JP6643173B2

JP6643173B2 - 導電部材、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収納装置

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Publication number: JP6643173B2
Application number: JP2016086268A
Authority: JP
Inventors: 一成杉原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2020-02-12
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Description

本発明は、導電部材、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収納装置に関する。

複数のセルを電気的に直列に接続してなるセルスタック装置において、隣り合うセル同士を電気的に接続するにあたり導電部材が用いられている。従来、このような導電部材としては、左右に配置される接続部間に渡された複数の帯状の接合部を、接続部に対して前後に交互に折り曲げて導電部が構成され、この導電部の複数個を、導電性連結片を介して接続し、導電部をセルの長手方向に沿って連続的に設けることで一繋がりとした導電部材が例示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１９２２７３号公報

ところで、上述のセルにおいては、温度の高い部位に電流が集中する傾向にあり、電流が集中した場合に、発電効率の低下や、局所的な劣化を引き起こすおそれがあった。ここで、特許文献１記載の導電部材では、セルに生じた電流は、一方の帯状の接合部から接合部を左右で接続する接続部を流れたのちに、他方の帯状の接合部に流れることから、隣り合う接合部へ電流を流すための電流経路が長くなり、電流集中に関して改善余地があった。

それゆえ、本発明の目的は、電流集中を抑制できる導電部材、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収納装置を提供することにある。

本発明の導電部材は、複数の柱状のセルを電気的に接続するための導電部材であって、該導電部材は、前記セルの幅方向に沿って伸びる複数の帯状導電部と、該帯状導電部の両端にそれぞれ接続され、前記セルの幅方向の中央部に向けて曲がって設けられた折り曲げ部と、隣り合う前記帯状導電部同士を接続する３つ以上の第１の接続片とを有し、該第１の接続片が前記セルの幅方向に沿ってそれぞれ等間隔に設けられていることを特徴とする。

本発明の導電部材は、複数の柱状のセルを電気的に接続するための導電部材であって、該導電部材は、前記セルの幅方向に沿って伸びる複数の帯状導電部と、該帯状導電部の両端にそれぞれ接続され、前記セルの幅方向の中央部に向けて曲がって設けられた複数の折り曲げ部と、隣り合う前記帯状導電部同士を接続する４つ以上の第１の接続片とを有し、前記第１の接続片が、前記帯状導電部の前記セルの幅方向における両端側及び中央部側に設けられていることを特徴とする。

本発明の導電部材は、複数の柱状のセルを電気的に接続するための導電部材であって、該導電部材は、前記セルの幅方向に沿って伸びる複数の帯状導電部と、該帯状導電部の両端にそれぞれ接続され、前記セルの幅方向の中央部に向けて曲がって設けられた複数の折り曲げ部と、隣り合う前記帯状導電部同士を接続する２つの第１の接続片とを有し、前記帯状導電部のセルの長さ方向の一方側に接続された前記第１の接続片と、セルの長さ方向の他方側に接続された前記第１の接続片とが異なる位置に設けられていることを特徴とする。

また、本発明のセルスタック装置は、複数の上記セルと、該セル間に配置された上記導電部材とを備えることを特徴とする。

また、本発明のモジュールは、上記のセルスタック装置を収納容器内に収納してなることを特徴とする。

さらに、本発明のモジュール収納装置は、上記のモジュールと、該モジュールを作動させるための補機とを、外装ケース内に収納してなることを特徴とする。

本発明の導電部材は、電流集中を抑制できる導電部材とすることができる。また、この導電部材を備えることで、性能が向上したセルスタック装置、モジュールおよびモジュール収納装置を提供できる。

本実施形態のセルスタック装置の一例を示し、（ａ）はセルスタック装置を概略的に示す側面図、（ｂ）は（ａ）のセルスタック装置の破線で囲った部分の一部を拡大して示す断面図である。本実施形態の導電部材の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の導電部材の他の一例を示す背面図である。本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。本実施形態の燃料電池モジュールの一例を示す外観斜視図である。本実施形態のモジュール収納装置の一例を、一部を省略して示す斜視図である。

図１〜図１２を用いて、本実施形態の導電部材、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収納装置について説明する。

図１は、本実施形態のセルスタック装置の一例を示したものであり、（ａ）はセルスタック装置１１を概略的に示す側面図、（ｂ）は（ａ）のセルスタック装置１１の一部を拡大した平面図であり、（ａ）で示した点線枠で囲った部分を抜粋して示している。なお、同一の部材については同一の番号を付するものとし、以下同様とする。また、（ｂ）において（ａ）で示した点線枠で囲った部分に対応する部分を明確とするために矢印にて示している。さらに、以下の説明においては、特に断りがない限り、セルとして燃料電池セルを用いて説明する。

図１に示すセルスタック装置１１は、複数個のセル１０を備えている。セル１０は、一対の対向する平坦面をもつ柱状の導電性支持体１（以下、支持体１と略す場合がある。）の一方側の平坦面上に内側電極層としての燃料極層３と、固体電解質層４と、外側電極層としての酸素極層６とを順に積層してなる柱状（中空平板状）とされている。この隣接するセル１０間に導電部材１３を介して電気的に直列に接続してセルスタック１２とされている。セルスタック１２は、各セル１０の下端部が、セル１０に燃料ガスを供給するマニホールド１６に固定されている。また、セルスタック装置１１は、セル１０の配列方向（以下、セル配列方向と略す場合がある。）の両端からセルスタック１２を挟持するように、マニホールド１６に下端が固定された端部導電部材１４を具備している。なお、以降の説明において、特に断りのない限り、内側電極層を燃料極層３とし、外側電極層を酸素極層６として説明する。

さらに、図１に示す端部導電部材１４においては、セル１０の配列方向に沿って外側に向けて延びた形状で、セルスタック１２（セル１０）の発電により生じる電流を引出すための電流引出し部１５が設けられている。

さらに、セル１０の他方側の平坦面上にはインターコネクタ８が設けられており、支持体１の内部には、セル１０に燃料ガス（反応ガス）を流すためのガス流路２が複数設けられている。

以下に、図１において示すセル１０について説明する。

燃料極層３は、一般的に公知のものを使用することができ、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素酸化物が固溶しているＺｒＯ_２（安定化ジルコニアと称し、部分安定化ジルコニアも含む）とＮｉおよび／またはＮｉＯとから形成することができる。

固体電解質層４は、電極間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有することが必要とされ、３〜１５モル％の希土類元素酸化物が固溶したＺｒＯ_２から形成される。なお、上記特性を有する限りにおいては、他の材料等を用いて形成してもよい。

酸素極層６は、一般的に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、いわゆるＡＢＯ_３型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスから形成することができる。酸素極層６はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が２０％以上、特に３０〜５０％の範囲にあることが好ましい。

インターコネクタ８は、導電性セラミックスから形成することができるが、燃料ガス（水素含有ガス）および酸素含有ガス（空気等）と接触するため、耐還元性および耐酸化性を有することが必要であり、それゆえランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＣｒＯ_３系酸化物）が好適に使用される。インターコネクタ８は支持体１に形成されたガス流路２を流通する燃料ガス、およびセル１０の外側を流通する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していることが好ましい。

支持体１としては、燃料ガスを燃料極層３まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ８を介して集電するために導電性であることが要求される。したがって、支持体１としては、かかる要求を満足するものを材質として採用する必要があり、例えば導電性セラミックスやサーメット等を用いることができる。

また図１に示したセル１０において、柱状の支持体１は、セル１０の立設方向に細長く延びる板状片であり、一対の対向する平坦面と半円形状の両側面を有する中空平板状である。そしてセル１０の下端部と後述する導電部材１３の下端部とが、セル１０に燃料ガスを供給するマニホールド１６に、例えば耐熱性に優れた接合材（ガラスシール材等）によって固定され、支持体１に設けられたガス流路２が、マニホールド１６内の燃料ガス室（図示せず）に通じている。

ちなみに、セル１０を作製するにあたり、燃料極層３または固体電解質層４との同時焼成により支持体１を作製する場合においては、Ｎｉ等の鉄属金属成分とＹ_２Ｏ_３等の特定希土類元素酸化物とから支持体１を形成することが好ましい。また、支持体１は、燃料ガス透過性を備えるために開気孔率が２０％以上、特に２５〜５０％の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は３００Ｓ／ｃｍ以上、特に４４０Ｓ／ｃｍ以上であるのが好ましい。

ここで、セル１０は、燃料極層３と酸素極層６とが固体電解質層４を介して対面している部分が発電の素子部として機能する。即ち、酸素極層６の外側に空気等の酸素含有ガスを流し、且つ支持体１内のガス通路２に燃料ガス（水素含有ガス）を流し、所定の作動温度まで加熱することにより発電する。そして、かかる発電によって生成した電流は、支持体１に設けられているインターコネクタ８を介して、後述する導電部材１３で集電される。

図２は本実施形態の導電部材の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。図２に示した導電部材１３は、セル１０の幅方向Ｗに沿って伸びる複数の帯状導電部１３ａと、該帯状導電部１３ａの両端にそれぞれ接続され、セル１０の幅方向Ｗの中央部に向けて曲がって設けられた折り曲げ部１３ｂと、隣り合う帯状導電部１３ａ同士を接続する第１の接続片１３ｃとを有している。なお、帯状導電部１３ａと折り曲げ部１３ｂは一体的に設けてもよい。また、図２に示す導電部材１３においては、第１の接続片１３ｃを複数有し、それぞれの第１の接続片１３ｃが帯状導電部１３ａのセル１０の幅方向における両端側に設けられている例を示している。

ここで、隣り合うセル１０のうち、折り曲げ部１３ｂが接する側のセル１０で電流集中が生じる場合には、折り曲げ部１３ｂを流れる電流は、少なくともその一部が、第１の接続片１３ｃを介して、折り曲げ部１３ｂと一体となった帯状導電部１３ａと隣り合う帯状導電部１３ａに流れることができる。

一方、帯状導電部１３ａが接する側のセル１０で電流集中が生じる場合には、帯状導電部材１３ａを流れる電流は、第１の接続片１３ｃを介して、隣り合う帯状導電部１３ａに流れることができる。

すなわち、導電部材１３と接するいずれのセル１０において電流集中が生じたとしても、効率よく隣り合う帯状導電部１３ａに電流を伝えることができ、電流を分散することができることから、電流集中を抑制することができる導電部材１３とすることができる。

特に、第１の接続片１３ｃが帯状導電部１３ａのセル１０の幅方向における両端側に設けられている場合には、折り曲げ部１３ｂが接する側のセル１０で電流集中が生じた場合に、折り曲げ部１３ｂから隣り合う帯状導電部１３ａまでの電流経路を短くすることができ、より効率よく、隣り合う帯状導電部１３ａに電流を伝えることができる。

ところで、たとえば図１に示したセル１０のように、支持体１の一方側に酸素極層６を、他方側にインターコネクタ８を設けたセルの場合、製造時や発電時において、インター
コネクタ８が還元収縮や還元膨張を伴う場合があり、それに伴ってセル１０が変形する場合がある。それゆえ、導電部材１３を、インターコネクタ８に対して、折り曲げ部１３ｂが接続するように配置することが好ましい。それによって、折り曲げ部１３ｂがインターコネクタ８の還元収縮や還元膨張に追従することが容易となり、セルスタック装置１１の長期信頼性を向上することもできる。

図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の導電部材の他の一例を示す背面図である。図３（ａ）は、複数の第１の接続片１３ｃをセル１０の幅方向に沿って等間隔に設けた例で、これにより、電流がほぼ均等に流れ、電流集中をより抑制できる。この場合の第１の接続片１３ｃの数は３つ以上である。

また、図３（ｂ）は、複数の第１の接続片１３ｃのそれぞれの間隔が、中央部側よりも端部側が広くなっている例である。言い換えると、端部側は中央部側よりも、隣り合うそれぞれの第１の接続片１３ｃの間隔が広くなっている。電流集中はセル１０の中央部側で特に生じやすいことから、中央部側の間隔をせまくすることで、電流集中を効率よく抑制することができる。一方、当該導電部材の帯状導電部１３ａを酸素極層に接続する場合には、第１の接続片１３ｃの間隔を広げることで、効率よく酸素極層に酸素含有ガスである空気を供給することができ、空気利用率を向上し、発電効率を向上することができる。ここで、図３（ｂ）に示す導電部材においては、隣り合うそれぞれの第１の接続片１３ｃを、端部側の間隔を中央部側よりも広くすることで、電流集中を抑制しつつ、発電効率を向上することができる。この場合の第１の接続片１３ｃの数は４つ以上である。

また、図３（ｃ）は、帯状導電片１３ａの一方側（図における上側）に接続された第１の接続片１３ｃと、他方側（図における下側）に接続された第１の接続片１３ｃとが異なる位置に設けられている。つまり、図３（ｃ）に示す例は、上下に隣接する帯状導電部１３ｂを接続する第１の接続片１３ｃが幅方向Ｗに２つ配置されている例で、上下に設けられた第１の接続片１３ｃの位置がそれぞれ異なっている。これにより、端部側で電流集中の分散を効率よく行うことができる。一方、第１の接続片１３ｃの数が少なく、また端部側に配置していることから、中央部において、酸素極層により効率よく酸素含有ガスである空気を供給することができ、発電効率を向上することができる。さらに、第１の接続片１３ｃの数が少ないことから、導電部材１３の剛性を小さくできるため、セルスタック装置１１の運転に伴い生じるセル１０の変形に容易に追従することができることで、セル１０の応力を緩和でき、セル１０のクラック発生を抑制できる。

図４は、本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。図４に示した導電部材１３は、セル１０の幅方向に沿って伸びる複数の帯状導電部１３ａと、該帯状導電部１３ａの両端にそれぞれ接続され、セル１０の幅方向の中央部に向けて曲がって設けられた複数の折り曲げ部１３ｂと、セル１０の長手方向に隣り合う折り曲げ部１３ｂ同士を接続する第２の接続片１３ｄとを有している。これにより、セル１０の長手方向に隣り合うセル１０のうち、折り曲げ部１３ｂが接する側のセル１０で電流集中が生じる場合に、折り曲げ部１３ｂを流れる電流が第２の接続片１３ｄを介してセル１０の長手方向に隣り合う折り曲げ部１３ｂに流れることができ、電流を効率よく分散できるので、電流集中を抑制することができる。

また、図４に示すように、第２の接続片１３ｄは、セル１０の長手方向において同じ位置に設けられていることが好ましい。これにより、第２の接続片１３ｄを介して長手方向に隣り合う折り曲げ部１３ｂ同士の電流経路を短くすることができ、より効率よく隣り合う折り曲げ部１３ｂに電流を伝えることができる。

図５は、本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図で
ある。図５に示した導電部材１３は、隣り合う折り曲げ部１３ｂの間に複数の第２の接続片１３ｄを有し、それぞれの折り曲げ部１３ｂの間にある第２の接続片１３ｄの数が同じである。それぞれの折り曲げ部１３ｂの間に第２の接続片１３ｄが複数あることから、セル１０の長手方向に隣り合う折り曲げ部１３ｂに、より電流が伝わりやすくなる。さらに折り曲げ部１３ｂを接続する第２の接続片１３ｄの数が同じであることから、それぞれの折り曲げ部１３ｂにおいて流れる電流の偏りを抑制でき、電流を効率よく分散でき、電流集中を抑制することができる。

さらに、図５に示すように、複数の第２の接続片１３ｄのうちの折り曲げ部１３ｂの先端側に位置する第２の接続片１３ｄは、折り曲げ部１３ｂの先端に位置させることが好ましい。これにより、セル１０の長手方向に隣り合う折り曲げ部１３ｂの先端同士を、第２の接続片１３ｄを介して接続することで、折り曲げ部１３ｂの先端部の変形を抑制することができる。

図６は、本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。図６に示した導電部材１３は、セル１０の幅方向に沿って伸びる複数の帯状導電部１３ａと、該帯状導電部１３ａの両端にそれぞれ接続され、セル１０の幅方向の中央部に向けて曲がって設けられた複数の折り曲げ部１３ｂと、隣り合う帯状導電部１３ａ同士を接続する第１の接続片１３ｃと、隣り合う折り曲げ部１３ｂ同士を接続する第２の接続片１３ｄとを有している。これにより、隣り合うセル１０のうち、帯状導電部１３ａが接する側のセル１０で電流集中が生じる場合には、帯状導電部材１３ａを流れる電流は、第１の接続片１３ｃを介して、隣り合う帯状導電部１３ａに流れることができる。さらに、折り曲げ部１３ｂが接する側のセル１０で電流集中が生じる場合に、折り曲げ部１３ｂを流れる電流が第２の接続片１３ｄを介してセル１０の長手方向に隣り合う折り曲げ部１３ｂに流れることができ、電流を効率よく分散できるので、電流集中を抑制することができる。

すなわち、隣り合うセル１０のうち、帯状導電部１３ａが接する側のセル１０で電流集中が生じる場合、折り曲げ部１３ｂが接する側のセル１０で電流集中が生じる場合のいずれの場合においても、第１の接続片１３ｃおよび第２の接続片１３ｄを介して、電流を効率よく分散でき、電流集中を抑制することができる。

また、図６に示すように、第１の接続片１３ｃと第２の接続片１３ｄとが、正面からからみて重ならない位置にあることが好ましい。これにより、第１の接続片１３ｃを有する面（帯状導電部１３ａの面）と、第２の接続片１３ｄを有する面（折り曲げ部１３ｂの面）とにおいて、発電時に導電部材１３が熱集中することを抑制できるので、電流集中を抑制することができる。

図７は、本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。図７に示した導電部材１３は、第１の接続片１３ｃと第２の接続片１３ｄとが、正面からみて重なる位置にある。これにより、第１の接続片１３ｃを有する面（帯状導電部１３ａの面）と、第２の接続片１３ｄを有する面（折り曲げ部１３ｂの面）とにおいて、流れる電流の偏りを抑制でき、電流を効率よく分散でき、電流集中を抑制することができる。

図８は、本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示す導電部材１３は、折り曲げ部１３ｂは、セル１０の幅方向に沿って伸びる複数の帯状部１３ｆと、該帯状部１３ｆと帯状導電部１３ａとを接続する屈曲部１３ｅとを有し、第２の接続片１３ｄが屈曲部１３ｅに設けられている。例えば、図１に示したセル１０のように、支持体１の一方側に酸素極層６を、他方側にインター
コネクタ８を設けたセル１０を図１に示すようなセルスタック装置１１に用いた際に、導電部材１３の折り曲げ部１３ｂがセル１０の酸素極層６に接触している場合は、発電時において、セル１０の発電部に取り込まれる空気（酸素）を第２の接続片１３ｄでさえぎることなく、電流集中を抑制することができる。一方、導電部材１３の折り曲げ部１３ｂがセル１０のインターコネクタ８に接触している場合は、上記したように折り曲げ部１３ｂがインターコネクタ８の還元収縮や還元膨張に追従することが容易となり、セルスタック装置１１の長期信頼性を向上することができる。

図９は、本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。図９に示すように、第１の接続片１３ｃにおけるセル１０の幅方向の長さｔ２は、第２の接続片１３ｄにおけるセル１０の幅方向の長さｔ１以下であることが好ましい。これにより、第１の接続片１３ｃは第２の接続片１３ｄよりも太さが細いので、第１の接続片１３ｃで、セル１０の発電部に取り込まれる空気（酸素）をさえぎることなく、電流集中を抑制することができる。

図１０は、本実施形態の導電部材の他の一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。図１０は、導電部材１３が、板状部１３ｇと、該板状部１３ｇの両端にそれぞれ接続され、セル１０の幅方向の中央部に向けて曲がって設けられた複数の折り曲げ部１３ｂと、セル１０の長手方向に隣り合う折り曲げ部１３ｂ同士を接続する第２の接続片１３ｄとを有している例を示している。この例の場合も、セル１０の長手方向に隣り合うセル１０のうち、折り曲げ部１３ｂが接する側のセル１０で電流集中が生じる場合に、折り曲げ部１３ｂを流れる電流が第２の接続片１３ｄを介してセル１０の長手方向に隣り合う折り曲げ部１３ｂに流れることができ、電流を効率よく分散できるので、電流集中を抑制することができる。なお、板状部１３ｇは、帯状導電部１３ａと同じ幅の１つの第１の接続片１３ｃが、隣り合う帯状導電部１３ａ同士を接続しているものとみなすことができる。

以上説明した本実施形態の導電部材１３の作製方法の一例について説明する。

上述の導電部材１３を作製するにあたっては、基材として、耐食性のあるステンレス鋼を用いる。具体的には、少なくとも合金に対して４〜３０原子％のＣｒ、７０〜９６原子％のＦｅを含有する基材を用意する。

次に、基材をエッチング加工もしくはプレス加工することで、複数の帯状導電部およびそれ同士を接続する複数の第１の接続片を有する導電部材となる。さらに、複数の折り曲げ部およびそれ同士を接続する複数の第２の接続片も、同様に上記基材をエッチング加工もしくはプレス加工することで作製することができる。

次に、プレス曲げ加工で帯状導電部の両端をセルの幅方向の中央部に向けて曲げて、上記導電部材に折り曲げ部を形成する。

図１１は、セルスタック装置１１を収納容器内に収納してなるモジュールであるモジュール１８の一例を示す外観斜視図であり、直方体状の収納容器１９の内部に、図１に示したセルスタック装置１１を収納して構成されている。

なお、セル１にて使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器２０をセルスタック１２の上方に配置している。そして、改質器２０で生成された燃料ガスは、ガス流通管２１を介してマニホールド１６に供給され、マニホールド１６を介してセル１０の内部に設けられたガス通路２に供給される。

なお、図１１においては、収納容器１９の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されているセルスタック装置１１および改質器２０を後方に取り出した状態を示している。図１１に示したモジュール１８においては、セルスタック装置１１を、収納容器１９内にスライドして収納することが可能である。なお、セルスタック装置１１は、改質器２０を含むものとしても良い。

また収納容器１９の内部に設けられた酸素含有ガス導入部材２２は、図１１においてはマニホールド１６に並置された一対のセルスタック１２の間に配置されるとともに、酸素含有ガスが燃料ガスの流れに合わせて、セル１０の側方を下端部から上端部に向けて流れるように、セル１０の下端部に酸素含有ガスを供給する。そして、セル１０のガス通路２より排出される燃料ガスを酸素含有ガスと反応させてセル１０の上端部側で燃焼させることにより、セル１０の温度を上昇させることができ、セルスタック装置１１の起動を早めることができる。また、セル１０の上端部側にて、セル１０のガス通路２から排出される燃料ガスと酸素含有ガスとを燃焼させることにより、セル１０（セルスタック１２）の上方に配置された改質器２０を温めることができる。それにより、改質器２０で効率よく改質反応を行うことができる。

さらに、本実施形態のモジュール１８では、上述したセル１０を用いたセルスタック装置１１を収納容器１９内に収納してなることから、集電効率が高く性能が向上したモジュール１８とすることができる。

図１２は、外装ケース内に図１１で示したモジュール１８と、セルスタック装置１１を動作させるための補機とを収納してなるモジュール収納装置である燃料電池装置の一例を示す斜視図である。なお、図１２においては一部構成を省略して示している。

図１２に示すモジュール収納装置２３は、支柱２４と外装板２５とから構成される外装ケース内を仕切板２６により上下に区画し、その上方側を上述したモジュール１８を収納するモジュール収納室２７とし、下方側をモジュール１８を動作させるための補機類を収納する補機収納室２８として構成されている。なお、補機収納室２８に収納する補機類は省略して示している。

また、仕切板２６には、補機収納室２８の空気をモジュール収納室２７側に流すための空気流通口２９が設けられており、モジュール収納室２７を構成する外装板２５の一部に、モジュール収納室２７内の空気を排気するための排気口３０が設けられている。

このようなモジュール収納装置２３においては、上述したように、集電効率が高く性能が向上したモジュール１８をモジュール収納室２７に収納して構成されることにより、集電効率が高く性能が向上したモジュール収納装置２３とすることができる。

なお、本発明は上記の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。

例えば、第１の接続片１３ｃをセル１０の幅方向Ｗに沿って複数設け、それぞれの第１の接続片１３ｃの間隔を、端部側よりも中央部側を広くすることができる。この場合は、電流集中を抑制できつつ、さらに帯状導電部１３ａを酸素極層６に接続する場合には、発電効率が高いセル１０の中央部において酸素極層６に効率よく酸素含有ガスである空気を供給することができ、空気利用率を向上し、発電効率を向上することができる。この場合の第１の接続片１３ｃの数は４つ以上である。

また、第２の接続片１３ｄは、セル１０の長手方向において異なる位置に設けることが
できる。この場合は、発電時に導電部材１３が熱集中することを抑制できるので、電流集中を抑制することができる。

さらに、上記形態ではセルとして燃料電池セルを用いてしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、セルに水蒸気と電圧とを付与して水蒸気（水）を電気分解することにより、水素と酸素（Ｏ_２）を生成するセル（電解セル、ＳＯＥＣ）にも適用することができる。

１０：セル
１１：セルスタック装置
１２：セルスタック
１３：導電部材
１３ａ：帯状導電部
１３ｂ：折り曲げ部
１３ｃ：第１の接続片
１３ｄ：第２の接続片
１３ｅ：屈曲部
１３ｆ：帯状部
１８：モジュール（燃料電池モジュール）
２３：モジュール収納装置（燃料電池装置）

Claims

複数の柱状のセルを電気的に接続するための導電部材であって、
該導電部材は、前記セルの幅方向に沿って伸びる複数の帯状導電部と、該帯状導電部の両端にそれぞれ接続され、前記セルの幅方向の中央部に向けて曲がって設けられた折り曲げ部と、隣り合う前記帯状導電部同士を接続する３つ以上の第１の接続片とを有し、
該第１の接続片が前記セルの幅方向に沿ってそれぞれ等間隔に設けられていることを特徴とする導電部材。
複数の柱状のセルを電気的に接続するための導電部材であって、
該導電部材は、前記セルの幅方向に沿って伸びる複数の帯状導電部と、該帯状導電部の両端にそれぞれ接続され、前記セルの幅方向の中央部に向けて曲がって設けられた折り曲げ部と、隣り合う前記帯状導電部同士を接続する４つ以上の第１の接続片とを有し、
前記第１の接続片が、前記帯状導電部の前記セルの幅方向における両端側及び中央部側に設けられていることを特徴とする導電部材。
それぞれの前記第１の接続片の間隔が、中央部側よりも端部側が広くなっていることを特徴とする請求項２に記載の導電部材。
それぞれの前記第１の接続片の間隔が、端部側よりも中央部側が広くなっていることを特徴とする請求項２に記載の導電部材。
前記中央部側における前記第１の接続片の間隔が等間隔であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の導電部材。
前記帯状導電部の前記セルの長さ方向の一方側に接続された前記第１の接続片と、前記セルの長さ方向の他方側に接続された前記第１の接続片とが、前記セルの幅方向の異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の導電部材。
複数の柱状のセルを電気的に接続するための導電部材であって、
該導電部材は、前記セルの幅方向に沿って伸びる複数の帯状導電部と、該帯状導電部の両端にそれぞれ接続され、前記セルの幅方向の中央部に向けて曲がって設けられた折り曲げ部と、隣り合う前記帯状導電部同士を接続する２つの第１の接続片とを有し、
前記帯状導電部のセルの長さ方向の一方側に接続された前記第１の接続片と、セルの長さ方向の他方側に接続された前記第１の接続片とが異なる位置に設けられていることを特徴とする導電部材。
隣り合う前記折り曲げ部同士を接続する第２の接続片をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の導電部材。
前記第１の接続片と前記第２の接続片とが、正面からからみて重ならない位置にあることを特徴とする請求項８に記載の導電部材。
前記第１の接続片と前記第２の接続片とが、正面からからみて重なる位置にあることを特徴とする請求項８に記載の導電部材。
前記折り曲げ部は、前記セルの幅方向に沿って伸びる複数の帯状部と、該帯状部と前記帯状導電部とを接続する屈曲部とを有し、
前記第２の接続片が前記屈曲部に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の導電部材。
前記第１の接続片における前記セルの幅方向の長さは、前記第２の接続片における前記セルの幅方向の長さ以下であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の導電部材。
複数の前記セルと、該セル間に配置され請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の導電部材とを備えることを特徴とするセルスタック装置。
請求項１３に記載のセルスタック装置を収納容器内に収納してなることを特徴とするモジュール。
請求項１４に記載のモジュールと、該モジュールを作動させるための補機とを、外装ケース内に収納してなることを特徴とするモジュール収納装置。