JP4191049B2 - 高温燃料電池モジュール - Google Patents
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Description
本発明は燃料電池モジュールに関し、より詳細には、固体酸化物形燃料電池モジュールに関する。
電気的に直列に接続された複数の固体酸化物形燃料電池を含む固体酸化物形燃料電池モジュールが知られている。固体酸化物形燃料電池は、インターコネクタにより直列に接続される。
電気的に直列に接続された複数の固体酸化物形燃料電池を含む固体酸化物形燃料電池モジュールが知られている。固体酸化物形燃料電池は、インターコネクタにより直列に接続される。
機能的に区分されたアノード電極とカソード電極とを備える固体酸化物形燃料電池が知られている。機能的に区分されたアノード電極とカソード電極とは、一般に、電解質上の第1の層と、第1の層上の第２の層とを備える。第１の層は、電解質における電気化学的活動を最適化するよう構成され、第２の層は、インターコネクタを介して一つの固体酸化物形燃料電池から隣接する固体酸化物形燃料電池へと電流を流すために、固体酸化物形燃料電池の層に対して垂直な電子伝導を提供するよう構成される。第２の層は、複数の固体酸化物形燃料電池において均一な電流収集を提供する。
それゆえ、本発明は、新しい燃料電池モジュールを提供することを目的とする。
従って、本発明は、それぞれが第１の電極、電解質及び第２の電極を備える複数の燃料電池と、燃料電池を電気的に直列に接続するよう配置された複数のインターコネクタであって、それぞれが一つの燃料電池の第１の電極を隣接する燃料電池の第２の電極に電気的に接続するインターコネクタとを備え、第１の電極が、電解質における電気化学的活動を最適化する、電解質上の第１の層と、燃料電池の層に対し垂直な電子伝導を提供する、第１の層上の第２の層と含み、第２の層が、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう構成される固体酸化物形燃料電池モジュールを提供する。
従って、本発明は、それぞれが第１の電極、電解質及び第２の電極を備える複数の燃料電池と、燃料電池を電気的に直列に接続するよう配置された複数のインターコネクタであって、それぞれが一つの燃料電池の第１の電極を隣接する燃料電池の第２の電極に電気的に接続するインターコネクタとを備え、第１の電極が、電解質における電気化学的活動を最適化する、電解質上の第１の層と、燃料電池の層に対し垂直な電子伝導を提供する、第１の層上の第２の層と含み、第２の層が、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう構成される固体酸化物形燃料電池モジュールを提供する。
第２の電極は、電解質における電気化学的活動を最適化する、電解質上の第１の層と、固体酸化物形燃料電池の層に対し垂直な電子伝導を提供する、第１の層上の第２の層とを備え、第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう構成されることが望ましい。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに異なる厚さを持ち得る。
代わりに、第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の位置ごとに異なるよう、位置ごとに異なる組成を有する。
代わりに、第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の位置ごとに異なるよう、位置ごとに異なる組成を有する。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに異なる幾何学的構造を有することが望ましい。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに断面積の異なる複数の孔を有するメッシュを含むことが望ましい。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに断面積の異なる複数の孔を有するメッシュを含むことが望ましい。
第２の層は、インターコネクタに近い第１の位置における燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が、インターコネクタから離れた第２の位置における燃料電池の層に対して垂直な電子伝導より大きくなるよう構成されることが望ましい。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が、第１の位置と第２の位置との間で徐々に小さくなるよう構成されることが望ましい。
燃料電池モジュールが中空の支持部材を備え、燃料電池が中空の支持部材の少なくとも一つの表面上に間隔を空けて配置されることが望ましい。
燃料電池モジュールが中空の支持部材を備え、燃料電池が中空の支持部材の少なくとも一つの表面上に間隔を空けて配置されることが望ましい。
本発明は、また、第１の電極、電解質及び第２の電極を備える固体酸化物形燃料電池であって、第１の電極が、電解質における電気化学的活動を最適化する、電解質上の第１の層と、燃料電池の層に対し垂直な電子伝導を提供する、第１の層上の第２の層とを備え、第２の層が、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう構成される固体酸化物形燃料電池を提供する。
第２の電極は、電解質における電気化学的活動を最適化する、電解質上の第１の層と、燃料電池の層に対し垂直な電子伝導を提供する、第１の層上の第２の層とを備え、第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう構成されることが望ましい。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに異なる厚さを持ち得る。
代わりに、第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに異なる組成を有する。
代わりに、第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに異なる組成を有する。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに異なる幾何学的構造を有することが望ましい。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに断面積の異なる複数の孔を有するメッシュを含むことが望ましい。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が第２の層の様々な位置において異なるよう、位置ごとに断面積の異なる複数の孔を有するメッシュを含むことが望ましい。
第２の層は、第１の位置における燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が、インターコネクタから離れた第２の位置における燃料電池の層に対して垂直な電子伝導より大きくなるよう構成されることが望ましい。
第２の層は、燃料電池の層に対して垂直な電子伝導が、第１の位置と第２の位置との間で徐々に小さくなるよう構成されることが望ましい。
燃料電池は、固体酸化物形燃料電池を含むことが望ましい。
燃料電池は、固体酸化物形燃料電池を含むことが望ましい。
本発明は、添付の図面を参照した例示により更に詳細に説明される。
従来技術による固体酸化物形燃料電池モジュール１０が、図１及び２に示される。固体酸化物形燃料電池モジュール１０は、中空の支持部材１２と、中空の支持部材１２の少なくとも一つの平板な表面１４上に縦方向に間隔をあけて配置された複数の固体酸化物形燃料電池１６とを備える。固体酸化物形燃料電池は、複数のインターコネクタ１８により電気的に直列に接続される。各固体酸化物形燃料電池１６は、カソード電極である第１の電極２０と、電解質２２と、アノード電極である第２の電極２４とを備える。第２の電極２４は中空の支持部材１２の表面１４上に配置され、電解質２２は第２の電極２４上に配置され、第１の電極２０は電解質２２上に配置される。
従来技術による固体酸化物形燃料電池モジュール１０が、図１及び２に示される。固体酸化物形燃料電池モジュール１０は、中空の支持部材１２と、中空の支持部材１２の少なくとも一つの平板な表面１４上に縦方向に間隔をあけて配置された複数の固体酸化物形燃料電池１６とを備える。固体酸化物形燃料電池は、複数のインターコネクタ１８により電気的に直列に接続される。各固体酸化物形燃料電池１６は、カソード電極である第１の電極２０と、電解質２２と、アノード電極である第２の電極２４とを備える。第２の電極２４は中空の支持部材１２の表面１４上に配置され、電解質２２は第２の電極２４上に配置され、第１の電極２０は電解質２２上に配置される。
第１の電極２０及び第２の電極２４は、図２に一層明らかに示されるように、機能的に区分されている。機能的に区分された第１の電極は、電解質２２上の又は電解質２２に隣接する第１の層２０Ａと、第１の層２０Ａ上の又は第１の層２０Ａに隣接する第２の層２０Ｂとを備える。機能的に区分られた第２の電極２４は、電解質２２の下の又は電解質２２に隣接した第１の層２４Ａと、第１の層２４Ａの下の又は第１の層２４Ａに隣接した第２の層２４Ｂとを備える。第１の層２０Ａ、２４Ａは、電解質２２における電気化学的活動を最適化するよう構成され、第２の層２０Ｂ、２４Ｂは、それぞれのインターコネクタ１８を介して一つの固体酸化物形燃料電池１６から隣接する固体酸化物形燃料電池１６へと電流を流すために、固体酸化物形燃料電池１６の層２０、２２、２４に垂直な電子伝導を提供するよう構成される。第２の層２０Ｂ、２４Ｂは、固体酸化物形燃料電池１６において均一な電流収集を提供する。
本発明に係る固体酸化物形燃料電池モジュール３０が、図３及び４に示される。固体酸化物形燃料電池モジュール３０は、中空の支持部材３２と、中空の支持部材３２の少なくとも一つの平板な表面３４上に縦方向に間隔を空けて配置された複数の固体酸化物形燃料電池３６とを備える。固体酸化物形燃料電池は、複数のインターコネクタ１８を介して電気的に直列に接続される。各固体酸化物形燃料電池３６は、カソード電極である第１の電極４０と、電解質４２と、アノード電極である第２の電極４４とを備える。第２の電極４４は中空の支持部材３２の表面３４上に配置され、電解質４２は第２の電極４４上に配置され、第１の電極４０は電解質４２上に配置される。
第１の電極４０及び第２の電極４４は、図４に更に明らかに示されるように、機能的に区分される。機能的に区分された第１の電極は、電解質４２上の又は電解質４２に隣接した第１の層４０Ａと、第１の層４０Ａ上の又は第１の層４０Ａに隣接した第２の層４０Ｂとを備える。機能的に区分された第２の電極４４は、電解質４２の下の又は電解質４２に隣接した第１の層４４Ａと、第１の層４４Ａの下の又は第１の層４４Ａに隣接した第２の層４４Ｂとを備える。第１の層４０Ａ、４４Ａは、電解質４２における電気化学的活動を最適化するよう構成され、第２の層４０Ｂ、４４Ｂは、それぞれのインターコネクタ３８を介して一つの固体酸化物形燃料電池３６から隣接する固体酸化物形燃料電池３６へと電流を流すために、固体酸化物形燃料電池３６の層４０、４２、４４に対して垂直な電子伝導を提供するよう構成される。
第２の層４０Ｂ、４４Ｂは、固体酸化物形燃料電池３６において差別的電流収集を提供するよう構成される。第２の層４０Ｂ、４４Ｂは、固体酸化物形燃料電池１６の層４０、４２、４４に対して垂直な電子伝導が第２の層４０Ｂ、４４Ｂの様々な位置において異なるよう構成される。
この例において、第２の層４０Ｂ、４４Ｂは、固体酸化物形燃料電池１６の層に対して垂直な電子伝導が第２の層４０Ｂ、４４Ｂの様々な位置において異なるよう、位置ごとに異なる厚さを有する。
特に、第１の電極４０の第２の層４０Ｂの厚さは、インターコネクタ３８に最も近い第１の電極４０の第１の端部において最大となり、第１の電極４０の第２の層４０Ｂの厚さはインターコネクタ１８から離れた第１の電極４０の端部において最小になる。第２の層４０Ｂの厚さは、第１の電極４０の第１の端部から第２の端部へと徐々に連続的に減少し又は漸減する。
同様に、第２の電極４４の第２の層４４Ｂの厚さは、インターコネクト３８に最も近い第２の電極４４の端部において最大となり、インターコクタ３８から離れた第２の電極４４の端部において最小になる。第２の層４４Ｂの厚さは、第２の電極４４の第１の端部から第２の端部へと徐々に連続的に減少し又は漸減する。
代わりに、第２の層４０Ｂ、４４Ｂの厚さを段階的に小さくすることも可能である。
第２の層４０Ｂ、４４Ｂに伴う損失は、電流及び抵抗に関係する抵抗損であり、単にＩ２Ｒと表される。この構成において、第２の層４０Ｂ、４４Ｂの導電率は、第２の層４０Ｂ、４４Ｂの断面積と関係する。この構成は、第２の層４０Ｂ、４４Ｂに利用される材料の量を減らし、固体酸化物形燃料電池１６の製造に用いられる材料コストを低減する。
第２の層４０Ｂ、４４Ｂに伴う損失は、電流及び抵抗に関係する抵抗損であり、単にＩ２Ｒと表される。この構成において、第２の層４０Ｂ、４４Ｂの導電率は、第２の層４０Ｂ、４４Ｂの断面積と関係する。この構成は、第２の層４０Ｂ、４４Ｂに利用される材料の量を減らし、固体酸化物形燃料電池１６の製造に用いられる材料コストを低減する。
第２の層４０Ｂ、４４Ｂは、パラジウム、プラチナ、銀、金、ニッケル、銅、コバルト、クロム、鉄又はルテニウム、或いはこれらの要素の２つ又はそれ以上による合金のうちの少なくとも１つを含む。
第２の層４０Ｂ、４４Ｂの厚さは、第１の端部において１００マイクロメートルであり、第２の端部において１マイクロメートルであり得る。
本発明に係る更なる固体酸化物形燃料電池モジュール５０が、図３及び５に示される。固体酸化物形燃料電池モジュール５０は、図３及び４に示されるものと同様である。
本発明に係る更なる固体酸化物形燃料電池モジュール５０が、図３及び５に示される。固体酸化物形燃料電池モジュール５０は、図３及び４に示されるものと同様である。
この例においては、第２の層４０Ｂ、４４Ｂは、固体酸化物形燃料電池１６の層に対して垂直な電子伝導が第２の層４０Ｂ、４４Ｂの様々な位置において異なるよう、位置ごとに異なる組成を有する。第２の層４０Ｂ、４４Ｂの組成は、高導電率の素材と低導電率の素材との比率を変えることにより変化する。
特に、第１の電極４０の第２の層４０Ｂの組成は、インターコネクタ３８に最も近い第１の電極４０の第１の端部の方が高導電率の素材の割合が大きく、インターコネクタ１８から離れた第１の電極４０の第２の端部の方が高導電率の素材の割合が小さい。第２の層４０Ｂにおける高導電率の素材の割合は、第１の電極４０の第１の端部から第２の端部へと次第に連続的に減少する。
同様に、第２の電極４４の第２の層４４Ｂの組成は、インターコネクタ３８に最も近い第２の電極４４の第１の端部の方が高導電率の素材の割合が大きく、インターコネクタ３８から離れた第２の電極４４の第２の端部の方が高導電率の素材の割合が小さい。第２の層４４Ｂにおける高導電率の素材の割合は、第２の電極４４の第１の端部から第２の端部へと徐々に連続的に減少する。
代わりに、第２の層４０Ｂ、４４Ｂにおける高導電率の素材の割合は、連続的ではなく段階的に減少してもよい。
酸化体／燃料を第１の電極４０及び第２の電極４４の第１の層４０Ａ、４４Ａに到達させるためには、一定の多孔率を保つよう第２の層４０Ｂ、４４Ｂの微細構造を制御することが不可欠である。
酸化体／燃料を第１の電極４０及び第２の電極４４の第１の層４０Ａ、４４Ａに到達させるためには、一定の多孔率を保つよう第２の層４０Ｂ、４４Ｂの微細構造を制御することが不可欠である。
高導電率の素材は、パラジウム、プラチナ、銀、金、ニッケル、銅、コバルト、クロム、鉄又はルテニウム、或いはこれらの要素の２つ又はそれ以上による合金のうちの少なくとも１つを含む。低導電率の素材は、ランタン・マンガナイト、ランタン・コバルチット、サーメット、又はガラス相の非晶質金属を含む。サーメットは、パラジウム、プラチナ、銀、金、ニッケル、銅、コバルト、クロム、鉄又はルテニウム、或いはジルコニア又はシリカにおけるこれらの要素の２つ又はそれ以上による合金のうちの少なくとも１つを含む。
第２の層４０Ｂ、４４Ｂの第１の端部における組成は、例えば、高導電率の素材が１００％である。
本発明に係る更なる固体酸化物形燃料電池モジュール５０が、図３、６及び７に示される。固体酸化物形燃料電池モジュール５０は、図３及び４に示されたものと同様である。
本発明に係る更なる固体酸化物形燃料電池モジュール５０が、図３、６及び７に示される。固体酸化物形燃料電池モジュール５０は、図３及び４に示されたものと同様である。
この例においては、第２の層４０Ｂ、４４Ｂは、固体酸化物形燃料電池１６の層に対して垂直な電子伝導が第２の層４０Ｂ、４４Ｂの様々な位置において異なるよう、位置ごとに異なる幾何学的構造を有する。
特に、第１の層４０Ａと接する第２の層４０Ｂの断面積は、インターコネクタ３８に最も近い第１の電極４０の第１の端部において最大になり、インターコネクタ１８から離れた第１の電極４０の端部において最小になる。第１の層４０Ａと接する第２の層４０Ｂの断面積は、第１の電極４０の第１の端部から第２の端部へと徐々に連続的に減少する。
同様に、第１の層４４Ａと接する第２の層４４Ｂの断面積は、インターコネクタ３８に最も近い第２の電極４４の端部において最大になり、インターコネクタ３８から離れた第２の電極４４の端部において最小になる。第１の層４４Ａと接する第２の層４４Ｂの断面積は、第２の電極４４の第１の端部から第２の端部へと徐々に連続的に減少する。
第２の層４０Ｂ、４４Ｂはメッシュであり、即ち、第２の層４０Ｂ、４４Ｂはランド部５２に囲まれた複数の孔５０を備える。単位面積あたりの孔の数は一定であるが、孔の断面積は第２の層４０Ｂ、４４Ｂの第１の端部から第２の端部へと次第に大きくなる。代わりに、孔の断面積は段階的に大きくなる。代わりに、孔の断面積は一定であるが、孔の数が第２の層４０Ｂ、４４Ｂの第１の端部から第２の端部へと次第に増加する。これらのメッシュは、スクリーン印刷で製造されることが望ましいが、他の適切な方法が利用され得る。
孔間のピッチの大きさは０．０５〜５ｍｍであり、孔の直径は０．０５〜５ｍｍであり、ランド部は０．０５〜０．５ｍｍの大きさを有する。
固体酸化物形燃料電池モジュールの単純な概略的表現を参照して、本発明を説明した。実際には、各固体酸化物形燃料電池の第１の電極、第２の電極及び電解質のそれぞれは、特定の属性に合わせた一つ又はそれ以上の層を含み得る。固体酸化物形燃料電池の第１の電極及び第２の電極からの反応体の漏出を防ぐために、密閉が施され得る。本発明は、これらの実用的な固体酸化物形燃料電池モジュールに適用可能である。
固体酸化物形燃料電池モジュールの単純な概略的表現を参照して、本発明を説明した。実際には、各固体酸化物形燃料電池の第１の電極、第２の電極及び電解質のそれぞれは、特定の属性に合わせた一つ又はそれ以上の層を含み得る。固体酸化物形燃料電池の第１の電極及び第２の電極からの反応体の漏出を防ぐために、密閉が施され得る。本発明は、これらの実用的な固体酸化物形燃料電池モジュールに適用可能である。
Claims (13)
- 固体酸化物形燃料電池モジュール（３０）であって、
それぞれが第１の電極（４０）、電解質（４２）及び第２の電極（４４）を備える複数の固体酸化物形燃料電池（３６）と、
前記燃料電池（３６）を電気的に直列に接続するよう配置された複数のインターコネクタ（３８）であって、それぞれが一つの燃料電池（３６）の第１の電極（４０）を隣接する燃料電池（３６）の第２の電極（４４）に電気的に接続するインターコネクタと、
を備え、
前記第１の電極（４０）が、前記電解質（４２）における電気化学的活動を最適化する、前記電解質（４２）上の第１の層（４０Ａ）と、前記燃料電池（３６）の層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導を提供する、前記第１の層（４０Ａ）上の第２の層（４０Ｂ）とを含み、
前記第２の層（４０Ｂ）が、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導が前記第２の層（４０Ｂ）上の位置毎に異なるよう構成された固体酸化物形燃料電池モジュール（３０）において、
前記第２の層（４０Ｂ）の組成が、前記インターコネクタ（３８）に最も近い前記第１の電極（４０）の第１端において大きな割合の高導電性材料を含み、前記第２の層（４０Ｂ）の組成が、前記インターコネクタ（３８）から遠い前記第１の電極（４０）の第２端において小さな割合の高導電性材料を含み、前記第２の層（４０Ｂ）における高導電性材料の前記割合は前記第１の電極（４０）の前記第１端から前記第２端へ向かって連続的に減少し、又は、前記第１の層（４０Ａ）と接触する前記第２の層（４０Ｂ）の断面積は前記インターコネクタ（３８）に最も近い前記第１の電極（４０）の前記第１端において最大であり、前記第１の層（４０Ａ）と接触する前記第２の層（４０Ｂ）の断面積は前記インターコネクタ（３８）から遠い前記第１の電極（４０）の前記第２端において最小であり、前記第１の層（４０Ａ）と接触する前記第２の層（４０Ｂ）の断面積は前記第１の電極（４０）の前記第１端から前記第２端へ向かって連続的に減少する
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池モジュール（３０）。 - 請求項１記載の固体酸化物形燃料電池モジュールであって、
前記第２の電極（４４）が、前記電解質（４２）における電気化学的活動を最適化するよう前記電解質（４２）上に設けられた第１の層（４４Ａ）と、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導を提供するよう前記第１の層（４４Ａ）上に設けられた第２の層（４４Ｂ）とを備え、
前記第２の層（４４Ｂ）が、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導が前記第２の層（４４Ｂ）上の位置毎に異なるよう構成される固体酸化物形燃料電池モジュール。 - 請求項１又は２に記載された固体酸化物形燃料電池モジュールであって、前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）が複数の孔（５０）を有するメッシュを備え、単位面積当たりの前記孔（５０）の数が一定であり、前記孔（５０）の断面積が、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導が前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）上の位置毎に異なるよう、前記第２の層（４４Ａ、４４Ｂ）の第１端から第２端へ向かって徐々に増加する固体酸化物形燃料電池モジュール。
- 請求項１又は２に記載された固体酸化物形燃料電池モジュールであって、前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）が複数の孔（５０）を有するメッシュを備え、前記孔（５０）の断面積が一定であり、単位面積当たりの前記孔（５０）の数が、前記燃料電池の前記層（４４Ａ、４４Ｂ）に対して垂直な電子伝導が前記第２の層上の位置毎に異なるよう、前記第２の層の前記第１端から前記第２端へ向かって徐々に増加する固体酸化物形燃料電池モジュール。
- 請求項１〜４のいずれか一つに記載された固体酸化物形燃料電池モジュールであって、前記インターコネクタ（３８）に近い第１の位置における前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導の方が、前記インターコネク タ（３８）から離れた第２の位置における前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導より大きいように、前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）が構成される固体酸化物形燃料電池モジュール。
- 請求項５に記載された固体酸化物形燃料電池モジュールであって、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導が、前記第１の位置と前記第２の位置との間で徐々に小さくなるように、前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）が構成される固体酸化物形燃料電池モジュール。
- 請求項１〜６のいずれか一つに記載された固体酸化物形燃料電池モジュールであって、中空の支持部材（３２）を備え、前記燃料電池（３６）が前記中空の支持部材（３２）の少なくとも一つの表面（３４）上に間隔を空けて配置される固体酸化物形燃料電池モジュール。
- 第１の電極（４０）、電解質（４２）及び第２の電極（４４）を備える固体酸化物形燃料電池（３６）であって、
前記第１の電極（４０）が、前記電解質（４２）における電気化学的活動を最適化するよう前記電解質（４２）上に設けられた第１の層（４０Ａ）と、前記燃料電池（３６）の層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導を提供するよう前記第１の層（４０Ａ）上に設けられた第２の層（４０Ｂ）とを備え、
前記第２の層（４０Ｂ）が、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導が前記第２の層（４０Ｂ）上の位置毎に異なるよう構成されることを特徴とする固体酸化物形燃料電池モジュール（３０）において、
前記第２の層（４０Ｂ）の組成が、前記第１の電極（４０）の第１の位置において大きな割合の高導電性材料を含み、前記第２の層（４０Ｂ）の組成が、前記第１の電極（４０）の第２の位置において小さな割合の高導電性材料を含み、前記第２の層（４０Ｂ）における高導電性材料の前記割合は前記第１の電極（４０）の前記第１の位置から前記第２の位置へ向かって連続的に減少し、又は、前記第１の層（４０Ａ）と接触する前記第２の層（４０Ｂ）の断面積は前記第１の電極（４０）の前記第１の位置において最大であり、前記第１の層（４０Ａ）と接触する前記第２の層（４０Ｂ）の断面積は前記第１の電極（４０）の前記第２の位置において最小であり、前記第１の層（４０Ａ）と接触する前記第２の層（４０Ｂ）の断面積は前記第１の電極（４０）の前記第１の位置から前記第２の位置へ向かって連続的に減少する
ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池（３６）。 - 請求項８記載の固体酸化物形燃料電池であって、
前記第２の電極（４４）が、前記電解質（４２）における電気化学的活動を最適化するよう前記電解質（４２）上に設けられた第１の層（４４Ａ）と、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導を提供するよう前記第１の層（４４Ａ）上に設けられた第２の層（４４Ｂ）とを備え、
前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導が前記第２の層（４４Ｂ）上の位置毎に異なるよう前記第２の層（４４Ｂ）が構成される固体酸化物形燃料電池。 - 請求項９に記載の固体酸化物形燃料電池であって、前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）が、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導が前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）上の位置毎に異なるよう、位置毎に断面積の異なる複数の孔（５０）を有するメッシュを備える固体酸化物形燃料電池。
- 請求項９に記載された固体酸化物形燃料電池であって、前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）が、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導が前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）上の位置毎に異なるよう、位置毎に異なる数の複数の孔（５０）を有するメッシュを備える固体酸化物形燃料電池。
- 請求項８〜１１のいずれか一つに記載の固体酸化物形燃料電池であって、前記第１の位置における前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導の方が、前記第１の位置から離れた第２の位置における前記燃料電池（３ ６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導より大きいよう、前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）が構成される固体酸化物形燃料電池。
- 請求項１２記載の固体酸化物形燃料電池であって、前記燃料電池（３６）の前記層（４０、４２、４４）に対して垂直な電子伝導が前記第１の位置と前記第２の位置との間で徐々に小さくなるよう、前記第２の層（４０Ｂ、４４Ｂ）が構成される固体酸化物形燃料電池。
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