JP5480171B2 - 固体酸化物形燃料電池 - Google Patents

Description

本発明は，固体酸化物形燃料電池に関する。

電解質に固体酸化物を用いた固体酸化物形燃料電池（以下，「ＳＯＦＣ」又は単に「燃料電池」とも記す場合がある）が知られている。ＳＯＦＣは，例えば，板状の固体電解質体の各面に燃料極と空気極とを備えた燃料電池セルを多数積層したスタック（燃料電池スタック）を有する。燃料極および空気極それぞれに，燃料ガスおよび酸化剤ガス（例えば，空気中の酸素）を供給し，固体電解質体を介して化学反応させることで，電力を発生させる。

燃料電池セルは，一対のインターコネクタ，燃料電池セル本体（空気極，固体電解質体，燃料極が積層されたもの）を有する。燃料電池セル本体とインターコネクタの電気的接続のために，集電体が配置される。
ここで，燃料電池セルが温度変化等により変形した際に，燃料電池セル本体とインターコネクタの電気的接続が解除される可能性がある。例えば，集電体が塑性変形することで（例えば，座屈），集電体−燃料電池セル本体間，または集電体−インターコネクタ間の接触が断たれ，燃料電池セル本体とインターコネクタの電気的接続が解除される可能性がある。

次のような場合，集電体が変形しやすくなる。即ち，集電体に塑性変形し易い材料を用いる可能性が有る。固体電解質層，集電体，インターコネクタ，フレーム等の部材の全てに硬い材質を用い，ＳＯＦＣのスタックを作製，組み付けると（ボルト締め付け），固体電解質層が割れる可能性がある。このため，アノード側の集電体に軟らかい材質，若しくはスポンジ状の材質が用いられることがある。この場合，高温により集電体が塑性変形（例えば，座屈）する可能性が高くなる。

なお，燃料極上に順次固体酸化物電解質膜及び空気極を配置した単セルをフレームで囲い，燃料極側及び空気極側にそれぞれ燃料ガス及び空気を流通させるようにしてなる支持膜式固体酸化物形燃料電池が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００４−３０３６６６号公報

本発明は，燃料電池セル本体とコネクタ間の電気的導通の確実性を向上した固体酸化物形燃料電池を提供することを目的とする。

本発明に係る固体酸化物形燃料電池は，空気極層，固体電解質層，燃料極層を有する燃料電池セル本体と，前記空気極層，前記燃料極層の一方と電気的に接続される第１の主面を有する集電体と，前記集電体の第２の主面と電気的に接続される，コネクタと，前記固体電解質層に接続され，前記空気極層側，前記燃料極層側の空間を分画する，導電性セパレータと，前記空気極層，前記燃料極層の前記一方と，前記導電性セパレータとを電気的に接続する第１の導電性部材と，前記導電性セパレータと前記コネクタとを電気的に接続する第２の導電性部材と，を具備する。
集電体が変形した場合でも，第１，第２の導電性部材によって，空気極層，燃料極層の一方と，コネクタの間での電気的導通が確保される。

ここで，固体酸化物形燃料電池が，前記空気極層，前記燃料極層の前記一方の少なくとも一部および前記第２の導電性部材の少なくとも一部が収容される貫通孔を有するフレームをさらに具備し，前記第２の導電性部材と前記貫通孔の内側壁間の距離が，前記燃料電池セル本体の長さの１／５０以下であってもよい。
第２の導電性部材と貫通孔の内側壁間の距離を近接させることで，フレームが応力を緩和し，第２の導電性部材に印加される応力を低減できる。この結果，第２の導電性部材による，空気極層，燃料極層の一方と，コネクタの間での電気的導通の確実性がより向上する。

また，前記第２の導電性部材を，ＦｅおよびＮｉの少なくとも何れかを含む金属から構成できる。
このような金属材料を用いて，第２の導電性部材の導電性と耐久性の両立が可能である。

また，前記第１の導電性部材を，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，またはＮｉを主成分とする金属または金属ペーストにより構成できる。
このような材料を用いて，第１の導電性部材の導電性と製造容易性の両立が可能である。

更に，前記燃料電池セル本体が，前記空気極層，前記燃料極層の前記一方が配置されかつ前記固体電解質層が配置されない領域を有し，前記第１の導電性部材が，前記領域内の前記空気極層，前記燃料極層の前記一方と接続されていても良い。
第１の導電性部材を燃料電池セル本体の主面上に形成することが可能となり，製造容易性が向上する。

本発明によれば，燃料電池セル本体とコネクタ間の電気的導通の確実性を向上した固体酸化物形燃料電池を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池１０を表す斜視図である。 燃料電池セル１００の断面図である。 燃料電池セル１００の分解斜視図である。 燃料電池セル１００の断面図である（集電体１８１変形時）。 本発明の比較例に係る燃料電池セル１００ｘの断面図である。 燃料電池セル１００ｘの断面図である（集電体１８１変形時）。 本発明の変形例に係る燃料電池セル１００ａの断面図である。 燃料電池セル１００ａの断面図である（集電体１８１変形時）。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池セル１００ｂの分解斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る燃料電池セル１００ｃの分解斜視図である。

（第１の実施形態）
以下，図面を参照して，本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は，本発明の第１の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池（燃料電池スタック）１０を表す斜視図である。固体酸化物形燃料電池１０は，燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する装置である。

燃料ガスとしては，水素，還元剤となる炭化水素，水素と炭化水素との混合ガス，及びこれらのガスを所定温度の水中を通過させ加湿した燃料ガス，これらのガスに水蒸気を混合させた燃料ガス等が挙げられる。炭化水素は特に限定されず，例えば，天然ガス，ナフサ，石炭ガス化ガス等が挙げられる。この燃料ガスとしては水素が好ましい。これらの燃料ガスは１種のみを用いてもよいし，２種以上を併用することもできる。また，５０体積％以下の窒素及びアルゴン等の不活性ガスを含有していてもよい。

酸化剤ガスとしては，酸素と他の気体との混合ガス等が挙げられる。更に，この混合ガスには８０体積％以下の窒素及びアルゴン等の不活性ガスが含有されていてもよい。これらの酸化剤ガスのうちでは安全であって，且つ安価であるため，空気（約８０体積％の窒素が含まれている。）が好ましい。

固体酸化物形燃料電池１０は，略直方体形状をなし，上面１１，底面１２，貫通孔２１〜２８を有する。貫通孔２１〜２４は，上面１１，底面１２の辺近傍（後述の燃料極フレーム１６０の辺近傍）を貫通し，貫通孔２５〜２８は，上面１１，底面１２の頂点近傍（後述の燃料極フレーム１６０の頂点近傍）を貫通する。貫通孔２１〜２８にはそれぞれ，連結部材（締結具であるボルト４１〜４８，ナット５１〜５８）が取り付けられる。なお，ナット５３，５４，５７は，判りやすさのために，図示を省略している。

上面１１側の貫通孔２１〜２４の開口に，部材６０が配置される。部材６０（部材６２）の貫通孔，貫通孔２１〜２４にボルト４１〜４４が挿通され，ナット５１〜５４がねじ込まれる。

部材６０は，部材６２，導入管６１を有する。部材６２は，略円筒形状をなし，略平面状の上面および底面，曲面状の側面に，導入管６１は上面と底面間を貫通する貫通孔を有する。部材６２の貫通孔と導入管６１の貫通孔とが連通する。

部材６２の貫通孔と貫通孔２１〜２４の径は略同一である。これらの径より，ボルト４１〜４４の軸の径が小さいことで，部材６２の貫通孔とボルト４１〜４４の軸間，および貫通孔２１〜２４とボルト４１〜４４の軸間をガス（酸化剤ガス（空気），発電後の残余の燃料ガス，発電後の残余の酸化剤ガス，燃料ガス）が通過する。即ち，酸化剤ガス（空気），燃料ガスが導入管６１から流入し，貫通孔２１，２４をそれぞれ経由して，固体酸化物形燃料電池１０内に流入する。発電後の残余の酸化剤ガス（空気），発電後の残余の燃料ガスが固体酸化物形燃料電池１０から流入し，貫通孔２３，２２をそれぞれ経由して，導入管６１から流出する。

固体酸化物形燃料電池１０は，発電単位である平板形の燃料電池セル１００が複数個積層されて構成される。複数個の燃料電池セル１００が電気的に直列に接続される。

図２は，燃料電池セル１００の断面図である。図３は，燃料電池セル１００の分解斜視図である。
図２に示すように，前記燃料電池セル１００は，いわゆる燃料極支持膜式タイプの燃料電池セルであり，上下一対の金属製のインターコネクタ１１０（１），１１０（２）の間に，燃料電池セル本体１４０が配置される。燃料電池セル本体１４０とインターコネクタ１１０（１），１１０（２）の間に，空気流路１０１，燃料ガス流路１０２が配置される。

燃料電池セル本体１４０は，空気極（カソード）機能層１４１，反応防止層１４２，固体電解質層１４３，燃料極（アノード）機能層１４４，燃料極（アノード）基板層１４５が積層されて構成される。

空気極機能層１４１は，空気極層として機能する。空気極機能層１４１の材料としては，例えば，各種の金属，金属の酸化物，金属の複酸化物等を用いることができる。金属としては，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ及びＲｈ等の金属又は２種以上の金属を含有する合金が挙げられる。更に，金属の酸化物としては，Ｌａ，Ｓｒ，Ｃｅ，Ｃｏ，Ｍｎ及びＦｅ等の酸化物（Ｌａ_２Ｏ_３，ＳｒＯ，Ｃｅ_２Ｏ_３，Ｃｏ_２Ｏ_３，ＭｎＯ_２及びＦｅＯ等）が挙げられる。また，複酸化物としては，少なくともＬａ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｃｏ，Ｆｅ及びＭｎ等を含有する複酸化物（Ｌａ_１−ｘＳｒ_ｘＣｏＯ_３系複酸化物，Ｌａ_１−ｘＳｒ_ｘＦｅＯ_３系複酸化物，Ｌａ_１−ｘＳｒ_ｘＣｏ_１−ｙＦｅ_ｙＯ_３系複酸化物，Ｌａ_1−ｘＳｒ_ｘＭｎＯ_３系複酸化物，Ｐｒ_１−ｘＢａ_ｘＣｏＯ_３系複酸化物及びＳｍ_１−ｘＳｒ_ｘＣｏＯ_３系複酸化物等）が挙げられる。

反応防止層１４２は，空気極機能層１４１，固体電解質層１４３間での反応を制限するためのものである。その材質は特に限定されず，例えば，通常，ＣｅＯ_２のＣｅの一部が少なくとも１種の希土類元素により置換されたＣｅＯ_２系酸化物が用いられる。

固体電解質層１４３の材料としては，例えばＺｒＯ_２系セラミック，ＬａＧａＯ_３系セラミック，ＢａＣｅＯ_３系セラミック，ＳｒＣｅＯ_３系セラミック，ＳｒＺｒＯ_３系セラミック，及びＣａＺｒＯ_３系セラミック等が挙げられる。

燃料極機能層１４４，燃料極基板層１４５の全体が燃料極層として機能する。燃料極機能層１４４，燃料極基板層１４５の材料は同一でもよく，同一でなくとも良い。用いられる材料として，例えば，金属，金属の酸化物，金属の複酸化物，金属と金属の酸化物の混合物などを用いることができる。
金属としては，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ,Ｎｉ及びＲｈ等の金属又は２種以上の金属を含有する合金が挙げられる。
更に金属の酸化物としては，固体電解質層１４３と同等の材料で，例えばＺｒＯ_２系セラミック，ＬａＧａＯ_３系セラミック，ＢａＣｅＯ_３系セラミック，ＳｒＣｅＯ_３系セラミック，ＳｒＺｒＯ_３系セラミック，及びＣａＺｒＯ_３系セラミック等が挙げられる。
金属と金属の酸化物の混合物として，例えば，Ｎｉ金属とＺｒＯ_２系セラミックの混合物が挙げられる。この場合，ＮｉＯとＺｒＯ_２系セラミックの混合物を当初の材料（燃料電池セル１００動作開始前の材料）として用いることができる。燃料極側での還元反応の結果，ＮｉＯとＺｒＯ_２系セラミックの混合物が，Ｎｉ金属とＺｒＯ_２系セラミックの混合物に変化するからである。

また，燃料極基板層１４５内での燃料の拡散を促進するため，燃料極基板層１４５の空孔率を燃料極機能層１４４より高く設定することが望ましい。

図３に示すように，燃料電池セル１００は，上下一対のインターコネクタ１１０（１），１１０（２）の間に，ガスシール部１２０，セパレータ１３０，ガスシール部１５０，燃料極フレーム１６０，ガスシール部１７０，集電体１８１を備え，それらが積層されて一体に構成されている。

空気極機能層１４１とインターコネクタ１１０（１）との間に，その導通を確保するために集電体１４７が配置されている。燃料極基板層１４５とインターコネクタ１１０（２）との間に，その導通を確保するために集電体１８１が配置されている。集電体１８１の上面（第１の主面）が燃料極基板層１４５と電気的に接続される。集電体１８１の下面（第２の主面）がインターコネクタ１１０（２）（コネクタ）と電気的に接続される。

集電体１８１は，多孔質の金属（例えば，Ｎｉ）から構成される。集電体１８１は，多孔質のため，潰れ易く，後述のように，高温等に起因する応力の印加により塑性変形する可能性がある。
一方，集電体１４７は，非多孔質（多孔質でない）の金属（例えばステンレス）から構成され，座屈等の塑性変形は事実上無視できる。なお，集電体１４７を多孔質とすることも可能である。

以下，燃料電池セル１００を構成する各部材について，更に詳細に説明する。なお，燃料電池セル１００の平面形状は正方形であるので，燃料電池セル１００を構成する各部材の平面形状も正方形に形成してもよい。また，各部材の平面形状は，「正方形」に限らず，他の平面形状とすることも可能である。

インターコネクタ１１０（１），１１０（２）は，例えばフェライト系ステンレスからなる厚み０．３〜２．０ｍｍの板材であり，その外縁部には，前記ボルト４１〜４８が貫挿される例えば直径１０ｍｍの丸孔である貫通孔２１〜２８が，等間隔に形成されている。インターコネクタ１１０（２）は，「前記集電体の第２の主面と電気的に接続される，コネクタ」に対応する。

ガスシール部１２０は，空気極機能層１４１側に配置され，例えばマイカからなる厚み０．２〜１．０ｍｍの枠状の板材であり，その四隅の角部には，前記ボルト４５〜４８が貫挿される各貫通孔２５〜２８が形成されている。

このガスシール部１２０の四方の各辺の縁部には，前記ボルト４１〜４４が貫挿される各貫通孔２１〜２４と連通するように，その辺に沿って，ガスの流路となる略長方形状（長さ１００ｍｍ×幅１０ｍｍ）の貫通孔１２１〜１２４が形成されている。つまり，各貫通孔１２１〜１２４は，積層方向から見た場合，各貫通孔２１〜２４を含むように形成されている。

ガスシール部１２０には，中央の正方形の開口部１２５と左右の貫通孔１２１，１２３と連通するように，ガスシール部１２０の右左の枠部分に，細径（長さ２０ｍｍ×幅５ｍｍ）のガス流路となる長方形の切り欠き１２７がそれぞれ４本ずつ形成されている。

なお，この切り欠き１２７は，貫通孔として形成しても良く，ガスシール部１２０の一方の表面を掘って形成された溝でも良い。また，切り欠き１２７は，レーザやプレス加工によって形成できる。

この切り欠き１２７のガス流路の流れ方向（図３左右方向）における断面積（流れ方向と垂直の断面積）は，各貫通孔１２１，１２３の流れ方向（図３上下方向：積層方向）における断面積（流れ方向と垂直の断面積）より小さく設定されている。また，各切り欠き１２７は，左右の辺の中点を結んだ線を中心とした線対称となるように配置されているが，その本数については，例えば１つの辺について６本以上など，適宜設定すればよい。

セパレータ１３０は，燃料電池セル本体１４０の外縁部の上面に接合して空気流路１０１と燃料ガス流路１０２との間を遮断するものであり，「固体電解質層に接続され，前記空気極層側，前記燃料極層側の空間を分画する，導電性セパレータ」として機能する。セパレータ１３０は，例えばフェライト系ステンレスからなる厚み０．０２〜０．３０ｍｍの枠状の板状であり，その中央の正方形の開口部１３５には，開口部１３５を閉塞するように前記燃料電池セル本体１４０が接合される。

このセパレータ１３０においても，前記ガスシール部１２０と同様に，その四隅の角部に同形状の各貫通孔２５〜２８が形成されるとともに，四方の各辺に沿って（第１ガス流路となる）同形状の各貫通孔１３１〜１３４が形成されている。

ガスシール部１５０は，燃料極基板層１４５側に配置され，例えばマイカからなる厚み０．２〜１．０ｍｍの枠状の板材であり，その四隅の角部には，前記ボルト４５〜４８が貫挿される各貫通孔２５〜２８が形成されている。

このガスシール部１５０の四方の各辺の縁部には，前記ボルト４１〜４４が貫挿される各貫通孔２１〜２４と連通するように，その辺に沿って，ガスの流路となる略長方形状（長さ１００ｍｍ×幅１０ｍｍ）の貫通孔１５１〜１５４が形成されている。つまり，各貫通孔１５１〜１５４は，積層方向から見た場合，各貫通孔２１〜２４を含むように形成されている。
ガスシール部１５０は，中央に正方形の開口部１５５を有する。

燃料極フレーム１６０は，燃料ガス流路１０２側に配置され，中央に開口部１６５を備えた例えばフェライト系ステンレスからなる厚み０．５〜２．０ｍｍの枠状の板材である。前記燃料極フレーム１６０は，前記セパレータ１３０と同様に，その四隅の角部に同形状の各貫通孔２５〜２８が形成されるとともに，四方の各辺に沿って，ガス流路となる各貫通孔１６１〜１６４が形成されている。燃料極フレーム１６０は，「前記空気極層，前記燃料極層の前記一方の少なくとも一部および前記第２の導電性部材の少なくとも一部が収容される貫通孔を有するフレーム」として機能する。

ガスシール部１７０は，燃料極フレーム１６０より図３下方の燃料極機能層１４４側に配置され，ガスシール部１２０と同様に，中央に開口部１７５を備えた例えばマイカからなる厚み０．２〜１．０ｍｍの枠状の板材である。ガスシール部１７０は，その四隅の角部には同形状の各貫通孔２５〜２８が形成されるとともに，四方の各辺に沿って，ガス流路となる同形状の各貫通孔１７１〜１７４が形成されている。また，導電性部材１８２を貫通させる貫通孔１７７，１７８を有する。

このガスシール部１７０にも，対向する各枠部分に，開口部１７５と貫通孔１１７２，１７４と連通するように，細径（長さ２０ｍｍ×幅５ｍｍ）のガス流路となる切り欠き１７６が，それぞれ４本ずつ設けられている。

本実施形態に係る燃料電池セル１００は，導電性部材１８２，１８３を有する。
導電性部材１８２は，例えば，ＦｅおよびＮｉの少なくとも何れかを含む金属からなる略直方体形状であり，セパレータ１３０とインターコネクタ１１０（２）間に配置され，これらを電気的に接続する。導電性部材１８２は，「前記導電性セパレータと前記コネクタとを電気的に接続する第２の導電性部材」として機能する。

導電性部材１８３は，例えば，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，またはＮｉを主成分とする金属または金属ペーストにより構成される金属箔または金属膜である。導電性部材１８３は，例えば，Ａｇ等を主成分とする金属を含むペーストを印刷等で塗布し，焼成することで形成できる。導電性部材１８３は，燃料電池セル本体１４０側面に配置され，セパレータ１３０と燃料極基板層１４５を電気的に接続する。導電性部材１８３は，「前記空気極層，前記燃料極層の前記一方と，前記導電性セパレータとを電気的に接続する第１の導電性部材」として機能する。

この結果，図２に示すように，インターコネクタ１１０（１），１１０（２）間の電気的接続は，次の２つの経路によって確保される。
（１）燃料極基板層１４５および集電体１８１を経由する経路（電流Ｉ１）
（２）燃料極基板層１４５，導電性部材１８３，セパレータ１３０，導電性部材１８２を経由する経路（電流Ｉ２）

このため，図４に示すように，集電体１８１の座屈などによる燃料極基板層１４５，インターコネクタ１１０（２）間の電気的接続が遮断された場合でも，経路（２）での導通（電流Ｉ２）が確保される（インターコネクタ１１０（１），１１０（２）間の導通確保）。

既述のように，集電体１８１は，比較的潰れやすい材料から構成される。これは，インターコネクタ１１０（１），１１０（２），燃料電池セル本体１４０，集電体１４７，１８１を積層し，締結具（ボルト４１〜４８，ナット５１〜５８）で締め付けたときに，燃料電池セル本体１４０，特に，固体電解質層１４３が割れることを防止するためである。集電体１８１が変形することで，燃料電池セル本体１４０に印加される応力が緩和される。

しかし，集電体１８１を比較的潰れやすい材料から構成したことで，例えば，固体酸化物形燃料電池１０の運転時の高温による熱応力により，集電体１８１が塑性変形する（例えば，座屈）可能性が高くなっている。図４では，集電体１８１の変形により，集電体１８１−燃料電池セル本体１４０間，または集電体１８１−インターコネクタ１１０（２）間での接触が断たれている。この結果，燃料電池セル本体１４０−集電体１８１−インターコネクタ１１０（２）間での直接的な電気的導通が遮断されている。

本実施形態では，集電体１８１が座屈等変形した場合でも，導電性部材１８２，１８３によって，燃料電池セル本体１４０−インターコネクタ１１０（２）間での電気的導通が確保される。

ここで，図２に示す，燃料極フレーム１６０の開口部（貫通孔）１６５と導電性部材１８２の間の距離Ｄ（第２の導電性部材とフレームの貫通孔の内側壁間の距離）が燃料極フレーム１６０の辺の長さＬ（燃料電池セル本体の長さ）より十分小さいことが好ましい。例えば，「Ｄ／Ｌ≦１／５０」であることが好ましい。

これは導電性部材１８２に印加される応力を緩和するためである。導電性部材１８２と開口部（貫通孔）１６５の内側壁間の距離を近接させることで，燃料極フレーム１６０が応力を緩和し，導電性部材１８２に印加される応力を低減できる。この結果，導電性部材１８２による，燃料電池セル本体１４０と，インターコネクタ１１０（２）の間での電気的導通の確実性がより向上する。

（比較例）
図５，図６は，本発明の比較例に係る燃料電池セル１００ｘの断面図であり，それぞれ図２，図４に対応する。
燃料電池セル１００ｘは，導電性部材１８２，１８３を有せず，インターコネクタ１１０（１），１１０（２）間の電気的接続は，燃料極基板層１４５および集電体１８１を経由する経路（電流Ｉ１）のみに限定される。
このため，図６に示すように，集電体１８１による燃料極基板層１４５，インターコネクタ１１０（２）間の電気的接続が遮断された場合，インターコネクタ１１０（１），１１０（２）間の導通が確保されない。

（変形例）
図７，図８は，本発明の第１の実施形態の変形例に係る燃料電池セル１００ａの断面図であり，それぞれ図２，図４に対応する。
燃料電池セル１００ａは，導電性部材１８３に替えて，導電性部材１８４（第１の導電性部材）を有する。

導電性部材１８４は，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，またはＮｉを主成分とする金属または金属ペーストにより構成される金属箔または金属膜である。導電性部材１８４は，例えば，Ａｇ等を主成分とする金属を含むペーストを印刷等で塗布し，焼成することで形成できる。導電性部材１８４は，燃料電池セル本体１４０ａ上面に配置され，セパレータ１３０と燃料極機能層１４４を電気的に接続する。

図７に示すように，燃料電池セル本体１４０の上面に，空気極機能層１４１（空気極層），反応防止層１４２，固定電解質層１４３が配置されず，燃焼極機能層１４４，燃焼極基板層１４５（燃料極層）のみが配置される領域を有する。導電性部材１８４が，この領域に配置され，燃焼極機能層１４４と電気的に接続される。

この結果，図７に示すように，インターコネクタ１１０（１），１１０（２）間の電気的接続は，次の２つの経路によって確保される。
（１）燃料極基板層１４５および集電体１８１を経由する経路１（電流Ｉ１）
（２）燃料極基板層１４５，燃料極機能層１４４，導電性部材１８４，セパレータ１３０，導電性部材１８２を経由する経路３（電流Ｉ３）

このため，図８に示すように，集電体１８１による燃料極基板層１４５，インターコネクタ１１０（２）間の電気的接続が遮断された場合でも，経路（３）での導通（電流Ｉ３）が確保される（インターコネクタ１１０（１），１１０（２）間の導通確保）。

(第２の実施形態)
図９は，第２の実施形態に係る燃料電池セル１００ｂの分解斜視図であり，図３と対応する。
本図に示されるように，本実施形態では，導電性部材１８２ａ〜１８２ｄによって，セパレータ１３０とインターコネクタ１１０（２）を電気的に接続する。また，ガスシール部１７０が導電性部材１８２ａ〜１８２ｄにそれぞれ対応する貫通孔１７７ａ，１７７ｂ，１７８ａ，１７８ｂを有する。このように，分散して配置された導電性部材１８２ａ〜１８２ｄを用いることができる。ここでは，第１実施形態の導電性部材１８２を２つに分割している。但し，分割の個数は３つ以上でも差し支えない。

(第３の実施形態)
図１０は，第３の実施形態に係る燃料電池セル１００ｃの分解斜視図であり，図３と対応する。
本図に示されるように，本実施形態では，導電性部材１８２ａ，１８２ｃによって，セパレータ１３０とインターコネクタ１１０（２）を電気的に接続する。また，ガスシール部１７０が導電性部材１８２a，１８２ｃにそれぞれ対応する貫通孔１７７ａ，１７８ａを有する。即ち，導電性部材１８２の配置は左右対称でなくても良い。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張，変更可能であり，拡張，変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では，燃料極側に導電性部材１８２〜１８４を配置し，集電体１８１が変形した場合でも，燃料電池セル本体１４０の燃料極側とインターコネクタ１１０（２）間の電気的導通を確保している。
これに対して，空気極側に導電性部材１８２〜１８４を配置しても良い。この場合，集電体１４７が変形した場合でも，燃料電池セル本体１４０の空気極側とインターコネクタ１１０（１）間の電気的導通の確保が可能となる。

（２）上記実施形態では，燃料電池セル本体１４０とインターコネクタ１１０（２）間の電気的導通を確保している。
インターコネクタ１１０は，燃料電池セル１００間での電気的導通を確保するために，燃料電池セル１００間に配置される。このインターコネクタ１１０（２）を，固体酸化物形燃料電池１０の上端または下端の端末コネクタとしてもよい。即ち，インターコネクタ１１０（２）に替えて，コネクタ一般への適用が可能である。

１０ 固体酸化物形燃料電池
１１ 上面
１２ 底面
２１-２８ 貫通孔
４１-４８ ボルト
５１-５８ ナット
６０ 部材
６１ 導入管
６２ 部材
１００ 燃料電池セル
１０１ 空気流路
１０２ 燃料ガス流路
１１０インターコネクタ
１２０ ガスシール部
１２１-１２４ 貫通孔
１２５ 開口部
１２７ 切り欠き
１３０ セパレータ
１３１-１３４ 貫通孔
１３５ 開口部
１４０ 燃料電池セル本体
１４１ 空気極機能層
１４２ 反応防止層
１４３ 固体電解質層
１４４ 燃料極機能層
１４５ 燃料極基板層
１４７ 集電体
１５０ ガスシール部
１５１-１５４ 貫通孔
１５５ 開口部
１６０ 燃料極フレーム
１６１-１６４ 貫通孔
１６５ 開口部
１７０ ガスシール部
１７１-１７４ 貫通孔
１７５ 開口部
１７６ 切り欠き
１７７-１７８ 貫通孔
１８１ 集電体
１８２ 導電性部材
１８３ 導電性部材
１８４ 導電性部材

Claims (5)

1. 空気極層，固体電解質層，燃料極層を有する燃料電池セル本体と，
   前記空気極層，前記燃料極層の一方と電気的に接続される第１の主面を有する集電体と，
   前記集電体の第２の主面と電気的に接続される，コネクタと，
   前記固体電解質層に接続され，前記空気極層側，前記燃料極層側の空間を分画する，導電性セパレータと，
   前記空気極層，前記燃料極層の前記一方と，前記導電性セパレータとを電気的に接続する第１の導電性部材と，
   前記導電性セパレータと前記コネクタとを電気的に接続する第２の導電性部材と，
   を具備することを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
2. 前記空気極層，前記燃料極層の前記一方の少なくとも一部および前記第２の導電性部材の少なくとも一部が収容される貫通孔を有するフレームをさらに具備し，
   前記第２の導電性部材と前記貫通孔の内側壁間の距離が，前記燃料電池セル本体の長さの１／５０以下である，
   ことを特徴とする請求項１記載の固体酸化物形燃料電池。
3. 前記第２の導電性部材が，ＦｅおよびＮｉの少なくとも何れかを含む金属から構成される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の固体酸化物形燃料電池。
4. 前記第１の導電性部材が，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，またはＮｉを主成分とする金属または金属ペーストにより構成される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体酸化物形燃料電池。
5. 前記燃料電池セル本体が，前記空気極層，前記燃料極層の前記一方が配置されかつ前記固体電解質層が配置されない領域を有し，
   前記第１の導電性部材が，前記領域内の前記空気極層，前記燃料極層の前記一方と接続されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体酸化物形燃料電池。

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