JP2022067981A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】発電セルの撓みを抑制することが可能な燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池１０は、アノード側集電部材２４を備え、アノード側集電部材２４のアノード側突出部６２は、固体電解質板５０が配置された部位より積層方向１４０に隣接した他方の発電セル２２Ｂへ向けて突出する。燃料電池１０は、カソード側集電部材２６を備え、カソード側集電部材２６のカソード側突出部９０、９２は、固体電解質板５０が配置された部位より一方の発電セル２２Ａへ向けて突出する。カソード側突出部９０、９２は、斜め方向へ摺動可能にアノード側突出部６２と接し、一方の発電セル２２Ａ及び他方の発電セル２２Ｂの間に間隙１４２を形成する。【選択図】図７

Description

本発明は、燃料電池に関する。

特許文献１には、燃料電池が開示されており、燃料電池は、複数のセルが重ねて配置されている。

各セルが備える反応部の外周部には、スペーサ等の外周部材が設けられている。各セルは、外周部材を挿通する締付ボルトで固定されており、隣接するセルの反応部同士は、離れた状態に維持されている。

ＷＯ２００７／０８５８６３

特許文献１に記載された燃料電池にあっては、各セルの積層方向へ向けた変位を抑制することができない。

このため、例えば各セルが積層方向の変位した場合、セルの機能低下が懸念される。

本発明の目的は、発電セルの積層方向へ向けた変位を抑制することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。

本発明のある態様の燃料電池は、固体電解質板、固体電解質板の一面側に配置されたアノード電極、及び固体電解質板の他面側に配置されたカソード電極を有する発電セルが厚み方向に複数積層されている。燃料電池は、積層方向に隣接する一方の発電セルのアノード電極に電気的に接続されたアノード側集電部材と、積層方向に隣接する他方の発電セルのカソード電極に電気的に接続されたカソード側集電部材と、を備える。燃料電池は、アノード側集電部材に設けられ、固体電解質板が配置された部位より他方の発電セルへ向けて突出するアノード側突出部を備える。燃料電池は、カソード側集電部材に設けられ、固体電解質板が配置された部位より一方の発電セルへ向けて突出するカソード側突出部を備える。カソード側突出部は、積層方向に対して傾斜する斜め方向へ摺動可能にアノード側突出部と接して一方の発電セル及び他方の発電セルの間に間隙を形成する。

本発明のある態様によれば、一方の発電セルに接続されたアノード側集電部材のアノード側突出部は、他方の発電セルに接続されたカソード側集電部材のカソード側突出部と斜め方向へ摺動可能に接する。これにより、発電セルは、積層方向へ向けた変位が抑制される。

したがって、発電セルの撓みを抑制することが可能となる。

図１は、第一実施形態に係る燃料電池のエンドプレートを外した状態を示す斜視図である。 図２は、第一実施形態に係る発電モジュールの一部を示す分解斜視図である。 図３は、図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図４は、第一実施形態に係るアノード側集電部材を示す要部の平面図である。 図５は、第一実施形態に係るカソード側集電部材を示す要部の平面図である。 図６は、第一実施形態に係るアノード側集電部材の上にカソード側集電部材を積層させた状態を示す図５のＢ部に相当する平面図である。 図７は、図６のＤ－Ｄ線に沿った断面図である。 図８は、第一実施形態に係るアノード側集電部材の上にカソード側集電部材を積層させた状態を示す図５のＣ部に相当する平面図である。 図９は、図８のＥ－Ｅ線に沿った断面図である。 図１０は、図９の要部を示す拡大図である。 図１１は、第二実施形態に係る燃料電池の要部を示す断面図である。 図１２は、第三実施形態に係る燃料電池の要部を示す断面図である。

以下、図面等を参照し、本発明の実施形態について説明する。

＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係る燃料電池１０のエンドプレート１２を外した状態を示す斜視図である。

この燃料電池１０は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の移動車両に搭載される。なお、本実施形態では、燃料電池１０が移動車両に搭載されることを前提として説明するが、これに限定されるものではなく、各種電気機器の電源等として使用されてもよい。

この燃料電池１０は、固体酸化物型であり、固体酸化物型の燃料電池１０は、作動温度が７００～８００℃程度と高く、従来の固体高分子型の燃料電池と比較して発電効率が高い。固体酸化物型の燃料電池１０は、カソードガスとして空気を用いるとともに、アノードガスとして水素又はメタン等の炭化水素系燃料を用いる。燃料電池１０でアノードガスとして用いられる燃料ガスは、構築する燃料電池１０に応じて選択される。

燃料電池１０は、矩形容器状の筐体１４を備えており、筐体１４には、発電モジュール１６が位置決めされた状態で収容されている。筐体１４の上方開口部１８は、エンドプレート１２で閉鎖さるように構成されており、筐体１４内には、前述したガスが供給される。

図２は、第一実施形態に係る発電モジュール１６の一部を示す分解斜視図であり、発電モジュール１６は、複数の発電ユニット２０で構成されている。また、図３は、図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

（発電ユニット）
発電ユニット２０は、図２に示すように、発電セル２２と、発電セル２２の一面側に配置されたアノード側集電部材２４と、発電セル２２の他面側に配置されたカソード側集電部材２６とを含んで構成されている。この発電ユニット２０は、図３に示すように、複数積層され、発電モジュール１６を構成する。

発電セル２２とアノード側集電部材２４とカソード側集電部材２６とは、図２に示したように、長方形の板状に形成されている。発電セル２２の長さ方向に延出した舌片３２には、矩形状のセル穴３４が形成されており、アノード側集電部材２４の長さ方向に延出した舌片３６には、矩形状の集電部材穴３８が形成されている。セル穴３４及び集電部材穴３８は、発電セル２２にアノード側集電部材２４を積層した状態で合致する位置に配置されている。

アノード側集電部材２４の上面には、集電部材穴３８の外周部に配置される矩形リング状のシール４０が配置されており、下部に配置される発電ユニット２０と上部に配置される発電ユニット２０とは、シール４０を介して順次積層される。これにより、発電ユニット２０は、厚み方向４２に複数積層され、発電ユニット２０の発電セル２２が厚み方向４２に複数積層される。

（発電セル）
各発電ユニット２０を構成する発電セル２２は、図３に示したように、固体電解質板５０と、固体電解質板５０の一面５２側に配置されたアノード電極５４と、固体電解質板５０の他面５６側に配置されたカソード電極５８とを備えている。

固体電解質板５０は、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）により形成された酸化物イオン伝導性を有する部材である。固体電解質板５０は、数十ミクロン程度の厚さを有する膜体として形成されている。

カソード電極５８は、例えばランタンストロンチウムコバルト鉄複合酸化物（ＬＳＣＦ）により形成された板状の多孔質部材である。カソード電極５８では、カソードガス中の酸素を還元する還元反応が生じる。

アノード電極５４は、例えばニッケル等の金属及びイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）の酸化物により形成された板状の多孔質部材である。アノード電極５４では、固体電解質板５０を伝導してきた酸素イオンにより水素等のアノードガスを酸化する酸化反応が生じる。

発電セル２２は、アノード電極５４及びカソード電極５８での電極反応に基づいて発電する。

アノード電極５４には、アノード側集電部材２４が電気的に接続されており、カソード電極５８には、カソード側集電部材２６が電気的に接続されている。

図４は、第一実施形態に係るアノード側集電部材２４の要部を示す平面図であり、図５は、第一実施形態に係るカソード側集電部材２６の要部を示す平面図である。図６は、第一実施形態に係るアノード側集電部材２４の上にカソード側集電部材２６を積層させた状態を示す図５のＢ部に相当する平面図であり、図７は、図６のＤ－Ｄ線に沿った断面図である。

［アノード側集電部材］
アノード側集電部材２４は、図４に示すように、金属等の導電性材料をプレス成型することにより形成された長方形状の板状部材である。

アノード側集電部材２４は、長さ方向６０に延在する長尺状のアノード側突出部６２が複数形成されており、各アノード側突出部６２は、上面６１側へ突出した突条に形成されている。各アノード側突出部６２は、長さ方向６０に複数配置されるとともに、幅方向６６に複数配置されている。幅方向６６に隣接するアノード側突出部６２は、長さ方向６０にずれた位置に配置されている。

アノード側突出部６２は、幅方向６６に対向して設けられたアノード一側面７０及びアノード他側面７２と、アノード一側面７０及びアノード他側面７２の端部を連設するアノード一端面７４及びアノード他端面７６とを備えている。また、アノード側突出部６２は、アノード一側面７０とアノード他側面７２とアノード一端面７４とアノード他端面７６とを連接するアノード天面７８を備えている。

幅方向６６に隣接するアノード側突出部６２の間には、図７に示すように、長さ方向６０に延在するアノード側支持リブ８０が形成されており、アノード側支持リブ８０は、下面８１側へ向けて没入した溝で構成されている。

アノード側突出部６２は、アノード側集電部材２４の上面６１側に膨出している。これにより、アノード側集電部材２４は、平坦な一般面と一般面より上方へ膨出したアノード側突出部６２とによって、横断面が凹凸となるように形成されており、アノード側突出部６２は、アノードガス流路８２を形成する。

アノード側集電部材２４の一般面は、アノード電極５４に沿って延在するアノード延在面８４を構成する。アノード延在面８４の一縁から延出したアノード一側面７０は、アノードガス流路８２の一方の壁面を構成する。アノード延在面８４の他縁から延出したアノード他側面７２は、アノードガス流路８２の他方の壁面を構成する。

アノード側支持リブ８０の底部は、アノード支持面８６を構成し、アノード支持面８６は、アノード電極５４に電気的に接続される。これにより、アノード側集電部材２４は、アノード支持面８６が接するアノード電極５４と同電位になる。

また、アノードガス流路８２のアノードガスは、アノード側集電部材２４とアノード電極５４との間に供給されるとともに、多孔質部材で構成されたアノード電極５４を介して固体電解質板５０に供給される。

［カソード側集電部材］
カソード側集電部材２６は、図５に示すように、金属等の導電性材料をプレス成型することにより形成された長方形状の板状部材である。

カソード側集電部材２６は、長尺状のカソード側突出部（９０、９２）が複数形成されている。カソード側突出部（９０、９２）は、カソード側集電部材２６の長さ方向６０に延在する第一カソード側突出部９０と、カソード側集電部材２６の幅方向６６に延在する第二カソード側突出部９２とを有する。

第一カソード側突出部９０は、図６及び図７に示すように、一方の発電セル２２Ａ側のアノード側集電部材２４の上に他方の発電セル２２Ｂ側のカソード側集電部材２６を積層させた状態で、アノード側突出部６２の延在方向と同方向に延在する。

図８は、第一実施形態に係るアノード側集電部材２４の上にカソード側集電部材２６を積層させた状態を示す図５のＣ部に相当する平面図である。図９は、図８のＥ－Ｅ線に沿った断面図であり、図１０は、図９の要部を示す拡大図である。

第二カソード側突出部９２は、図８から図１０に示すように、一方の発電セル２２Ａ側のアノード側集電部材２４の上に他方の発電セル２２Ｂ側のカソード側集電部材２６を積層させた状態で、アノード側突出部６２の延在方向と交差する方向に延在する。

また、図５に示したように、第一カソード側突出部９０は、幅方向６６に対向して設けられた第一カソード一側面１００と第一カソード他側面１０２とを備える。また、第一カソード側突出部９０は、第一カソード一側面１００及び第一カソード他側面１０２の端部を連設する第一カソード一端面１０４と第一カソード他端面１０６とを備えている。

さらに、第一カソード側突出部９０は、第一カソード一側面１００と第一カソード他側面１０２と第一カソード一端面１０４と第一カソード他端面１０６とを連設する第一カソード天面１０８を備えている。

第二カソード側突出部９２は、長さ方向６０に対向して設けられた第二カソード一側面１１０と第二カソード他側面１１２とを備えている。また、第二カソード側突出部９２は、第二カソード一側面１１０及び第二カソード他側面１１２の端部を連設する第二カソード一端面１１４と第二カソード他端面１１６とを備えている。

さらに、第二カソード側突出部９２は、第二カソード一側面１１０と第二カソード他側面１１２と第二カソード一端面１１４と第二カソード他端面１１６とを連設する第二カソード天面１１８を備えている。

第一カソード側突出部９０は、カソード側集電部材２６の幅方向６６に複数配置されており、近接した第一カソード側突出部９０の間には、長さ方向６０に延在するカソード側支持リブ１２０が形成されている。

カソード側支持リブ１２０の両端部と、カソード側支持リブ１２０の両脇に設けられた第一カソード側突出部９０の両端部とには、幅方向６６に延在する端部開口部１２２が形成されている。また、第二カソード側突出部９２の第二カソード一側面１１０には、一対の側部開口部１２４が形成されており、第二カソード側突出部９２の端部には、端部開口部１２５が形成されている。

これにより、カソード側集電部材２６に形成された端部開口部１２２、１２５及び側部開口部１２４によってアノード側集電部材２４及びカソード側集電部材２６間の空間とカソード側集電部材２６の上方空間との間でカソードガスが通流する。なお、図１０には、側部開口部１２４によって形成されたカソードガスの通流部が示されている。

各カソード側突出部９０、９２は、図７及び図９に示すように、カソード側集電部材２６の下面１２６側へ膨出する。これにより、カソード側集電部材２６は、図７に示したように、一般面と一般面より下方へ膨出した第一カソード側突出部９０とによって、横断面が凹凸となるように形成されており、各カソード側突出部９０、９２は、カソードガス流路１２８を形成する。

カソード側集電部材２６の一般面は、カソード電極５８に沿って延在するカソード延在面１３０を構成する。また、カソード延在面１３０の一縁から延出した第一カソード他側面１０２は、カソードガス流路１２８の一方の壁面を構成する。カソード延在面１３０の他縁から延出した第一カソード一側面１００は、カソードガス流路１２８の他方の壁面を構成する。

カソード側支持リブ１２０は、カソード側集電部材２６の上面１３２側へ膨出する。カソード側支持リブ１２０の底部は、カソード支持面１３４を構成し、カソード支持面１３４は、カソード電極５８の他面５６に電気的に接続される。これにより、カソード側集電部材２６は、カソード支持面１３４が接するカソード電極５８と同電位になる。

また、カソードガス流路１２８のカソードガスは、カソード側集電部材２６とカソード電極５８との間に供給されるとともに、多孔質部材で構成されたカソード電極５８を介して固体電解質板５０に供給される。

（アノード側突出部とカソード側突出部との接触）
一方の発電セル２２Ａに設けられたアノード側集電部材２４の各アノード側突出部６２と、他方の発電セル２２Ｂに設けられたカソード側集電部材２６の第一カソード側突出部９０とは、積層方向１４０に対して傾斜する斜め方向へ摺動可能に接する。

これにより、一方の発電セル２２Ａと他方の発電セル２２Ｂとは、積層方向１４０及び積層方向１４０に直交する方向への変位が規制される。また、一方の発電セル２２Ａと他方の発電セル２２Ｂとの間には、間隙１４２が形成される。

具体的に説明すると、図７中右側に示すように、他方の発電セル２２Ｂ側のカソード側集電部材２６における第一カソード他側面１０２は、一方の発電セル２２Ａ側のアノード側集電部材２４におけるアノード一側面７０に接する。これにより、一方の発電セル２２Ａの一方へ向けた移動が規制される。

また、他方の発電セル２２Ｂ側のカソード側集電部材２６の第一カソード一側面１００は、図７中左側に示すように、一方の発電セル２２Ａ側のアノード側集電部材２４のアノード他側面７２に接する。

これにより、一方の発電セル２２Ａの他方へ向けた移動が規制され、一方の発電セル２２Ａは、幅方向６６への移動が規制される。

また、図９中左側に示すように、他方の発電セル２２Ｂ側のカソード側集電部材２６における第二カソード他側面１１２は、一方の発電セル２２Ａ側のアノード側集電部材２４におけるアノード一端面７４に接する。これにより、一方の発電セル２２Ａの一端へ向けた移動が規制される。

また、図９中右側に示すように、他方の発電セル２２Ｂ側のカソード側集電部材２６における第二カソード一側面１１０は、他方の発電セル２２Ｂ側のアノード側集電部材２４におけるアノード他端面７６に接する。

これにより、一方の発電セル２２Ａの他端へ向けた移動が規制され、一方の発電セル２２Ａは、長さ方向６０への移動が規制される。

他方の発電セル２２Ｂ側の第一カソード他側面１０２は、図７に示したように、下方ＤＷへ向かうに従って一方ＩＨへ向けて傾斜した傾斜面で構成されている。第一カソード他側面１０２に接する一方の発電セル２２Ａ側のアノード一側面７０は、上方ＵＰへ向かうに従って他方ＴＨへ向けて傾斜した傾斜面で構成されている。

また、他方の発電セル２２Ｂ側の第一カソード一側面１００は、下方ＤＷへ向かうに従って他方ＴＨへ向けて傾斜した傾斜面で構成されている。第一カソード一側面１００に接する一方の発電セル２２Ａ側のアノード他側面７２は、上方ＵＰに従って一方ＩＨへ向けて傾斜した傾斜面で構成されている。

また、図９に示したように、他方の発電セル２２Ｂ側の第二カソード他側面１１２は、下方ＤＷへ向かうに従って一端ＩＴへ向けて傾斜した傾斜面で構成されている。第二カソード他側面１１２に接する一方の発電セル２２Ａ側のアノード一端面７４は、上方ＵＰへ向かうに従って他端ＴＴへ向けて傾斜した傾斜面で構成されている。

また、他方の発電セル２２Ｂ側の第二カソード一側面１１０は、下方ＤＷへ向かうに従って他端ＴＴへ向けて傾斜した傾斜面で構成されている。第二カソード一側面１１０に接する一方の発電セル２２Ａ側のアノード他端面７６は、上方ＵＰへ向かうに従って一端ＩＴへ向けて傾斜した傾斜面で構成されている。

これにより、一方の発電セル２２Ａ側のアノード側集電部材２４の各アノード側突出部６２と、他方の発電セル２２Ｂ側のカソード側集電部材２６の各カソード側突出部９０、９２とは、積層方向１４０に対して傾斜する斜め方向へ摺動可能に接する。

そして、図３に示したように、一方の発電セル２２Ａ側のアノード側集電部材２４の端部と他方の発電セル２２Ｂ側のカソード側集電部材２６の端部とは、電気的に接続されている。

具体的に説明すると、他方の発電セル２２Ｂ側のカソード側集電部材２６の側縁部には、側縁へ向かうに従って一方の発電セル２２Ａ側へ向けて傾斜したカソード傾斜部１５０が形成されている。このカソード傾斜部１５０からは、カソード側集電部材２６の一般部に対して平行に延在するカソード接合部１５２が延出する。

また、一方の発電セル２２Ａ側のアノード側集電部材２４の側縁部には、側縁へ向かうに従って他方の発電セル２２Ｂ側へ向けて傾斜したアノード傾斜部１５４が形成されている。このアノード傾斜部１５４からは、アノード側集電部材２４の一般部に対して平行に延在するアノード接合部１５６が延出しており、アノード接合部１５６は、他方の発電セル２２Ｂ側のカソード接合部１５２に電気的に接続されている。

これにより、積層された各発電セル２２Ａ、２２Ｂが直列接続される。

（作用及び効果）
本実施形態の燃料電池１０は、固体電解質板５０、固体電解質板５０の一面５２側に配置されたアノード電極５４、及び固体電解質板５０の他面５６側に配置されたカソード電極５８を有する発電セル２２が厚み方向に複数積層されている。

燃料電池１０は、積層方向１４０に隣接する一方の発電セル２２Ａのアノード電極５４に電気的に接続されるアノード側集電部材２４を備える。アノード側集電部材２４のアノード側突出部６２は、固体電解質板５０が配置された部位より積層方向１４０に隣接した他方の発電セル２２Ｂへ向けて突出する。

燃料電池１０は、他方の発電セル２２Ｂのカソード電極５８に電気的に接続されるカソード側集電部材２６を備える。カソード側集電部材２６のカソード側突出部９０、９２は、固体電解質板５０が配置された部位より一方の発電セル２２Ａへ向けて突出する。また、カソード側突出部９０、９２は、積層方向１４０に対して傾斜する斜め方向へ摺動可能にアノード側突出部６２と接して一方の発電セル２２Ａ及び他方の発電セル２２Ｂの間に間隙１４２を形成する。

この構成によれば、一方の発電セル２２Ａに接続されたアノード側集電部材２４のアノード側突出部６２は、他方の発電セル２２Ｂに接続されたカソード側集電部材２６の各カソード側突出部９０、９２に斜め方向へ摺動可能に接する。これにより、各発電セル２２Ａ、２２Ｂの積層方向１４０へ向けた変位を抑制することができる。

また、各発電セル２２Ａ、２２Ｂの積層方向１４０への撓みを抑制できるので、反応部を構成する固体電解質板５０への影響を抑制することができ、各発電セル２２Ａ、２２Ｂの撓みに起因した機能低下を抑制することが可能となる。

そして、発電時の熱で各集電部材２４、２６が熱膨張した場合、各集電部材２４、２６の各カソード側突出部９０、９２とアノード側突出部６２とが接触部で摺動する。これにより、積層方向１４０に生じた寸法変化を吸収することができるので、各発電セル２２Ａ、２２Ｂの間隔の変動を抑制することが可能となる。

さらに、各発電セル２２Ａ、２２Ｂに生ずる圧力に応じて、各集電部材２４、２６の各カソード側突出部９０、９２とアノード側突出部６２とが接触部で摺動することで、各発電セル２２Ａ、２２Ｂの間隔の変化を許容することができる。これにより、各発電セル２２Ａ、２２Ｂに生ずる圧力の過不足を抑制することができ、各発電セル２２Ａ、２２Ｂの全面に渡って均等な圧力を付与することが可能となる。

また、本実施形態の燃料電池１０において、アノード側集電部材２４は、アノードガス流路８２を構成するアノード側突出部６２で形成された凹凸を有する。また、カソード側集電部材２６は、カソードガス流路１２８を構成する各カソード側突出部９０、９２で形成された凹凸を有する。そして、アノード側突出部６２と各カソード側突出部９０、９２とが接する接触部は、斜め方向に傾斜した傾斜面で構成される。

この構成によれば、一方の発電セル２２Ａのアノード側突出部６２から他方の発電セル２２Ｂの各カソード側突出部９０、９２へ伝達される力は、接触部を構成する傾斜面によって、積層方向１４０と積層方向１４０に直交する方向とに分散される。

これにより、各発電セル２２Ａ、２２Ｂの反応部を構成する固体電解質板５０への過荷重を抑制することができる。

また、本実施形態の燃料電池１０において、一方の発電セル２２Ａのアノード側集電部材２４の端部と他方の発電セル２２Ｂのカソード側集電部材２６の端部とは、電気的に接続されている。

この構成によれば、各集電部材２４、２６の外周に通電部を設定することができる。これにより、アノード側集電部材２４とカソード側集電部材２６とが接触する接触部のみで通電する場合と比較して、通電抵抗の低減が可能となる。

また、一方の発電セル２２Ａのアノード側集電部材２４と他方の発電セル２２Ｂのカソード側集電部材２６との間をガス通路として利用することが可能となる。

さらに、各集電部材２４、２６の中心部に通電部が設けられた場合と比較して、ガスによる通電部への酸化被膜の形成を抑制することができ、酸化被膜が通電部に与える影響を低減することが可能となる。

また、本実施形態の燃料電池１０において、アノード側突出部６２及びカソード側突出部９０、９２は、長尺状に形成されている。そして、カソード側突出部９０、９２は、アノード側突出部６２の延在方向と同方向に延在した第一カソード側突出部９０と、延在方向と交差する交差方向に延在した第二カソード側突出部９２とを有する。

この構成によれば、アノード側突出部６２の延在方向と同方向に延在した第一カソード側突出部９０による通電と、交差方向に延在した第二カソード側突出部９２による通電とによって、通電範囲を縦横に広げることができる。これにより、通電部の断面積が増加するので、アノード側突出部６２と各カソード側突出部９０、９２との間の通電抵抗の抑制が可能となる。

また、第一カソード側突出部９０と第二カソード側突出部９２とによって、カソード側集電部材２６の剛性を高めることが可能となる。

なお、本実施形態では、アノード電極５４に接するアノード側支持リブ８０がアノード側集電部材２４に形成され、カソード電極５８に接するカソード側支持リブ１２０がカソード側集電部材２６に形成された燃料電池１０を例に挙げて説明した。

しかし、本願の燃料電池１０は、この構造に限定されるものではない。例えば、次に示す実施形態のように構成しても良い。

＜第二実施形態＞
図１１は、第二実施形態を示す図であり、第一実施形態と同一又は同等部分については同符号を付して説明を割愛するとともに異なる部分について説明する。

図１１は、第二実施形態に係る燃料電池２００の要部を示す断面図であり、第二実施形態に係る燃料電池２００は、第一実施形態の燃料電池１０と比較して、アノード側集電部材２４及びカソード側集電部材２６が異なる。

すなわち、第二実施形態のアノード側集電部材２４は、第一実施形態のアノード側支持リブ８０が廃止されており、アノード側集電部材２４の一般面を構成するアノード延在面８４がアノード電極５４に接する。

また、第二実施形態のカソード側集電部材２６は、第一実施形態のカソード側支持リブ１２０が廃止されており、カソード側集電部材２６の一般面を構成するカソード延在面１３０がカソード電極５８に接する。

（作用及び効果）
本実施形態においても、第一実施形態と同一又は同様部分に関しては、第一実施形態と同様の作用及び効果を奏する。

＜第三実施形態＞
図１２は、第三実施形態を示す図であり、第一実施形態及び第二実施形態と同一又は同等部分については同符号を付して説明を割愛するとともに異なる部分について説明する。

図１２は、第三実施形態に係る燃料電池３００の要部を示す断面図であり、第三実施形態に係る燃料電池３００は、第一実施形態及び第二実施形態の燃料電池１０、２００と比較して、アノード側集電部材２４及びカソード側集電部材２６が異なる。

すなわち、アノード延在面８４及び第一アノード壁面であるアノード他側面７２が成す角度θ１と、アノード延在面８４及び第二アノード壁面であるアノード一側面７０が成す角度θ２とは、異なる角度に設定されている。

また、カソード延在面１３０及び第一カソード壁面である第一カソード他側面１０２が成す角度θ３と、カソード延在面１３０及び第二カソード壁面である第一カソード一側面１００が成す角度θ４とは、異なる角度に設定されている。

アノード側集電部材２４とカソード側集電部材２６とは、アノード一側面７０と第一カソード他側面１０２とが接するように配置され、単一の発電セル２２においてアノード延在面８４及びカソード延在面１３０が積層方向１４０で重なるように配置されている。

（作用及び効果）
本実施形態においても、第一実施形態及び第二実施形態と同一又は同様部分に関しては、第一実施形態及び第二実施形態と同様の作用及び効果を奏する。

また、本実施形態の燃料電池３００において、アノード側集電部材２４は、アノード電極５４に沿って延在するアノード延在面８４を備える。また、アノード側集電部材２４は、アノード延在面８４の一縁より延出してアノードガス流路８２の一方の壁面を形成する第一アノード壁面であるアノード他側面７２を備える。さらに、アノード側集電部材２４は、アノード延在面８４の他縁より延出してアノードガス流路８２の他方の壁面を形成する第二アノード壁面であるアノード一側面７０を備える。

カソード側集電部材２６は、カソード電極５８に沿って延在するカソード延在面１３０を備える。また、カソード側集電部材２６は、カソード延在面１３０の一縁より延出してカソードガス流路１２８の一方の壁面を形成するとともに第二アノード壁面であるアノード一側面７０と接する第一カソード壁面である第一カソード他側面１０２を備える。さらに、カソード側集電部材２６は、カソード延在面１３０の他縁より延出してカソードガス流路１２８の他方の壁面を形成する第二カソード壁面である第一カソード一側面１００を備える。

そして、アノード延在面８４及びアノード他側面７２が成す角度θ１と、アノード延在面８４及びアノード一側面７０が成す角度θ２とは異なる角度である。また、カソード延在面１３０及び第一カソード他側面１０２が成す角度θ３と、カソード延在面１３０及び第一カソード一側面１００が成す角度θ４とは異なる角度である。そして、単一の発電セル２２においてアノード延在面８４及びカソード延在面１３０は積層方向１４０で重なるように配置されている。

この構成によれば、各発電セル２２Ａ、２２Ｂは、アノード側突出部６２のアノード延在面８４と、第一カソード側突出部９０のカソード延在面１３０とによって積層方向１４０から挟まれる。

ここで、第二実施形態では、アノード延在面８４が発電セル２２Ａ、２２Ｂに接する位置と、カソード延在面１３０が発電セル２２Ａ、２２Ｂに接する位置とが、各発電セル２２Ａ、２２Ｂの面内方向で異なる。このため、第二実施形態の各発電セル２２Ａ、２２Ｂは、アノード延在面８４及びカソード延在面１３０から剪断力が入力され得る。

しかし、本実施形態では、各発電セル２２Ａ、２２Ｂへの剪断力の入力を抑制することが可能となる。

１０ 燃料電池
２２ 発電セル
２４ アノード側集電部材
２６ カソード側集電部材
４２ 厚み方向
５０ 固体電解質板
５２ 一面
５４ アノード電極
５６ 他面
５８ カソード電極
６２ アノード側突出部
７０ アノード一側面（第二アノード壁面）
７２ アノード他側面（第一アノード壁面）
７４ アノード一端面
７６ アノード他端面
８２ アノードガス流路
８４ アノード延在面
９０ 第一カソード側突出部
９２ 第二カソード側突出部
１００ 第一カソード一側面（第二カソード壁面）
１０２ 第一カソード他側面（第一カソード壁面）
１１０ 第二カソード一側面
１１２ 第二カソード他側面
１２８ カソードガス流路
１３０ カソード延在面
１４０ 積層方向
１４２ 間隙
２００ 燃料電池
３００ 燃料電池

Claims (5)

1. 固体電解質板、前記固体電解質板の一面側に配置されたアノード電極、及び前記固体電解質板の他面側に配置されたカソード電極を有する発電セルが厚み方向に複数積層された燃料電池であって、
   積層方向に隣接する一方の発電セルの前記アノード電極に電気的に接続されたアノード側集電部材と、
   前記積層方向に隣接する他方の発電セルの前記カソード電極に電気的に接続されたカソード側集電部材と、
   前記アノード側集電部材に設けられ、前記固体電解質板が配置された部位より前記他方の発電セルへ向けて突出するアノード側突出部と、
   前記カソード側集電部材に設けられ、前記固体電解質板が配置された部位より前記一方の発電セルへ向けて突出するとともに、前記積層方向に対して傾斜する斜め方向へ摺動可能に前記アノード側突出部と接して前記一方の発電セル及び前記他方の発電セルの間に間隙を形成するカソード側突出部と、
   を備える燃料電池。
2. 請求項１に記載の燃料電池であって、
   前記アノード側集電部材は、アノードガス流路を構成する前記アノード側突出部で形成された凹凸を有し、前記カソード側集電部材は、カソードガス流路を構成する前記カソード側突出部で形成された凹凸を有し、
   前記アノード側突出部と前記カソード側突出部とが接する接触部は、前記斜め方向に傾斜した傾斜面で構成される、
   燃料電池。
3. 請求項２に記載の燃料電池であって、
   前記アノード側集電部材は、
   前記アノード電極に沿って延在するアノード延在面と、
   前記アノード延在面の一縁より延出して前記アノードガス流路の一方の壁面を形成する第一アノード壁面と、
   前記アノード延在面の他縁より延出して前記アノードガス流路の他方の壁面を形成する第二アノード壁面と、を備え、
   前記カソード側集電部材は、
   前記カソード電極に沿って延在するカソード延在面と、
   前記カソード延在面の一縁より延出して前記カソードガス流路の一方の壁面を形成するとともに前記第二アノード壁面と接する第一カソード壁面と、
   前記カソード延在面の他縁より延出して前記カソードガス流路の他方の壁面を形成する第二カソード壁面と、を備え、
   前記アノード延在面及び前記第一アノード壁面が成す角度と、前記アノード延在面及び前記第二アノード壁面が成す角度とを異なる角度に設定するとともに、前記カソード延在面及び前記第一カソード壁面が成す角度と、前記カソード延在面及び前記第二カソード壁面が成す角度とを異なる角度に設定し、
   単一の発電セルにおいて前記アノード延在面及び前記カソード延在面が前記積層方向で重なるように配置した、
   燃料電池。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池であって、
   前記一方の発電セルの前記アノード側集電部材の端部と前記他方の発電セルの前記カソード側集電部材の端部とは、電気的に接続されている、
   燃料電池。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料電池であって、
   前記アノード側突出部及び前記カソード側突出部は、長尺状に形成され、
   前記カソード側突出部は、前記アノード側突出部の延在方向と同方向に延在した第一カソード側突出部と、前記延在方向と交差する交差方向に延在した第二カソード側突出部とを有する、
   燃料電池。

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