JP6608085B1 - 電気化学セルスタック - Google Patents

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Abstract

【課題】リーク電流を抑制可能な電気化学セルスタックを提供する。
【解決手段】燃料電池セル100と、燃料電池セル100を支持するマニホールドと、その間のガラスシール部300からなるセルスタックにおいて、燃料電池セル100の表面に垂直な断面において、マニホールドは、燃料電池セル100とガラスシール部300との2つの交点Q1,Q2のうち発電素子部A側の第1交点Q1に最も近接するマニホールド最近接点P1を有し、燃料電池セル100は、マニホールドのマニホールド最近接点P1に最も近接するセル最近接点R1を有する。ガラスシール部300は、セル最近接点R1を中心として燃料電池セル100の表面に沿って100μm以内、かつ、燃料電池セル100の表面から垂直方向に20μm以内の第1領域300aを有する。第1領域300aの気孔率は、5%以上である。
【選択図】図5

Description

本発明は、電気化学セルスタックに関する。
従来、電気化学セルスタックは、電気化学セルと、金属によって構成されるマニホールドと、結晶化ガラスによって構成されるガラスシール部とを備える(特許文献1を参照)。
特許文献1では、電気化学セルの一種である燃料電池セルが用いられている。マニホールドは、電気化学セルの基端部を支持する。ガラスシール部は、燃料電池セルとマニホールドとを接合する。ガラスシール部は、マニホールドの内部空間(例えば、燃料ガスが供給される空間)と外部空間(例えば、空気が供給される空間)とを区画することによって、燃料ガスと空気との混合を防止する。
特開2005−100687号公報
しかしながら、電気化学セルスタックの作動中、電気化学セルとマニホールドとの狭小な隙間には大きな電界強度が生じるため、ガラスシール部を介して、電気化学セルからマニホールドに微弱なリーク電流が流れるおそれがある。
本発明は、ガラスシール部を介したリーク電流を抑制可能な電気化学セルスタックを提供することにある。
本発明に係る電気化学セルスタックは、電気化学セルと、マニホールドと、ガラスシール部とを備える。電気化学セルは、支持基板と、支持基板上に配置される発電素子部とを有する。マニホールドは、電気化学セルの基端部を支持する。ガラスシール部は、電気化学セルとマニホールドとの間に配置される。電気化学セルの表面に垂直な断面において、マニホールドは、電気化学セルとガラスシール部との2つの交点のうち発電素子部側の交点に最も近接するマニホールド最近接点を有し、電気化学セルは、マニホールドのマニホールド最近接点に最も近接するセル最近接点を有する。断面において、ガラスシール部は、電気化学セルのセル最近接点を中心として前記電気化学セルの表面に沿って100μm以内、かつ、電気化学セルの表面から垂直方向に20μm以内の第1領域を有する。第1領域の気孔率は、5%以上である。
本発明によれば、ガラスシール部を介するリーク電流を抑制可能な電気化学セルスタックを提供することができる。
本発明の実施形態に係るセルスタックの全体斜視図である。 燃料電池の全体斜視図である。 マニホールドの全体斜視図である。 燃料電池及びマニホールドの部分拡大断面図である。 図4の部分拡大図である。
<セルスタックの構成>
本実施形態に係るセルスタック1の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、セルスタック1の全体斜視図である。図2は、マニホールド200の全体斜視図である。図3は、燃料電池セル100の全体斜視図である。図4は、燃料電池セル100及びマニホールド200の部分拡大断面図である。図4には、燃料電池セル100の表面に垂直な断面が図示されている。なお、図1〜図4では、x−y−z座標系が設定されている。
セルスタック1は、本発明に係る「電気化学セルスタック」の一例である。セルスタック1は、複数の燃料電池セル100と、マニホールド200と、ガラスシール部300とを備える。
<マニホールド>
マニホールド200は、複数の燃料電池セル100それぞれに燃料ガスを供給するための中空体である。図1及び図2に示すように、マニホールド200は、実質的に直方体状である。マニホールド200の高さ方向、短手方向及び長手方向は、それぞれx軸方向、y軸方向及びz軸方向に対応する。
図1及び図2に示すように、マニホールド200は、基部210と、支持板220とを有する。基部210は、金属材料(例えば、ステンレス鋼など)によって構成される。基部210は、底部と、底部を取り囲む側壁とを有している。底部と側壁とによって、上方に向けて開口する開口部が形成される。
支持板220は、金属材料(例えば、ステンレス鋼など)によって構成される。支持板220は、基部210上に配置される。具体的には、支持板220は、基部210の側壁の先端部に配置され、基部210の開口部を塞ぐ。このように、支持板220が基部210の開口部を塞ぐことによって、マニホールド200には、内部空間S1が形成される(図4を参照)。この内部空間S1には、燃料ガスが導入される。
燃料ガスは、導入管230を介して、外部から内部空間S1に導入される。導入管230は、金属材料(例えば、ステンレス鋼など)によって構成される。導入管230は、マニホールド200の支持板220に接合される。
マニホールド200は、各燃料電池セル100を支持する。具体的には、マニホールド200の支持板220は、複数の貫通孔221を有している。各貫通孔221は、マニホールド200の外側(外部空間)と内部空間S1とを連通するように、支持板220に形成されている。より具体的には、各貫通孔221は、支持板220をx軸方向(高さ方向)に貫通している。各貫通孔221は、z軸方向(長手方向)に所定の間隔を隔てて形成されるとともに、y軸方向(短手方向)にも所定の間隔を隔てて形成される。
<燃料電池セル>
燃料電池セル100は、本発明に係る「電気化学セル」の一例である。図1に示すように、各燃料電池セル100は、マニホールド200に立設される。燃料電池セル100は、互いに間隔を隔てて並べられる。
図3に示すように、燃料電池セル100は、実質的に平板状に形成される。燃料電池セル100の長手方向、短手方向及び厚み方向は、それぞれx軸方向、y軸方向及びz軸方向に対応する。
燃料電池セル100のx軸方向の長さL1は特に制限されないが、50mm以上500mm以下の範囲内に設定することができる。燃料電池セル100のy軸方向の長さL2は特に制限されないが、10mm以上100mm以下の範囲内に設定することができる。燃料電池セル100のz軸方向の長さL3は特に制限されないが、1mm以上5mm以下の範囲内に設定することができる。
図4に示すように、燃料電池セル100のx軸方向(長手方向)において燃料ガスが流入する側の基端部10aは、ガラスシール部300によってマニホールド200に接合される。燃料電池セル100のx軸方向において燃料ガスが排出される側の先端部10bは、自由端となっている。
図3に示すように、各燃料電池セル100は、支持基板10と、シール膜20と、複数の発電素子部Aとを有する。
支持基板10は、電子伝導性を有さない多孔質の材料から構成された焼成体である。支持基板10は、例えば、CSZ(カルシア安定化ジルコニア)で構成される。
支持基板10は、各発電素子部Aを支持する。具体的には、支持基板10の両主面には、複数の発電素子部Aが、x軸方向に所定の間隔を隔てて設けられている。
支持基板10の内部には、複数の燃料ガス流路11が形成される。各燃料ガス流路11は、x軸方向に延びる。各燃料ガス流路11は、支持基板10を貫通する。各燃料ガス流路11は、y軸方向(幅方向)に所定の間隔を隔てて形成される。
シール膜20は、支持基板10の外表面のうち各発電素子部Aが配置された領域を除いた全面を覆う。シール膜20は、各発電素子部Aの側面に接続される。
シール膜20は、緻密質材料によって構成することができる。緻密質材料としては、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)、結晶化ガラス、スピネル酸化物、MgO(マグネシア)、Al(アルミナ)、Y(イットリア)などが挙げられる。シール膜20の厚さは特に制限されないが、例えば、3〜50μm程度とすることができる。シール膜20の気孔率は特に制限されないが、20%未満が好ましく、10%以下がより好ましく、8%以下がさらに好ましい。シール膜20は、後述する電解質層5、反応防止層7及びインターコネクタ31とともにガスバリア層として機能する。
なお、シール膜20は、後述する電解質層5と同じ材料によって構成されていてもよい。この場合、シール膜20は、電解質層5と一体的に形成されていてもよい。
各発電素子部Aは、支持基板10上に配置される。各発電素子部Aは、電気的に直列に接続される。発電素子部Aの個数は特に制限されない。
ここで、図5は、図4の拡大図である。図5では、x−y平面に平行な断面が図示されている。図5に示すように、各発電素子部Aは、燃料極4と電解質層5と空気極6と反応防止層7を有する。
燃料極4は、燃料極集電層41と、燃料極活性層42とを有する。
燃料極集電層41は、支持基板10に形成された第1凹部22内に配置される。燃料極集電層41は、電子伝導性を有する多孔質材料によって構成される。燃料極集電層41は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)の複合材料、NiO(酸化ニッケル)とY(イットリア)の複合材料、NiO(酸化ニッケル)とCSZ(カルシア安定化ジルコニア)の複合材料などによって構成することができる。燃料極集電層41の厚さは、例えば、50〜500μm程度とすることができる。
燃料極活性層42は、燃料極集電層41に形成された第2凹部41a内に配置される。燃料極活性層42は、電子伝導性を有する多孔質材料によって構成される。燃料極活性層42は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(イットリア安定化ジルコニア)の複合材料、NiO(酸化ニッケル)とGDC(ガドリニウムドープセリア)の複合材料などによって構成することができる。燃料極活性層42の厚さは、例えば、5〜30μmとすることができる。
電解質層5は、燃料極4上に配置される。電解質層5は、あるインターコネクタ31から他のインターコネクタ31まで長手方向に延びる。従って、燃料電池300の長手方向において、電解質層5とインターコネクタ31とが交互に配置される。電解質層5とインターコネクタ31は、支持基板10側の燃料ガスと空気極6側の空気との混合を防止するガスバリア性を発揮する。また、電解質層5の外縁は、シール膜20に接続される。
電解質層5の気孔率は、20%未満が好ましく、10%以下がより好ましく、8%以下がさらに好ましい。電解質層5の厚さは、例えば、3〜50μm程度とすることができる。
電解質層5は、酸化物イオン伝導性が電子伝導性より高い緻密材料によって構成される。電解質層5は、例えば、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)やLSGM(ランタンガレート)などによって構成することができる。
反応防止層7は、電解質層5と空気極6の間に配置される。反応防止層7は、電解質層5内のYSZと空気極6内のSrとが反応して電解質層5と空気極6との界面に電気抵抗の大きい反応層が形成されることを抑制する。
反応防止層7は、緻密材料によって構成される。反応防止層7は、例えば、GDC=(Ce,Gd)O(ガドリニウムドープセリア)によって構成することができる。反応防止層7の厚さは、例えば、3〜50μm程度とすることができる。反応防止層7の気孔率は、20%未満が好ましく、10%以下がより好ましく、8%以下がさらに好ましい。反応防止層7は、電解質層5と同様、ガスバリア性を発揮する。
空気極6は、反応防止層7上に配置される。空気極6は、電子伝導性を有する多孔質材料によって構成される。空気極6は、例えば、LSCF=(La,Sr)(Co,Fe)O(ランタンストロンチウムコバルトフェライト)、LSF=(La,Sr)FeO(ランタンストロンチウムフェライト)、LNF=La(Ni,Fe)O(ランタンニッケルフェライト)、LSC=(La,Sr)CoO(ランタンストロンチウムコバルタイト)などによって構成することができる。空気極6の厚さは、例えば、10〜100μmとすることができる。
電気的接続部30は、隣り合う2つの発電素子部A同士を電気的に接続する。本実施形態において、電気的接続部30は、隣り合う発電素子部A同士を直列に接続しているが、並列に接続していてもよい。電気的接続部30は、インターコネクタ31と、空気極集電層32とを有する。
インターコネクタ31は、燃料極集電層41に形成された第3凹部41b内に配置される。インターコネクタ31は、電子伝導性を有する緻密材料によって構成される。インターコネクタ31は、例えば、LaCrO(ランタンクロマイト)や(Sr,La)TiO(ストロンチウムチタネート)によって構成することができる。インターコネクタ31の気孔率は、20%未満が好ましく、10%以下がより好ましく、8%以下がさらに好ましい。インターコネクタ31の厚さは、例えば、10〜100μmとすることができる。
空気極集電層32は、隣り合う発電素子部Aのインターコネクタ31と空気極6との間を延びるように配置される。空気極集電層32は、電子伝導性を有する多孔質材料によって構成される。空気極集電層32は、例えば、LSCF、LSC、Ag(銀)、Ag−Pd(銀パラジウム合金)などによって構成することができる。空気極集電層32の厚さは、例えば、50〜500μm程度とすることができる。
<ガラスシール部>
ガラスシール部300は、結晶化ガラスによって構成される。結晶化ガラスとしては、例えば、SiO−B系、SiO−CaO系、MgO−B系、又はSiO−MgO系のものが用いられる。なお、結晶化ガラスとしては、SiO−MgO系のものが最も好ましい。
ガラスシール部300を構成する結晶化ガラスは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合(結晶化度)が60%以上であり、かつ、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が40%未満である。
図4に示すように、ガラスシール部300は、マニホールド200の各貫通孔221と各燃料電池セル100との隙間Gに充填される。ガラスシール部300は、燃料電池セル100とマニホールド200とを接合する。これにより、ガラスシール部300は、内部空間S1と外部空間とを区画する。ガラスシール部300は、マニホールド200の内部空間S1の燃料ガスと、マニホールド200の外部空間の空気との混合を防止するシール材として機能する。
図5に示すように、ガラスシール部300は、第1領域300aと、第2領域300bとを含む。
第1領域300aは、燃料電池セル100の表面に垂直な断面において、燃料電池セル100の外縁上に設定されたセル最近接点R1を中心として燃料電池セル100の表面に沿って100μm以内、かつ、燃料電池セル100の表面から垂直方向に20μm以内の領域である。第1領域300aの形状は、燃料電池セル100の表面形状に応じて変わる。図5に示す例では、燃料電池セル100の表面が平面状であるため、第1領域300aの形状は、燃料電池セル100の表面に沿った直線状である。
ここで、燃料電池セル100のセル最近接点R1は、燃料電池セル100の外縁上において、マニホールド200のマニホールド最近接点P1に最も近接する位置を示す。マニホールド200のマニホールド最近接点P1は、マニホールド200の外縁上において、第1交点Q1に最も近接する位置を示す。第1交点Q1とは、燃料電池セル100とガラスシール部300との2つの交点Q1,Q2のうち発電素子部A側の交点である。第1交点Q1は、マニホールド200の外部空間に面し、第2交点Q2は、マニホールド200の内部空間S1に面する。第1交点Q1は、本発明にかかる「交点」の一例である。
第2領域300bは、第1領域300aに連なる。第2領域300bは、燃料電池セル100の表面に垂直な断面において、燃料電池セル100のセル最近接点R1を中心として燃料電池セル100の表面に沿って100μm超、かつ、燃料電池セル100の表面から垂直方向に20μm超の領域である。第2領域300bの範囲は特に規定しなくてもよいが、後述するように、第2領域300bの気孔率を測定する都合上、本実施形態では、セル最近接点R1を中心として燃料電池セル100の表面に沿って100μm超1000μm以下、かつ、燃料電池セル100の表面から垂直方向に20μm超の範囲を第2領域300bとして規定する。
第1領域300aの気孔率は、5%以上である。これにより、燃料電池スタック1の作動中、ガラスシール部300を介して、燃料電池セル100からマニホールド200に微弱なリーク電流が流れることを抑制できる。
このような効果が得られる機序は、次の通りである。まず、燃料電池スタック1の作動中、燃料電池セル100とマニホールド200との隙間Gには電界が発生する。隙間Gに生じる電界の強度は、燃料電池セル100とガラスシール部300との2つの交点Q1,Q2のうち発電素子部A側の第1交点Q1において最も強くなる。そして、マニホールド200の外縁上のうち第1交点Q1に最も近接するマニホールド最近接点P1と第1交点Q1との間に大きな電圧がかかるため、セル最近接点R1からマニホールド最近接点P1に向かう最短距離をリーク電流が流れやすくなる。しかしながら、ガラスシール部300のうち第1領域300aの気孔率が5%以上であるため、リーク電流が第1領域300aを通過することが構造的に阻害される。すなわち、第1領域300aを構成する結晶化ガラスの組成に関わらず、第1領域300aの電気絶縁性を構造的に向上させることができる。その結果、燃料電池セル100からマニホールド200へのリーク電流が抑制される。
第1領域300aの気孔率は、7%以上が好ましく、10%以上がより好ましい。これにより、ガラスシール部300を介して、燃料電池セル100からマニホールド200にリーク電流が流れることをより抑制できる。
第1領域300aの気孔率の上限値は特に制限されないが、例えば60%以下とすることができる。第1領域300aの気孔率の上限値は、50%以下が好ましく、40%以下がより好ましい。これにより、第1領域300aの骨格構造の強度を維持できるため、第1領域300aにクラックが生じることを抑制できる。
第2領域300bの気孔率は特に制限されないが、例えば4%以下とすることができる。第2領域300bの気孔率は、3%以下が好ましく、2%以下がより好ましい。これにより、第2領域300bの骨格構造の強度を向上できるため、ガラスシール部300全体としての骨格構造の強度を維持して、ガラスシール部300にクラックが生じることを抑制できる。
第1領域300aの気孔率は、以下の手法で測定される。まず、燃料電池セル100の表面に垂直な第1領域300aの断面をFE−SEM(電界放出形走査電子顕微鏡)で7500倍に拡大した画像を取得する。次に、MVTec社製の画像解析ソフトHALCONによって、断面画像を解析することによって、気孔部分を強調表示する。次に、解析後の断面画像において、結晶化ガラスによって構成される固体部分の合計面積と、気孔部分の合計面積とを求める。次に、気孔部分の面積占有率を算出する。このような気孔部分の面積占有率を、FE−SEMの10視野において算出して、それらの算術平均値を第1領域300aの気孔率とする。
第2領域300bの気孔率は、上述した第1領域300aの気孔率と同じ手法で測定される。
第1領域300aに含まれる気孔の平均径は特に制限されないが、例えば、0.1μm〜15μmとすることができる。第1領域300aに含まれる気孔の平均径は、0.1μm〜10μmが好ましい。これにより、気孔による接合材の強度低下を防止することができる。
第1領域300aに含まれる気孔の平均径は、上述した解析後の断面画像10視野において、各視野の平均円相当径を算出し、各視野の平均円相当径を気孔の円相当径を算術平均することによって得られる。円相当径とは、気孔の断面積と同じ面積を有する円の直径である。
<その他の構造>
図4に示すように、セルスタック1は、集電部材400,500をさらに有する。集電部材400は、隣接する燃料電池セル100の間に設けられる。詳細には、集電部材400は、一方の燃料電池セル100の燃料極4と、他方の燃料電池セル100の空気極6とを電気的に直列に接続するために、隣接する燃料電池セル100の間に設けられる。集電部材400は、例えば、金属メッシュ等によって構成される。
集電部材500は、各燃料電池セル100に設けられる。詳細には、集電部材500は、各燃料電池セル100の表側と裏側とを電気的に直列に接続するために、各燃料電池セル100に設けられている。
<セルスタックの組立て>
まず、燃料電池セル100のセル最近接点R1を中心として100μm程度の範囲に、結晶化ガラス(例えば、SiO−MgO系)の材料と造孔材(例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂など)とを含むペーストを塗布することによって、ガラスシール部300のうち第1領域300aの成形体を形成する。この際、造孔材の添加量を調整することによって、第1領域300aの気孔率を制御することができる。また、造孔材の粒径を調整することによって、第1領域300aの気孔径を制御することができる。
次に、複数の燃料電池セル100をスタック状に整列した状態で所定の治具に固定し、各燃料電池セル100の基端部10aをマニホールド200の各貫通孔221に挿入する。
次に、結晶化ガラス(例えば、SiO−MgO系)の材料を含むペーストを燃料電池セル100とマニホールド200との隙間Gに充填することによって、ガラスシール部300のうち第2領域300bの成形体を形成する。この際、所望により造孔材をペーストに添加してもよい。造孔材の粒径及び添加量を調整することによって、第2領域300bの気孔率を制御することができる。
次に、ガラスシール部300の成形体に熱処理(750〜900℃、1〜10時間)を施す。この熱処理により、第2領域300bに比べて気孔率の高い第1領域300aを含むガラスシール部300が形成される。
<他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
(A)上記実施形態では、電気化学セルスタックの一例として、燃料電池セルを備えるセルスタックについて説明したが、これに限られない。電気化学セルスタックは、水蒸気から水素と酸素を生成する電解セルなどの電気化学セルを備えていてもよい。
(B)上記実施形態において、燃料電池セル100は、複数の発電素子部Aが支持基板10の長さ方向に配列された、いわゆる横縞型の燃料電池セルであることとしたが、燃料電池セル100の構成はこれに限定されない。燃料電池セル100は、例えば、縦縞型、円筒型など種々の形態を取りうる。ただし、燃料電池セル100の表面に垂直な断面において、燃料電池セル100とガラスシール部300との2つの交点Q1,Q2の両方が発電素子部Aと接している場合には、マニホールド200の外部空間に面する方を第1交点Q1とし、マニホールド200の内部空間S1に面する方を第2交点Q2とする。
(C)上記実施形態では、各燃料電池セル100の基端部10aは、マニホールド200の各貫通孔221に挿入されることとしたが、各貫通孔221の外側に配置されていてもよい。この場合、各燃料電池セル100の基端部10aは、各貫通孔221から離れた位置において、ガラスシール部300を介してマニホールド200に固定される。
本発明の実施例として、図5に示す構成を有する接合体を作製した。ただし、本発明は以下に説明する実施例には限定されない。
<実施例1〜6及び比較例1,2の接合体>
まず、燃料電池セル100と、貫通孔221が形成されたマニホールド200とを準備した。
次に、SiO−MgO系の結晶化ガラスと造孔材(ポリメタクリル酸メチル樹脂)とを含むガラスペーストを、燃料電池セル100のセル最近接点R1を中心として100μm程度の範囲にガラスペーストを塗布することによって、ガラスシール部300のうち第1領域300aの成形体を形成した。この際、造孔材の添加量を調整することによって、表1に示すように、第1領域300aの気孔率をサンプルごとに変更した。
次に、治具に固定した燃料電池セル100の基端部10aを、マニホールド200の貫通孔221に挿入した。
次に、SiO−MgO系の結晶化ガラスと造孔材(ポリメタクリル酸メチル樹脂)とを含むガラスペーストを、燃料電池セル100とマニホールド200との隙間Gに充填することによって、ガラスシール部300のうち第2領域300bの成形体を形成した。この際、造孔材の添加量を調整することによって、表1に示すように、第2領域300bの気孔率をサンプルごとに変更した。
次に、ガラスシール部300の成形体に熱処理(850℃、5時間)を施すことによって、ガラスシール部300を形成した。
<リーク電流の測定>
燃料電池セル100の空気極集電層32とマニホールド200とに接続した一対の白金リード線を電流計に接続することによって、リーク電流測定回路を作製した。
次に、燃料電池セル100を750℃で運転しながら、電流計でリーク電流値を計測した。実施例1〜6及び比較例1,2それぞれのリーク電流比を表1にまとめて示す。リーク電流比とは、計測されたリーク電流値を比較例1のリーク電流値で除した値である。表1では、リーク電流比が0.8以下のサンプルが○と評価され、リーク電流比が0.8超のサンプルが△と評価されている。
<耐クラック性試験>
燃料電池セル100を昇温速度300℃/hで50℃から750℃まで昇温させた後、降温速度300℃/hで750℃から50℃まで降温させる工程を50回繰り返した。
次に、光学顕微鏡でガラスシール部300の外表面を観察して、ガラスシール部300におけるクラックの有無を確認した。表1では、クラックが観察されなかったサンプルが○と評価され、500μm以下の微小なクラックが観察されたサンプルが△と評価されている。
表1に示すように、第1領域300aの気孔率を5%以上とした実施例1〜6では、第1領域300aの気孔率を5%未満とした比較例1,2に比べて、燃料電池セル100からマニホールド200にリーク電流が流れることを抑制できた。
また、実施例1〜6のうち第2領域300bの気孔率を4%以下とした実施例1〜5では、第2領域300bの気孔率を5%とした実施例6に比べて、ガラスシール部300にクラックが生じることを抑制できた。
1 セルスタック
100 燃料電池セル
200 マニホールド
221 貫通孔
300 ガラスシール部
300a 第1領域
300b 第2領域
10 支持基板
11 燃料ガス流路
A 発電素子部
P1 マニホールド最近接点
Q1 第1交点
R1 セル最近接点

Claims (1)

  1. 支持基板と、前記支持基板上に配置される発電素子部とを有する電気化学セルと、
    前記電気化学セルの基端部を支持するマニホールドと、
    前記電気化学セルと前記マニホールドとの間に配置されるガラスシール部と、
    を備え、
    前記電気化学セルの表面に垂直な断面において、前記マニホールドは、前記電気化学セルと前記ガラスシール部の表面とが交わる2つの交点のうち前記発電素子部側の交点に最も近接するマニホールド最近接点を有し、
    前記断面において、前記電気化学セルは、前記マニホールドの前記マニホールド最近接点に最も近接するセル最近接点を有し、
    前記断面において、前記ガラスシール部は、前記セル最近接点を中心として前記電気化学セルの表面に沿って100μm以内、かつ、前記電気化学セルの表面から垂直方向に20μm以内の第1領域と、前記第1領域に連なる第2領域とを有し、
    前記第1領域の気孔率は、5%以上であ
    前記第2領域の気孔率は、4%以下である
    電気化学セルスタック。
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