になるとクラックが発生するおそれがあるが、本実施形態ではセパレータ１２０の連結部１２８の存在によりガラスシール部１２５や電解質層１１２に発生する応力が緩和されるため、ガラスシール部１２５や電解質層１１２にクラックが発生することを抑制することができる。なお、図４および図５に示すように、連結部１２８は、全周にわたって、燃料極側フレーム１４０の内側に位置している。このため、セパレータ１２０の連結部１２８の位置における変形が燃料極側フレーム１４０との干渉によって規制されることを抑制することができる。

空気極側フレーム１３０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１３１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、マイカ等の絶縁体により形成されている。空気極側フレーム１３０の孔１３１は、空気極１１４に面する空気室１６６を構成する。空気極側フレーム１３０は、セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側とは反対側の表面の周縁部と、インターコネクタ１５０における空気極１１４に対向する側の表面の周縁部とに接触している。また、空気極側フレーム１３０によって、発電単位１０２に含まれる一対のインターコネクタ１５０間が電気的に絶縁される。また、空気極側フレーム１３０には、酸化剤ガス導入マニホールド１６１と空気室１６６とを連通する酸化剤ガス供給連通孔１３２と、空気室１６６と酸化剤ガス排出マニホールド１６２とを連通する酸化剤ガス排出連通孔１３３とが形成されている。空気極側フレーム１３０は、特許請求の範囲におけるフレーム部材、シール部材に相当し、孔１３１は、特許請求の範囲における貫通孔に相当し、空気室１６６は、特許請求の範囲における特定ガス室に相当する。

燃料極側フレーム１４０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１４１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。燃料極側フレーム１４０の孔１４１は、燃料極１１６に面する燃料室１７６を構成する。燃料極側フレーム１４０は、セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側の表面の周縁部と、インターコネクタ１５０における燃料極１１６に対向する側の表面の周縁部とに接触している。また、燃料極側フレーム１４０には、燃料ガス導入マニホールド１７１と燃料室１７６とを連通する燃料ガス供給連通孔１４２と、燃料室１７６と燃料ガス排出マニホールド１７２とを連通する燃料ガス排出連通孔１４３とが形成されている。

燃料極側集電体１４４は、燃料室１７６内に配置されている。燃料極側集電体１４４は、インターコネクタ対向部１４６と、電極対向部１４５と、電極対向部１４５とインターコネクタ対向部１４６とをつなぐ連接部１４７とを備えており、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。電極対向部１４５は、燃料極１１６における電解質層１１２に対向する側とは反対側の表面に接触しており、インターコネクタ対向部１４６は、インターコネクタ１５０における燃料極１１６に対向する側の表面に接触している。ただし、燃料電池スタック１００において最も下に位置する発電単位１０２は下側のインターコネクタ１５０を備えていないため、当該発電単位１０２におけるインターコネクタ対向部１４６は、下側のエンドプレート１０６に接触している。燃料極側集電体１４４は、このような構成であるため、燃料極１１６とインターコネクタ１５０（またはエンドプレート１０６）とを電気的に接続する。なお、電極対向部１４５とインターコネクタ対向部１４６との間には、例えばマイカにより形成されたスペーサー１４９が配置されている。そのため、燃料極側集電体１４４が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位１０２の変形に追随し、燃料極側集電体１４４を介した燃料極１１６とインターコネクタ１５０（またはエンドプレート１０６）との電気的接続が良好に維持される。

空気極側集電体１３４は、空気室１６６内に配置されている。空気極側集電体１３４は、複数の略四角柱状の集電体要素１３５から構成されており、例えば、フェライト系ステンレスにより形成されている。空気極側集電体１３４は、空気極１１４における電解質層１１２に対向する側とは反対側の表面と、インターコネクタ１５０における空気極１１４に対向する側の表面とに接触している。空気極側集電体１３４は、このような構成であるため、空気極１１４とインターコネクタ１５０とを電気的に接続する。なお、空気極側集電体１３４とインターコネクタ１５０とが一体の部材として構成されていてもよい。また、空気極側集電体１３４が導電性のコートによって覆われていてもよく、また、空気極１１４と空気極側集電体１３４との間に両者を接合する導電性の接合層が介在していてもよい。空気極側集電体１３４および上側のインターコネクタ１５０は、特許請求の範囲における集電部材に相当する。

Ａ−２．燃料電池スタック１００の動作：
図２および図４に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド１６１の位置に設けられたガス通路部材２７の分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して酸化剤ガスＯＧが供給されると、酸化剤ガスＯＧは、ガス通路部材２７の分岐部２９および本体部２８の孔を介して酸化剤ガス導入マニホールド１６１に供給され、酸化剤ガス導入マニホールド１６１から各発電単位１０２の酸化剤ガス供給連通孔１３２を介して、空気室１６６に供給される。また、図３および図５に示すように、燃料ガス導入マニホールド１７１の位置に設けられたガス通路部材２７の分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して燃料ガスＦＧが供給されると、燃料ガスＦＧは、ガス通路部材２７の分岐部２９および本体部２８の孔を介して燃料ガス導入マニホールド１７１に供給され、燃料ガス導入マニホールド１７１から各発電単位１０２の燃料ガス供給連通孔１４２を介して、燃料室１７６に供給される。

各発電単位１０２の空気室１６６に酸化剤ガスＯＧが供給され、燃料室１７６に燃料ガスＦＧが供給されると、単セル１１０において酸化剤ガスＯＧおよび燃料ガスＦＧの電気化学反応による発電が行われる。この発電反応は発熱反応である。各発電単位１０２において、単セル１１０の空気極１１４は空気極側集電体１３４を介して一方のインターコネクタ１５０に電気的に接続され、燃料極１１６は燃料極側集電体１４４を介して他方のインターコネクタ１５０に電気的に接続されている。また、燃料電池スタック１００に含まれる複数の発電単位１０２は、電気的に直列に接続されている。そのため、燃料電池スタック１００の出力端子として機能するエンドプレート１０４，１０６から、各発電単位１０２において生成された電気エネルギーが取り出される。なお、ＳＯＦＣは、比較的高温（例えば７００℃から１０００℃）で発電が行われることから、起動後、発電により発生する熱で高温が維持できる状態になるまで、燃料電池スタック１００が加熱器（図示せず）により加熱されてもよい。

各発電単位１０２の空気室１６６から排出された酸化剤オフガスＯＯＧは、図２および図４に示すように、酸化剤ガス排出連通孔１３３を介して酸化剤ガス排出マニホールド１６２に排出され、さらに酸化剤ガス排出マニホールド１６２の位置に設けられたガス通路部材２７の本体部２８および分岐部２９の孔を経て、当該分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。また、各発電単位１０２の燃料室１７６から排出された燃料オフガスＦＯＧは、図３および図５に示すように、燃料ガス排出連通孔１４３を介して燃料ガス排出マニホールド１７２に排出され、さらに燃料ガス排出マニホールド１７２の位置に設けられたガス通路部材２７の本体部２８および分岐部２９の孔を経て、当該分岐部２９に接続されたガス配管（図示しない）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。

Ａ−３．上側のエンドプレート１０４の詳細構成：
図２から図５に示すように、本実施形態では、上側のエンドプレート１０４における発電単位１０２側の表面（下面）の中央部には、凹所１０４Ａが形成されている。凹所１０４Ａの上下方向視の開口形は、略矩形である。

具体的には、上側のエンドプレート１０４は、環状の外周部１０５と、外周部１０５より内側に位置する内周部１０７とを含む。外周部１０５は、上述の連通孔１０８が形成されるとともに上下方向視で全周にわたって空気極側フレーム１３０に重なっている。内周部１０７は、略平板状であり、外周部１０５の開口を塞ぐように形成されている。内周部１０７の上下方向の厚さＤ１は、外周部１０５の上下方向の厚さＤ２より薄い（図４参照）。内周部１０７における発電単位１０２側の表面(下面)は、外周部１０５における空気極側フレーム１３０との対向面（下面）より上側に位置する。一方、内周部１０７における発電単位１０２とは反対側の表面(上面)は、外周部１０５における空気極側フレーム１３０とは反対側の表面（上面）と上下方向において略同じ位置に位置する。

上側のエンドプレート１０４の凹所１０４Ａ内、換言すれば、上側のエンドプレート１０４の内周部１０７と、最上位に位置する発電単位１０２に含まれる上側のインターコネクタ１５０との間には、上側集電体２４４が配置されている。図４および図５に示すように、上側集電体２４４は、上述した燃料極側集電体１４４と略同一の構成である。すなわち、上側集電体２４４は、インターコネクタ対向部２４５と、エンドプレート対向部２４６と、インターコネクタ対向部２４５とエンドプレート対向部２４６とをつなぐ連接部２４７とを備えており、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。インターコネクタ対向部２４５は、上側のインターコネクタ１５０における空気極１１４とは反対側の表面（上面）に接触しており、エンドプレート対向部２４６は、上側のエンドプレート１０４の内周部１０７における上側のインターコネクタ１５０側の表面（下面）に接触している。上側集電体２４４は、このような構成であるため、上側のエンドプレート１０４と上側のインターコネクタ１５０（発電単位１０２）とを電気的に接続する。なお、インターコネクタ対向部２４５とエンドプレート対向部２４６との間には、例えばマイカにより形成されたスペーサー２４９が配置されている。そのため、上側集電体２４４が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位１０２の変形に追随し、上側集電体２４４を介した上側のエンドプレート１０４と上側のインターコネクタ１５０との電気的接続が良好に維持される。

図４および図５に示すように、上下方向に直交する任意の方向（面方向）において、外周部１０５の互いに対向する一対の第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離（凹所１０４Ａを構成する内周面間の距離）Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙは、全周にわたって、空気極側フレーム１３０に形成された孔１３１を構成する一対の第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙより大きい。なお、第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離は、上下方向において、上側のインターコネクタ１５０に最も近い位置における第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離である。第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙは、上下方向において、上側のインターコネクタ１５０に最も近い位置における第２の内周面間の距離である。

また、上記面方向において、外周部１０５の上記一対の内周面１０５Ａ，１０５Ａは、いずれも、全周にわたって、空気極側フレーム１３０の孔１３１より外側に位置する。また、外周部１０５の第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙは、全周にわたって、空気極側フレーム１３０の一対の外周面間の距離（外径）Ｌ１Ｘ，Ｌ１Ｙより小さい。なお、本実施形態では、空気極側フレーム１３０の外周面間の距離Ｌ１Ｘ，Ｌ１Ｙは、エンドプレート１０４，１０６、セパレータ１２０や燃料極側フレーム１４０の一対の外周面間の距離（外径）と略同じであるが、それらのエンドプレート１０４等の一対の外周面間の距離（外径）より小さくてもよいし、大きくてもよい。なお、面方向は、特許請求の範囲における第２の方向に相当する。

また、空気極側フレーム１３０に形成された孔１３１の第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙは、全周にわたって、セパレータ１２０の連結部１２８の内側端部間の距離Ｌ４Ｘ，Ｌ４Ｙより小さい。このため、連結部１２８における空気室１６６側の凹部は、全周にわたって、空気極側フレーム１３０によって塞がれている。これにより、空気室１６６内の酸化剤ガスＯＧが連結部１２８の凹部内に流れ込んでガス利用効率の悪化の原因になることを抑制することができる。また、空気極側フレーム１３０の孔１３１の第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙは、全周にわたって、単セル１１０の一対の外周面間の距離（外径）Ｌ６Ｘ，Ｌ６Ｙより大きい。このため、上下方向視で、空気極側フレーム１３０と単セル１１０とは全周にわたって重なっていない。これにより、ボルト２２等による締結力が空気極側フレーム１３０を介して単セル１１０にかかることによって単セル１１０が損傷することを抑制することができる。

Ａ−４．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の燃料電池スタック１００では、上下方向に直交する任意の方向において、上側のエンドプレート１０４における外周部１０５の互いに対向する一対の第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙは、全周にわたって、空気極側フレーム１３０に形成された孔１３１を構成する一対の第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙより大きい。すなわち、上側のインターコネクタ１５０（空気極側集電体１３４）は、第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙより長い第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙの範囲内で、上側のエンドプレート１０４の外周部１０５に規制されずに上方向に変形可能である。したがって、第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙが第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙと同じである構成に比べて、上側のインターコネクタ１５０が上方向に変形可能な面方向の幅の範囲が広いため、単セル１１０から所定の押圧力を受けたときに上方に湾曲した上側のインターコネクタ１５０の曲率が小さい。上側のインターコネクタ１５０の曲率が小さい分だけ、湾曲した上側のインターコネクタ１５０からの反力によって発生する単セル１１０の応力が小さい。その結果、例えば、該反力による単セル１１０の周縁部への応力を低減することができる。しかも、第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙは、全周にわたって、第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙより大きいため、単セル１１０の全周にわたって単セル１１０の周縁部への応力を低減することができる。

また、上記実施形態によれば、外周部１０５の一対の内周面１０５Ａ，１０５Ａは、いずれも、全周にわたって、空気極側フレーム１３０の孔１３１より外側に位置する。これにより、外周部１０５の一対の内周面１０５Ａ，１０５Ａの一方が空気極側フレーム１３０の孔１３１より内側に位置する構成に比べて、上側のインターコネクタ１５０からの反力が単セル１１０の両側に略均等にかかるため、単セル１１０の一方側の部分に応力が集中することを抑制することができる。

また、上記実施形態によれば、外周部１０５の第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙは、全周にわたって、空気極側フレーム１３０の外周面間の距離Ｌ１Ｘ，Ｌ１Ｙより小さい。これにより、シール部材として機能する空気極側フレーム１３０に対する圧力低下に起因して上側のインターコネクタ１５０とセパレータ１２０との間のシール性が低下することを抑制することができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における単セル１１０または燃料電池スタック１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、第１の部材として、上側のエンドプレート１０４を例示したが、これに限らず、例えば下側のエンドプレート１０６でもあるとしてもよい。この場合、燃料極１１６は、特許請求の範囲における特定電極に相当し、燃料極側フレーム１４０は、特許請求の範囲におけるフレーム部材に相当し、燃料室１７６は、特許請求の範囲における特定ガス室に相当し、燃料極側集電体１４４は、特許請求の範囲における集電部材に相当する。また、第１の部材は、燃料電池スタック１００の上下方向の末端に位置するエンドプレート１０４，１０６に限らず、末端より内側に位置する部材（例えばターミナル部材）でもよい。上記実施形態において、上側のエンドプレート１０４の外周部１０５と上側のインターコネクタ１５０との間に別の部材が介在するとしてもよい。要するに、集電部材（上側のインターコネクタ１５０）のうち、上下方向視で外周部１０５より内側に位置する部分が外周部に重なる部分よりも第１の方向（上方向）に変形し易い構成になっていればよい。

また、上記実施形態では、セパレータ１２０には連通孔１０８が形成されているとしたが、これに限らず、セパレータ１２０には連通孔１０８が形成されていないとしてもよい。また、上記実施形態では、空気極側フレーム１３０は、絶縁体により形成されているとしたが、これに限らず、例えば金属などの導電性材料により形成されているとしてもよい。

また、上記実施形態では、上側のエンドプレート１０４における発電単位１０２側の表面（下面）の中央部には、凹所１０４Ａが形成されているとしたが、これに限らず、該下面に代えて、あるいは、該下面に加えて、発電単位１０２とは反対側の表面（上面）の中央部に凹所が形成されているとしてもよい。さらに、上記実施形態において、内周部１０７を含まず、外周部１０５の内周側が貫通孔であるとしてもよい。すなわち、特許請求の範囲における「前記外周部より内側の前記第１の方向の寸法」は、ゼロであることを含む。また、上記実施形態において、上側のエンドプレート１０４の凹所１０４Ａ内に上側集電体２４４が配置されていないとしてもよい。

また、上記実施形態では、第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙは、全周にわたって、第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙより大きいとしているが、これに限らず、上下方向に直交する少なくとも１つの方向において、第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙは、第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙより大きいとしてもよい。このような構成でも、該少なくとも１つの方向において、上側のインターコネクタ１５０からの反力によって発生する単セル１１０の応力集中を低減することができる。特に、単セル１１０の上下方向視の形状が長方形状である場合、少なくとも、単セル１１０の短辺方向において、第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙが第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙより大きいことが好ましい。また、第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙから第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙを差し引いた値が、単セル１１０の長辺方向より短辺方向の方が大きいとしてもよい。これにより、特に単セル１１０からの押圧力によって曲率が大きくなり易い短辺方向において、上側のインターコネクタ１５０からの反力によって発生する単セル１１０の応力集中を低減することができる。

また、上記実施形態において、外周部１０５の一対の内周面１０５Ａ，１０５Ａの一方が空気極側フレーム１３０の孔１３１より内側に位置するとしてもよい。このような構成でも、第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙが第２の内周面間の距離Ｌ５Ｘ，Ｌ５Ｙより大きければ、上側のインターコネクタ１５０からの反力によって発生する単セル１１０の応力集中を低減することができる。

また、上記実施形態において、外周部１０５の第１の内周面１０５Ａ，１０５Ａ間の距離Ｌ２Ｘ，Ｌ２Ｙは、上下方向に直交する少なくとも１つの方向において、空気極側フレーム１３０の外周面間の距離Ｌ１Ｘ，Ｌ１Ｙより大きくてもよい。

また、上記実施形態において、燃料電池スタック１００に含まれる単セル１１０の個数は、あくまで一例であり、単セル１１０の個数は燃料電池スタック１００に要求される出力電圧等に応じて適宜決められる。

また、上記実施形態における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。

また、上記実施形態では、燃料極１１６の厚さが空気極１１４や電解質層１１２の厚さより厚く、燃料極１１６が単セル１１０を構成する他の層を支持する燃料極支持型の単セル１１０を対象として説明したが、本発明は、空気極１１４の厚さが燃料極１１６や電解質層１１２の厚さより厚く、空気極１１４が単セル１１０を構成する他の層を支持する空気極支持型の単セル１１０にも適用可能である。

また、上記実施形態では、燃料ガスに含まれる水素と酸化剤ガスに含まれる酸素との電気化学反応を利用して発電を行うＳＯＦＣを対象としているが、本発明は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形電解セル（ＳＯＥＣ）の構成単位である電解単セルや、複数の電解単セルを備える電解セルスタックにも同様に適用可能である。なお、電解セルスタックの構成は、例えば特開２０１６−８１８１３号公報に記載されているように公知であるためここでは詳述しないが、概略的には上述した実施形態における燃料電池スタック１００と同様の構成である。すなわち、上述した実施形態における燃料電池スタック１００を電解セルスタックと読み替え、発電単位１０２を電解セル単位と読み替え、単セル１１０を電解単セルと読み替えればよい。ただし、電解セルスタックの運転の際には、空気極１１４がプラス（陽極）で燃料極１１６がマイナス（陰極）となるように両電極間に電圧が印加されるとともに、連通孔１０８を介して原料ガスとしての水蒸気が供給される。これにより、各電解単セルにおいて水の電気分解反応が起こり、燃料室１７６で水素ガスが発生し、連通孔１０８を介して電解セルスタックの外部に水素が取り出される。このような構成の電解単セルにおいても、本発明を適用することにより上記効果を得ることができる。

２２：ボルト２４：ナット２６：絶縁シート２７：ガス通路部材２８：本体部２９：分岐部１００：燃料電池スタック１０２：発電単位１０４，１０６：エンドプレート１０４Ａ：凹所１０５：外周部１０５Ａ：内周面１０７：内周部１０８：連通孔１１０：単セル１１２：電解質層１１４：空気極１１６：燃料極１２０：セパレータ１２１：孔１２４：接合部１２５：ガラスシール部１２６：平坦部１２７：平坦部１２８：連結部１３０：空気極側フレーム１３１：孔１３２：酸化剤ガス供給連通孔１３３：酸化剤ガス排出連通孔１３４：空気極側集電体１３５：集電体要素１４０：燃料極側フレーム１４１：孔１４２：燃料ガス供給連通孔１４３：燃料ガス排出連通孔１４４：燃料極側集電体１４５：電極対向部１４６：インターコネクタ対向部１４７：連接部１４９：スペーサー１５０：インターコネクタ１６１：酸化剤ガス導入マニホールド１６２：酸化剤ガス排出マニホールド１６６：空気室１７１：燃料ガス導入マニホールド１７２：燃料ガス排出マニホールド１７６：燃料室２４４：上側集電体２４５：インターコネクタ対向部２４６：エンドプレート対向部２４７：連接部２４９：スペーサーＤ１，Ｄ２：厚さＦＧ：燃料ガスＦＯＧ：燃料オフガスＯＧ：酸化剤ガスＯＯＧ：酸化剤オフガス

Claims

電解質層と前記電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極とを含む単セルと、前記単セルに対して前記第１の方向の一方側に配置され、前記空気極と前記燃料極との一方である特定電極の表面に接触する平板状の集電部材と、貫通孔が形成され、前記貫通孔を取り囲む部分が前記単セルの周縁部と接合され、前記空気極に面する空気室と前記燃料極に面する燃料室とを区画するセパレータと、前記セパレータと前記集電部材との間に配置され、前記燃料室と前記空気室とのうちの前記特定電極に面する特定ガス室を構成する貫通孔が形成されたフレーム部材と、を備える電気化学反応単位が、前記第１の方向に複数並べて配置された電気化学反応ブロックと、
前記電気化学反応ブロックにおける前記第１の方向の前記一方側の端に位置する前記単セルの前記集電部材に対して前記第１の方向の前記一方側に配置された平板状の第１の部材と、
前記第１の部材と前記電気化学反応ブロックにおける少なくとも前記フレーム部材とにわたって形成された複数の孔のそれぞれに挿入された複数の締結部材と、を備え、前記複数の締結部材で締結された電気化学反応セルスタックにおいて、
前記第１の部材は、前記締結部材が挿入された前記孔が形成されるとともに前記第１の方向視で全周にわたって前記フレーム部材に重なる環状の外周部を有し、前記外周部より内側の前記第１の方向の寸法は、前記外周部の前記第１の方向の寸法より小さくなっており、
前記第１の方向に直交する少なくとも１つの第２の方向において、前記外周部の互いに対向する一対の第１の内周面間の距離は、前記フレーム部材に形成された前記貫通孔を構成する互いに対向する一対の第２の内周面間の距離より長いことを特徴とする、電気化学反応セルスタック。
請求項１に記載の電気化学反応セルスタックにおいて、
前記第２の方向において、前記外周部の前記一対の第１の内周面は、いずれも、前記フレーム部材の前記貫通孔より外側に位置することを特徴とする、電気化学反応セルスタック。
請求項１または請求項２に記載の電気化学反応セルスタックにおいて、
前記電気化学反応ブロックの前記第１の方向視の形状が長方形状であり、
少なくとも前記電気化学反応ブロックの長方形状の短辺方向において、前記外周部の前記一対の第１の内周面間の距離は、前記フレーム部材に形成された前記貫通孔の前記一対の第２の内周面間の距離より長いことを特徴とする、電気化学反応セルスタック。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電気化学反応セルスタックにおいて、
前記フレーム部材は、絶縁体により形成されたシール部材であり、
前記第２の方向において、前記外周部の前記一対の第１の内周面間の距離は、前記シール部材の一対の外周面間の距離より短いことを特徴とする、電気化学反応セルスタック。
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の電気化学反応セルスタックにおいて、
前記外周部の前記一対の第１の内周面間の距離は、全周にわたって、前記フレーム部材に形成された前記貫通孔の前記一対の第２の内周面間の距離より長いことを特徴とする、電気化学反応セルスタック。