JP6773600B2 - Electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack - Google Patents

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本明細書によって開示される技術は、電気化学反応単位に関する。 The techniques disclosed herein relate to electrochemical reaction units.

水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池の1つとして、固体酸化物形の燃料電池(以下、「SOFC」という)が知られている。SOFCの構成単位である燃料電池発電単位(以下、「発電単位」という)は、燃料電池単セル(以下、「単セル」という)を備える。単セルは、電解質層と、電解質層を挟んで所定の方向(以下、「第1の方向」という)に互いに対向する空気極および燃料極とを含む。 A solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as "SOFC") is known as one of the fuel cells that generate electricity by utilizing an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. The fuel cell power generation unit (hereinafter referred to as “power generation unit”), which is a constituent unit of the SOFC, includes a fuel cell single cell (hereinafter referred to as “single cell”). The single cell includes an electrolyte layer and an air electrode and a fuel electrode that face each other in a predetermined direction (hereinafter, referred to as “first direction”) with the electrolyte layer in between.

また、発電単位は、単セルの燃料極に面する燃料室(ガス室)を構成するガス室用孔が形成されたフレーム部材を備える。フレーム部材には、ガス室用孔に加えて、燃料室に供給されるガス(以下、「燃料ガス」という)が通る燃料ガス供給マニホールドを構成する供給側マニホールド用孔と、燃料室から排出されたガス(以下、「燃料オフガス」という)が通る燃料ガス排出マニホールドを構成する排出側マニホールド用孔とが形成されている。フレーム部材には、さらに、供給側マニホールド用孔に連通すると共にガス室用孔の内周面に開口する供給側連通流路と、排出側マニホールド用孔に連通すると共にガス室用孔の内周面に開口する排出側連通流路とが形成されている。発電単位の燃料室には、燃料ガス供給マニホールドおよび供給側連通流路を介して燃料ガスが供給される。また、燃料室から排出側連通流路を介して排出された燃料オフガスは、燃料ガス排出マニホールドを介して外部に排出される。 Further, the power generation unit includes a frame member having a gas chamber hole forming a fuel chamber (gas chamber) facing the fuel electrode of a single cell. In addition to the gas chamber holes, the frame member has a supply-side manifold hole that constitutes a fuel gas supply manifold through which gas supplied to the fuel chamber (hereinafter referred to as "fuel gas") passes, and is discharged from the fuel chamber. A hole for a discharge side manifold that constitutes a fuel gas discharge manifold through which the gas (hereinafter referred to as “fuel off gas”) passes is formed. The frame member further communicates with the supply side manifold hole and opens on the inner peripheral surface of the gas chamber hole, and communicates with the discharge side manifold hole and the inner circumference of the gas chamber hole. A discharge side communication flow path that opens to the surface is formed. Fuel gas is supplied to the fuel chamber of the power generation unit via the fuel gas supply manifold and the supply side communication flow path. Further, the fuel off gas discharged from the fuel chamber through the discharge side communication flow path is discharged to the outside through the fuel gas discharge manifold.

また、発電単位は、導電性のインターコネクタと、燃料極とインターコネクタとを電気的に接続する導電性の集電体とを備える。集電体は、燃料極の表面に導通する複数の集電部を有する。集電体の集電部と集電部との間は、燃料極に面するガス流路空間として機能する(例えば、特許文献1参照)。 Further, the power generation unit includes a conductive interconnector and a conductive current collector that electrically connects the fuel electrode and the interconnector. The current collector has a plurality of current collectors conducting on the surface of the fuel electrode. The space between the current collector and the current collector of the current collector functions as a gas flow path space facing the fuel electrode (see, for example, Patent Document 1).

特開2017−16909号公報JP-A-2017-16909

インターコネクタの構成として、燃料極に対向する側の表面に複数の凸部と複数の凹部とが形成された構成が採用されることがある。このような構成において、燃料室における主たるガス流れ方向(すなわち、上記第1の方向視で、供給側連通流路のガス室用孔の内周面への開口の中点と排出側連通流路のガス室用孔の内周面への開口の中点とを結ぶ方向)に直交し、かつ、上記第1の方向に平行な断面において、インターコネクタの凸部と燃料極との間に集電体の集電部が位置すると、燃料室に供給された燃料ガスが、集電部に阻まれて上記主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散せず、発電単位の性能が低下するおそれがある。 As the configuration of the interconnector, a configuration in which a plurality of convex portions and a plurality of concave portions are formed on the surface of the side facing the fuel electrode may be adopted. In such a configuration, the main gas flow direction in the fuel chamber (that is, the midpoint of the opening of the supply side communication flow path to the inner peripheral surface of the gas chamber hole and the discharge side communication flow path in the first direction view above). In a cross section orthogonal to the midpoint of the opening to the inner peripheral surface of the gas chamber hole) and parallel to the first direction, the gas chamber is collected between the convex portion of the interconnector and the fuel electrode. When the current collecting part of the electric body is located, the fuel gas supplied to the fuel chamber is blocked by the current collecting part and does not diffuse well in the direction substantially orthogonal to the main gas flow direction, and the performance of the power generation unit. May decrease.

なお、このような課題は、燃料極側に限らず、空気極側にも共通の課題である。また、このような課題は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル(以下、「SOEC」という)の構成単位である電解セル単位にも共通の課題である。なお、本明細書では、燃料電池発電単位と電解セル単位とをまとめて、電気化学反応単位と呼ぶ。また、このような課題は、SOFCやSOECに限らず、他のタイプの電気化学反応単位にも共通の課題である。 It should be noted that such a problem is common not only to the fuel electrode side but also to the air electrode side. In addition, such a problem is also common to the electrolytic cell unit, which is a constituent unit of a solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as “SOEC”) that generates hydrogen by utilizing the electrolysis reaction of water. Is. In this specification, the fuel cell power generation unit and the electrolytic cell unit are collectively referred to as an electrochemical reaction unit. Moreover, such a problem is common not only to SOFC and SOEC but also to other types of electrochemical reaction units.

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。 This specification discloses a technique capable of solving the above-mentioned problems.

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。 The technique disclosed in the present specification can be realized, for example, in the following forms.

(1)本明細書に開示される電気化学反応単位は、電解質層と、前記電解質層を挟んで第1の方向に互いに対向する空気極および燃料極と、を含む電気化学反応単セルと、前記燃料極と前記空気極との一方である特定電極に面するガス室を構成するガス室用孔と、前記ガス室に供給されるガスが通る供給側マニホールドを構成する供給側マニホールド用孔と、前記ガス室から排出されたガスが通る排出側マニホールドを構成する排出側マニホールド用孔と、前記供給側マニホールド用孔に連通すると共に前記ガス室用孔の内周面に開口する供給側連通流路と、前記排出側マニホールド用孔に連通すると共に前記ガス室用孔の内周面に開口する排出側連通流路と、が形成されたフレーム部材と、前記特定電極に対向する側の表面に複数の凸部と複数の凹部とが形成された導電性のインターコネクタと、前記特定電極と前記インターコネクタとを電気的に接続する導電性の集電体であって、それぞれ前記特定電極の表面に導通し、かつ、前記特定電極に面するガス流路空間を挟んで並んだ複数の集電部を有する集電体と、を備える電気化学反応単位において、前記第1の方向視で前記供給側連通流路の前記ガス室用孔の内周面への開口の中点と前記排出側連通流路の前記ガス室用孔の内周面への開口の中点とを結ぶ第2の方向に直交し、かつ、前記第1の方向に平行な少なくとも1つの断面である特定断面において、前記インターコネクタに形成された少なくとも1つの前記凸部である特定凸部と前記特定電極との間には、前記特定凸部の一方側に隣り合う第1の前記凹部内の第1の空間に連通する前記ガス流路空間が存在する。本電気化学反応単位では、特定電極に面するガス室における主たるガス流れ方向(上記第2の方向)に直交する特定断面において、インターコネクタの特定凸部と特定電極との間に、集電体の集電部と集電部とに挟まれたガス流路空間が位置し、かつ、該ガス流路空間が、該特定凸部に隣り合う凹部(第1の凹部)内の空間(第1の空間)に連通している。そのため、本電気化学反応単位によれば、特定電極に面するガス室に供給されたガスを、ガス室における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させることができ、その結果、電気化学反応単位の性能を向上させることができる。 (1) The electrochemical reaction unit disclosed in the present specification includes an electrochemical reaction single cell including an electrolyte layer and an air electrode and a fuel electrode facing each other in a first direction across the electrolyte layer. A gas chamber hole forming a gas chamber facing a specific electrode, which is one of the fuel electrode and the air electrode, and a supply side manifold hole forming a supply side manifold through which gas supplied to the gas chamber passes. , The supply-side communication flow that communicates with the discharge-side manifold hole constituting the discharge-side manifold through which the gas discharged from the gas chamber passes and the supply-side manifold hole and opens to the inner peripheral surface of the gas chamber hole. On the frame member on which the path, the discharge side communication flow path communicating with the discharge side manifold hole and opening to the inner peripheral surface of the gas chamber hole, and the surface facing the specific electrode are formed. A conductive interconnector in which a plurality of convex portions and a plurality of concave portions are formed, and a conductive current collector that electrically connects the specific electrode and the interconnector, and each is a surface of the specific electrode. In an electrochemical reaction unit including a current collector having a plurality of current collectors arranged across a gas flow path space facing the specific electrode, and having the same supply in the first direction. A second direction connecting the midpoint of the opening of the gas chamber hole of the side communication flow path to the inner peripheral surface and the midpoint of the opening of the discharge side communication flow path to the inner peripheral surface of the gas chamber hole. In a specific cross section which is at least one cross section orthogonal to and parallel to the first direction, between the specific convex portion which is at least one convex portion formed on the interconnector and the specific electrode. Has the gas flow path space communicating with the first space in the first concave portion adjacent to one side of the specific convex portion. In this electrochemical reaction unit, a current collector is provided between the specific convex portion of the interconnector and the specific electrode in a specific cross section orthogonal to the main gas flow direction (the second direction) in the gas chamber facing the specific electrode. The gas flow path space sandwiched between the current collecting part and the current collecting part is located, and the gas flow path space is a space (first recess) in a recess (first recess) adjacent to the specific convex portion. It communicates with the space). Therefore, according to this electrochemical reaction unit, the gas supplied to the gas chamber facing the specific electrode can be satisfactorily diffused in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber, and as a result. , The performance of the electrochemical reaction unit can be improved.

(2)上記電気化学反応単位において、前記特定断面において、前記特定凸部と前記特定電極との間には、前記特定凸部の一方側に隣り合う前記第1の凹部内の前記第1の空間と、前記特定凸部の他方側に隣り合う第2の前記凹部内の第2の空間と、に連通する前記ガス流路空間が存在する構成としてもよい。本電気化学反応単位では、特定電極に面するガス室における主たるガス流れ方向に直交する特定断面において、インターコネクタの特定凸部と特定電極との間に、集電体の集電部と集電部とに挟まれたガス流路空間が位置し、かつ、該ガス流路空間が、該特定凸部の両側に隣り合う2つの凹部(第1の凹部および第2の凹部)内の空間(第1の空間および第2の空間)に連通している。そのため、本電気化学反応単位によれば、特定電極に面するガス室に供給されたガスを、ガス室における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向にさらに良好に拡散させることができ、その結果、電気化学反応単位の性能を効果的に向上させることができる。 (2) In the electrochemical reaction unit, in the specific cross section, between the specific convex portion and the specific electrode, the first concave portion in the first concave portion adjacent to one side of the specific convex portion. The gas flow path space that communicates with the space and the second space in the second recess adjacent to the other side of the specific convex portion may exist. In this electrochemical reaction unit, in a specific cross section orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber facing the specific electrode, between the specific convex portion of the interconnector and the specific electrode, the current collector and the current collector of the current collector The gas flow path space sandwiched between the portions is located, and the gas flow path space is a space (a first recess and a second recess) adjacent to each other on both sides of the specific convex portion. It communicates with the first space and the second space). Therefore, according to the present electrochemical reaction unit, the gas supplied to the gas chamber facing the specific electrode can be more satisfactorily diffused in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber. As a result, the performance of the electrochemical reaction unit can be effectively improved.

(3)上記電気化学反応単位において、前記特定断面において、前記特定凸部と前記特定電極との間に位置する前記ガス流路空間は、前記第1の凹部内の前記第1の空間を介して、他の前記ガス流路空間に連通している構成としてもよい。本電気化学反応単位によれば、特定電極に面するガス室に供給されたガスを、ガス室における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に一層良好に拡散させることができ、その結果、電気化学反応単位の性能をさらに効果的に向上させることができる。 (3) In the electrochemical reaction unit, the gas flow path space located between the specific convex portion and the specific electrode in the specific cross section passes through the first space in the first concave portion. Therefore, it may be configured to communicate with the other gas flow path space. According to this electrochemical reaction unit, the gas supplied to the gas chamber facing the specific electrode can be better diffused in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber, and as a result, The performance of the electrochemical reaction unit can be improved more effectively.

(4)上記電気化学反応単位において、前記特定断面において、前記第1の凹部は前記第1の方向において複数の前記集電部に対向している構成としてもよい。本電気化学反応単位では、特定凸部と特定電極との間に位置する上記ガス流路空間が、上記凹部(第1の凹部)内の空間(第1の空間)を介して、複数の他のガス流路空間に連通することとなる。そのため、本電気化学反応単位によれば、特定電極に面するガス室に供給されたガスを、ガス室における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に極めて良好に拡散させることができ、その結果、電気化学反応単位の性能を極めて効果的に向上させることができる。 (4) In the electrochemical reaction unit, in the specific cross section, the first recess may be configured to face a plurality of current collectors in the first direction. In the present electrochemical reaction unit, the gas flow path space located between the specific convex portion and the specific electrode is a plurality of other spaces via the space (first space) in the concave portion (first concave portion). It will communicate with the gas flow path space of. Therefore, according to this electrochemical reaction unit, the gas supplied to the gas chamber facing the specific electrode can be diffused extremely well in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber. As a result, the performance of the electrochemical reaction unit can be improved extremely effectively.

(5)上記電気化学反応単位において、前記集電体の複数の前記集電部は、ガス透過性を有さない構成としてもよい。本電気化学反応単位では、集電部がガス透過性を有さないため、特定電極に面するガス室における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向へのガス拡散性の低下が課題となりやすい。しかしながら、本電気化学反応単位では、上述した各構成が採用されているため、特定電極に面するガス室に供給されたガスを、ガス室における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させることができ、その結果、電気化学反応単位の性能を向上させることができる。 (5) In the electrochemical reaction unit, the plurality of current collectors of the current collector may be configured not to have gas permeability. In this electrochemical reaction unit, since the current collecting part does not have gas permeability, a decrease in gas diffusivity in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber facing the specific electrode tends to be a problem. .. However, since each of the above configurations is adopted in this electrochemical reaction unit, the gas supplied to the gas chamber facing the specific electrode is good in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber. As a result, the performance of the electrochemical reaction unit can be improved.

(6)上記電気化学反応単位において、前記第1の方向視で、前記第2の方向に直交する方向における前記第1の凹部の長さは、前記第2の方向における前記第1の凹部の長さより長い構成としてもよい。本電気化学反応単位によれば、特定電極に面するガス室に供給されたガスを、第2の方向に直交する方向に長い上記凹部(第1の凹部)内の空間(第1の空間)を利用して、ガス室における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させることができ、その結果、電気化学反応単位の性能を効果的に向上させることができる。 (6) In the electrochemical reaction unit, the length of the first recess in the direction orthogonal to the second direction in the first direction is the length of the first recess in the second direction. The configuration may be longer than the length. According to the present electrochemical reaction unit, the gas supplied to the gas chamber facing the specific electrode is brought into the space (first space) in the recess (first recess) which is long in the direction orthogonal to the second direction. Can be satisfactorily diffused in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber, and as a result, the performance of the electrochemical reaction unit can be effectively improved.

(7)上記電気化学反応単位において、前記第1の方向視で、前記インターコネクタに形成された複数の凹部は、前記第2の方向に直交する方向と前記第2の方向とに並ぶ格子状に配置されており、前記特定断面は、互いに異なる前記凹部を通る複数の断面を含む構成としてもよい。本電気化学反応単位によれば、ガス室における主たるガス流れ方向に並ぶ複数の位置において、特定電極に面するガス室に供給されたガスを、ガス室における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させることができ、その結果、電気化学反応単位の性能を効果的に向上させることができる。 (7) In the electrochemical reaction unit, the plurality of recesses formed in the interconnector in the first direction are arranged in a grid pattern in a direction orthogonal to the second direction and in the second direction. The specific cross section may be configured to include a plurality of cross sections that pass through the recesses that are different from each other. According to this electrochemical reaction unit, the gas supplied to the gas chamber facing the specific electrode is substantially orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber at a plurality of positions arranged in the main gas flow direction in the gas chamber. It can be well diffused in the direction, and as a result, the performance of the electrochemical reaction unit can be effectively improved.

(8)上記電気化学反応単位において、前記電気化学反応単セルは、燃料電池単セルである構成としてもよい。本電気化学反応単位によれば、特定電極に面するガス室に供給されたガスを、ガス室における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させることができ、その結果、電気化学反応単セルの発電性能を向上させることができる。 (8) In the electrochemical reaction unit, the electrochemical reaction single cell may be configured to be a fuel cell single cell. According to this electrochemical reaction unit, the gas supplied to the gas chamber facing the specific electrode can be satisfactorily diffused in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the gas chamber, resulting in electricity. The power generation performance of the chemical reaction single cell can be improved.

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電気化学反応単位(燃料電池発電単位または電解セル単位)、複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタック(燃料電池スタックまたは電解セルスタック)、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。 The technique disclosed in the present specification can be realized in various forms, for example, an electrochemical reaction unit (fuel cell power generation unit or electrolytic cell unit), and electricity having a plurality of electrochemical reaction units. It can be realized in the form of a chemical reaction cell stack (fuel cell stack or electrolytic cell stack), a method for producing them, and the like.

本実施形態における燃料電池スタック100の外観構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance structure of the fuel cell stack 100 in this embodiment. 図1のII−IIの位置における燃料電池スタック100のXZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XZ cross-sectional structure of the fuel cell stack 100 at the position of II-II of FIG. 図1のIII−IIIの位置における燃料電池スタック100のYZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the YZ cross-sectional structure of the fuel cell stack 100 at the position of III-III of FIG. 図2に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のXZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XZ cross section configuration of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 図3に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のYZ断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the YZ cross section configuration of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 図4のVI−VIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XY cross-sectional structure of the power generation unit 102 at the position of VI-VI of FIG. 図4のVII−VIIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XY cross-sectional structure of the power generation unit 102 at the position of VII-VII of FIG. 図4のVIII−VIIIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the XY cross-sectional structure of the power generation unit 102 at the position of VIII-VIII of FIG. インターコネクタ150および燃料極側集電体144の詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of the interconnector 150 and the fuel electrode side current collector 144.

A.実施形態:
A−1.構成:
(燃料電池スタック100の構成)
図1は、本実施形態における燃料電池スタック100の外観構成を示す斜視図であり、図2は、図1(および後述する図6〜8)のII−IIの位置における燃料電池スタック100のXZ断面構成を示す説明図であり、図3は、図1(および後述する図6〜8)のIII−IIIの位置における燃料電池スタック100のYZ断面構成を示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を上方向といい、Z軸負方向を下方向というものとするが、燃料電池スタック100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図4以降についても同様である。
A. Embodiment:
A-1. Constitution:
(Structure of fuel cell stack 100)
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of the fuel cell stack 100 according to the present embodiment, and FIG. 2 is an XZ of the fuel cell stack 100 at the position II-II of FIG. 1 (and FIGS. 6 to 8 described later). It is explanatory drawing which shows the cross-sectional structure, and FIG. 3 is an explanatory view which shows the YZ cross-sectional structure of the fuel cell stack 100 at the position III-III of FIG. 1 (and FIGS. Each figure shows XYZ axes that are orthogonal to each other to identify the direction. In the present specification, for convenience, the Z-axis positive direction is referred to as an upward direction, and the Z-axis negative direction is referred to as a downward direction, but the fuel cell stack 100 is actually installed in a direction different from such an orientation. May be done. The same applies to FIGS. 4 and later.

燃料電池スタック100は、複数の(本実施形態では7つの)燃料電池発電単位(以下、「発電単位」という)102と、一対のエンドプレート104,106とを備える。7つの発電単位102は、所定の配列方向(本実施形態では上下方向)に並べて配置されている。一対のエンドプレート104,106は、7つの発電単位102から構成される集合体を上下から挟むように配置されている。なお、上記配列方向(上下方向)は、特許請求の範囲における第1の方向に相当する。 The fuel cell stack 100 includes a plurality of (seven in this embodiment) fuel cell power generation unit (hereinafter, referred to as “power generation unit”) 102, and a pair of end plates 104 and 106. The seven power generation units 102 are arranged side by side in a predetermined arrangement direction (vertical direction in the present embodiment). The pair of end plates 104 and 106 are arranged so as to sandwich an aggregate composed of seven power generation units 102 from above and below. The arrangement direction (vertical direction) corresponds to the first direction in the claims.

燃料電池スタック100を構成する各層(発電単位102、エンドプレート104,106)のZ軸方向回りの周縁部には、上下方向に貫通する複数の(本実施形態では8つの)孔が形成されており、各層に形成され互いに対応する孔同士が上下方向に連通して、一方のエンドプレート104から他方のエンドプレート106にわたって上下方向に延びる連通孔108を構成している。以下の説明では、連通孔108を構成するために燃料電池スタック100の各層に形成された孔も、連通孔108という場合がある。 A plurality of holes (eight in this embodiment) penetrating in the vertical direction are formed on the peripheral edge of each layer (power generation unit 102, end plates 104, 106) constituting the fuel cell stack 100 in the vertical direction. The holes formed in each layer and corresponding to each other communicate with each other in the vertical direction to form a communication hole 108 extending in the vertical direction from one end plate 104 to the other end plate 106. In the following description, the holes formed in each layer of the fuel cell stack 100 to form the communication holes 108 may also be referred to as communication holes 108.

各連通孔108には上下方向に延びるボルト22が挿入されており、ボルト22とボルト22の両側に嵌められたナット24とによって、燃料電池スタック100は締結されている。なお、図2および図3に示すように、ボルト22の一方の側(上側)に嵌められたナット24と燃料電池スタック100の上端を構成するエンドプレート104の上側表面との間、および、ボルト22の他方の側(下側)に嵌められたナット24と燃料電池スタック100の下端を構成するエンドプレート106の下側表面との間には、絶縁シート26が介在している。ただし、後述のガス通路部材27が設けられた箇所では、ナット24とエンドプレート106の表面との間に、ガス通路部材27とガス通路部材27の上側および下側のそれぞれに配置された絶縁シート26とが介在している。絶縁シート26は、例えばマイカシートや、セラミック繊維シート、セラミック圧粉シート、ガラスシート、ガラスセラミック複合剤等により構成される。 A bolt 22 extending in the vertical direction is inserted into each communication hole 108, and the fuel cell stack 100 is fastened by the bolt 22 and the nuts 24 fitted on both sides of the bolt 22. As shown in FIGS. 2 and 3, between the nut 24 fitted on one side (upper side) of the bolt 22 and the upper surface of the end plate 104 forming the upper end of the fuel cell stack 100, and the bolt. An insulating sheet 26 is interposed between the nut 24 fitted on the other side (lower side) of the 22 and the lower surface of the end plate 106 forming the lower end of the fuel cell stack 100. However, in the place where the gas passage member 27 described later is provided, the insulating sheets arranged on the upper side and the lower side of the gas passage member 27 and the gas passage member 27 between the nut 24 and the surface of the end plate 106, respectively. 26 is intervening. The insulating sheet 26 is made of, for example, a mica sheet, a ceramic fiber sheet, a ceramic dust sheet, a glass sheet, a glass-ceramic composite agent, or the like.

各ボルト22の軸部の外径は各連通孔108の内径より小さい。そのため、各ボルト22の軸部の外周面と各連通孔108の内周面との間には、空間が確保されている。図1および図2に示すように、燃料電池スタック100のZ軸方向回りの外周における1つの辺(Y軸に平行な2つの辺の内のX軸正方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22A)と、そのボルト22Aが挿入された連通孔108とにより形成された空間は、燃料電池スタック100の外部から酸化剤ガスOGが導入され、その酸化剤ガスOGを各発電単位102に供給するガス流路である酸化剤ガス導入マニホールド161として機能し、該辺の反対側の辺(Y軸に平行な2つの辺の内のX軸負方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22B)と、そのボルト22Bが挿入された連通孔108とにより形成された空間は、各発電単位102の空気室166から排出されたガスである酸化剤オフガスOOGを燃料電池スタック100の外部へと排出する酸化剤ガス排出マニホールド162として機能する。なお、本実施形態では、酸化剤ガスOGとして、例えば空気が使用される。 The outer diameter of the shaft portion of each bolt 22 is smaller than the inner diameter of each communication hole 108. Therefore, a space is secured between the outer peripheral surface of the shaft portion of each bolt 22 and the inner peripheral surface of each communication hole 108. As shown in FIGS. 1 and 2, near the midpoint of one side (the side on the positive side of the X-axis of the two sides parallel to the Y-axis) on the outer circumference of the fuel cell stack 100 around the Z-axis direction. In the space formed by the position bolt 22 (bolt 22A) and the communication hole 108 into which the bolt 22A is inserted, the oxidant gas OG is introduced from the outside of the fuel cell stack 100, and the oxidant gas OG is introduced into each of the spaces. It functions as an oxidizer gas introduction manifold 161 which is a gas flow path supplied to the power generation unit 102, and is inside the side opposite to the side (the side on the negative side of the X axis among the two sides parallel to the Y axis). The space formed by the bolt 22 (bolt 22B) located near the point and the communication hole 108 into which the bolt 22B is inserted is an oxidizer off-gas OOG which is a gas discharged from the air chamber 166 of each power generation unit 102. Functions as an oxidant gas discharge manifold 162 that discharges the fuel cell stack 100 to the outside. In this embodiment, for example, air is used as the oxidant gas OG.

また、図1および図3に示すように、燃料電池スタック100のZ軸方向回りの外周における1つの辺(X軸に平行な2つの辺の内のY軸正方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22D)と、そのボルト22Dが挿入された連通孔108とにより形成された空間は、燃料電池スタック100の外部から燃料ガスFGが導入され、その燃料ガスFGを各発電単位102に供給する燃料ガス導入マニホールド171として機能し、該辺の反対側の辺(X軸に平行な2つの辺の内のY軸負方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22E)と、そのボルト22Eが挿入された連通孔108とにより形成された空間は、各発電単位102の燃料室176から排出されたガスである燃料オフガスFOGを燃料電池スタック100の外部へと排出する燃料ガス排出マニホールド172として機能する。なお、本実施形態では、燃料ガスFGとして、例えば都市ガスを改質した水素リッチなガスが使用される。燃料ガス導入マニホールド171は、特許請求の範囲における供給側マニホールドに相当し、燃料ガス排出マニホールド172は、特許請求の範囲における排出側マニホールドに相当する。 Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the midpoint of one side (the side on the Y-axis positive direction side of the two sides parallel to the X-axis) on the outer circumference of the fuel cell stack 100 around the Z-axis direction. In the space formed by the bolt 22 (bolt 22D) located in the vicinity and the communication hole 108 into which the bolt 22D is inserted, the fuel gas FG is introduced from the outside of the fuel cell stack 100, and the fuel gas FG is introduced into each of the spaces. A bolt that functions as a fuel gas introduction manifold 171 to be supplied to the power generation unit 102 and is located near the midpoint of the opposite side (the side on the negative side of the Y axis of the two sides parallel to the X axis). The space formed by the 22 (bolt 22E) and the communication hole 108 into which the bolt 22E is inserted is provided with the fuel off-gas FOG, which is the gas discharged from the fuel chamber 176 of each power generation unit 102, outside the fuel cell stack 100. It functions as a fuel gas discharge manifold 172 that discharges to. In the present embodiment, for example, a hydrogen-rich gas obtained by reforming city gas is used as the fuel gas FG. The fuel gas introduction manifold 171 corresponds to the supply side manifold in the claims, and the fuel gas discharge manifold 172 corresponds to the discharge side manifold in the claims.

燃料電池スタック100には、4つのガス通路部材27が設けられている。各ガス通路部材27は、中空筒状の本体部28と、本体部28の側面から分岐した中空筒状の分岐部29とを有している。分岐部29の孔は本体部28の孔と連通している。各ガス通路部材27の分岐部29には、ガス配管(図示せず)が接続される。また、図2に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド161を形成するボルト22Aの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、酸化剤ガス導入マニホールド161に連通しており、酸化剤ガス排出マニホールド162を形成するボルト22Bの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、酸化剤ガス排出マニホールド162に連通している。また、図3に示すように、燃料ガス導入マニホールド171を形成するボルト22Dの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、燃料ガス導入マニホールド171に連通しており、燃料ガス排出マニホールド172を形成するボルト22Eの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、燃料ガス排出マニホールド172に連通している。 The fuel cell stack 100 is provided with four gas passage members 27. Each gas passage member 27 has a hollow tubular main body 28 and a hollow tubular branch 29 branched from the side surface of the main body 28. The hole of the branch portion 29 communicates with the hole of the main body portion 28. A gas pipe (not shown) is connected to the branch portion 29 of each gas passage member 27. Further, as shown in FIG. 2, the hole of the main body 28 of the gas passage member 27 arranged at the position of the bolt 22A forming the oxidant gas introduction manifold 161 communicates with the oxidant gas introduction manifold 161. The hole of the main body 28 of the gas passage member 27 arranged at the position of the bolt 22B forming the oxidant gas discharge manifold 162 communicates with the oxidant gas discharge manifold 162. Further, as shown in FIG. 3, the hole of the main body 28 of the gas passage member 27 arranged at the position of the bolt 22D forming the fuel gas introduction manifold 171 communicates with the fuel gas introduction manifold 171 and fuel gas. The hole of the main body 28 of the gas passage member 27 arranged at the position of the bolt 22E forming the discharge manifold 172 communicates with the fuel gas discharge manifold 172.

(エンドプレート104,106の構成)
一対のエンドプレート104,106は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。一方のエンドプレート104は、最も上に位置する発電単位102の上側に配置され、他方のエンドプレート106は、最も下に位置する発電単位102の下側に配置されている。一対のエンドプレート104,106によって複数の発電単位102が押圧された状態で挟持されている。上側のエンドプレート104は、燃料電池スタック100のプラス側の出力端子として機能し、下側のエンドプレート106は、燃料電池スタック100のマイナス側の出力端子として機能する。
(Structure of end plates 104 and 106)
The pair of end plates 104 and 106 are substantially rectangular flat plate-shaped conductive members, and are made of, for example, stainless steel. One end plate 104 is arranged above the power generation unit 102 located at the top, and the other end plate 106 is arranged below the power generation unit 102 located at the bottom. A plurality of power generation units 102 are held in a pressed state by a pair of end plates 104 and 106. The upper end plate 104 functions as a positive output terminal of the fuel cell stack 100, and the lower end plate 106 functions as a negative output terminal of the fuel cell stack 100.

(発電単位102の構成)
図4は、図2に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のXZ断面構成を示す説明図であり、図5は、図3に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のYZ断面構成を示す説明図である。また、図6は、図4のVI−VIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図であり、図7は、図4のVII−VIIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図であり、図8は、図4のVIII−VIIIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。
(Structure of power generation unit 102)
FIG. 4 is an explanatory view showing an XZ cross-sectional configuration of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 2, and FIG. 5 is an explanatory view showing an XZ cross-sectional configuration at the same position as the cross section shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the YZ cross-sectional structure of two power generation units 102. Further, FIG. 6 is an explanatory view showing the XY cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the position of VI-VI in FIG. 4, and FIG. 7 is an explanatory view showing the XY cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the position of VII-VII in FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an XY cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the position of VIII-VIII in FIG.

図4および図5に示すように、発電単位102は、燃料電池単セル(以下、「単セル」という)110と、セパレータ120と、空気極側フレーム130と、燃料極側フレーム140と、燃料極側集電体144と、発電単位102の最上層および最下層を構成する一対のインターコネクタ150とを備えている。セパレータ120、空気極側フレーム130、燃料極側フレーム140、インターコネクタ150におけるZ軸方向回りの周縁部には、上述したボルト22が挿入される連通孔108に対応する孔が形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the power generation unit 102 includes a fuel cell single cell (hereinafter referred to as “single cell”) 110, a separator 120, an air electrode side frame 130, a fuel electrode side frame 140, and fuel. It includes a polar collector 144 and a pair of interconnectors 150 that form the top and bottom layers of the power generation unit 102. Holes corresponding to the communication holes 108 into which the bolts 22 described above are inserted are formed on the peripheral edges of the separator 120, the air pole side frame 130, the fuel pole side frame 140, and the interconnector 150 around the Z-axis direction.

図6に示すように、インターコネクタ150は、Z軸方向視で略矩形の外形を有する導電性部材であり、例えばフェライト系ステンレスにより形成されている。インターコネクタ150は、発電単位102間の電気的導通を確保すると共に、発電単位102間での反応ガスの混合を防止する。なお、本実施形態では、2つの発電単位102が隣接して配置されている場合、1つのインターコネクタ150は、隣接する2つの発電単位102に共有されている。すなわち、ある発電単位102における上側のインターコネクタ150は、その発電単位102の上側に隣接する他の発電単位102における下側のインターコネクタ150と同一部材である。また、燃料電池スタック100はエンドプレート106を備えているため、燃料電池スタック100において最も下に位置する発電単位102は下側のインターコネクタ150を備えていない(図2および図3参照)。 As shown in FIG. 6, the interconnector 150 is a conductive member having a substantially rectangular outer shape in the Z-axis direction, and is made of, for example, ferritic stainless steel. The interconnector 150 ensures electrical continuity between the power generation units 102 and prevents mixing of reaction gases between the power generation units 102. In the present embodiment, when two power generation units 102 are arranged adjacent to each other, one interconnector 150 is shared by two adjacent power generation units 102. That is, the upper interconnector 150 in a certain power generation unit 102 is the same member as the lower interconnector 150 in another power generation unit 102 adjacent to the upper side of the power generation unit 102. Further, since the fuel cell stack 100 includes the end plate 106, the power generation unit 102 located at the bottom of the fuel cell stack 100 does not have the lower interconnector 150 (see FIGS. 2 and 3).

図4から図7に示すように、インターコネクタ150における単セル110に対向する部分には、下方向に突出する凸部152(以下、「空気極側凸部152」という)と、空気極側凸部152の上側に配置され、空気極側凸部152側に凹んだ凹部154(以下、「燃料極側凹部154」という)との組合せが複数形成されている。また、隣り合う2つの空気極側凸部152の間には凹部156(以下、「空気極側凹部156」という)が形成され、隣り合う2つの燃料極側凹部154の間には凸部158(以下、「燃料極側凸部158」という)が形成されている。すなわち、インターコネクタ150には、上方向に突出する燃料極側凸部158と、燃料極側凸部158の下側に配置され、燃料極側凸部158側に凹んだ空気極側凹部156との組合せも複数形成されている。インターコネクタ150に形成された複数の燃料極側凸部158は、特許請求の範囲における複数の凸部に相当し、インターコネクタ150に形成された複数の燃料極側凹部154は、複数の凹部に相当する。 As shown in FIGS. 4 to 7, the portion of the interconnector 150 facing the single cell 110 has a convex portion 152 protruding downward (hereinafter referred to as “air pole side convex portion 152”) and an air pole side. A plurality of combinations with a recess 154 (hereinafter, referred to as "fuel pole side recess 154") which is arranged on the upper side of the convex portion 152 and is recessed on the air pole side convex portion 152 side are formed. Further, a recess 156 (hereinafter referred to as "air pole side recess 156") is formed between two adjacent air pole side convex portions 152, and a convex portion 158 is formed between two adjacent fuel pole side concave portions 154. (Hereinafter, referred to as "fuel electrode side convex portion 158") is formed. That is, the interconnector 150 has a fuel pole side convex portion 158 protruding upward and an air pole side concave portion 156 arranged below the fuel pole side convex portion 158 and recessed toward the fuel pole side convex portion 158. A plurality of combinations of are also formed. The plurality of fuel pole side convex portions 158 formed on the interconnector 150 correspond to the plurality of convex portions within the claims, and the plurality of fuel pole side concave portions 154 formed on the interconnector connector 150 are formed on the plurality of concave portions. Equivalent to.

ある発電単位102における下側のインターコネクタ150に形成された各燃料極側凸部158は、該発電単位102の燃料極側集電体144に直接的または間接的に接触している。また、該インターコネクタ150における各空気極側凸部152は、下側に隣り合う他の発電単位102の空気極114に直接的または間接的に接触している。そのため、インターコネクタ150によって、発電単位102間の電気的導通が確保される。なお、ある発電単位102における下側のインターコネクタ150に形成された各燃料極側凹部154は、該発電単位102の燃料極116に面する燃料室176の一部を構成し、ある発電単位102における上側のインターコネクタ150に形成された各空気極側凹部156は、該発電単位102の空気極114に面する空気室166の一部を構成する。 Each fuel pole side convex portion 158 formed on the lower interconnector 150 of a power generation unit 102 is in direct or indirect contact with the fuel pole side current collector 144 of the power generation unit 102. Further, each air electrode side convex portion 152 of the interconnector 150 is in direct or indirect contact with the air electrode 114 of another power generation unit 102 adjacent to the lower side. Therefore, the interconnector 150 ensures electrical continuity between the power generation units 102. Each fuel pole side recess 154 formed in the lower interconnector 150 of a certain power generation unit 102 constitutes a part of a fuel chamber 176 facing the fuel pole 116 of the power generation unit 102, and a certain power generation unit 102. Each air electrode side recess 156 formed in the upper interconnector 150 in the above constitutes a part of the air chamber 166 facing the air electrode 114 of the power generation unit 102.

図6に示すように、本実施形態では、燃料極側凹部154および空気極側凸部152は、Z軸方向視で、X軸方向における長さがY軸方向(後述する燃料室176における主たるガス流れ方向である第2の方向)における長さより長い細長形状となっている。また、燃料極側凹部154および空気極側凸部152は、Z軸方向視で、X軸方向とY軸方向とに並ぶ格子状に配置されている。 As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the fuel pole side concave portion 154 and the air pole side convex portion 152 have a length in the X-axis direction in the Y-axis direction (mainly in the fuel chamber 176 described later) in the Z-axis direction. It has an elongated shape that is longer than the length in the second direction, which is the gas flow direction). Further, the fuel pole side concave portion 154 and the air pole side convex portion 152 are arranged in a grid pattern arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction in the Z-axis direction.

本実施形態では、インターコネクタ150は、平板形状の金属材料にプレス加工を施し、空気極側凸部152と燃料極側凹部154との複数の組合せ、および、燃料極側凸部158と空気極側凹部156との複数の組合せを形成することによって製造される。より具体的には、プレス加工によって形成された隣り合う2つの空気極側凸部152間の箇所が、空気極側凹部156となり、プレス加工によって形成された隣り合う2つの燃料極側凹部154間の箇所が、燃料極側凸部158となる。インターコネクタ150の凸部や凹部をプレス加工により形成することにより、例えばエッチング等の他の方法を用いる場合と比較して、製造工程の効率化を図ることができる。 In the present embodiment, the interconnector 150 is made by pressing a flat metal material to form a plurality of combinations of the air electrode side convex portion 152 and the fuel electrode side concave portion 154, and the fuel electrode side convex portion 158 and the air electrode. Manufactured by forming a plurality of combinations with the side recesses 156. More specifically, the portion between the two adjacent air pole side convex portions 152 formed by the press working becomes the air pole side concave portion 156, and the portion between the two adjacent fuel pole side concave portions 154 formed by the press working. Is the fuel electrode side convex portion 158. By forming the convex portions and concave portions of the interconnector 150 by press working, the efficiency of the manufacturing process can be improved as compared with the case where other methods such as etching are used.

単セル110は、電解質層112と、電解質層112を挟んで上下方向(発電単位102が並ぶ配列方向)に互いに対向する空気極(カソード)114および燃料極(アノード)116とを備える。なお、本実施形態の単セル110は、燃料極116で電解質層112および空気極114を支持する燃料極支持形の単セルである。 The single cell 110 includes an electrolyte layer 112, an air electrode (cathode) 114 and a fuel electrode (anode) 116 facing each other in the vertical direction (arrangement direction in which the power generation units 102 are arranged) with the electrolyte layer 112 in between. The single cell 110 of the present embodiment is a fuel pole support type single cell in which the fuel pole 116 supports the electrolyte layer 112 and the air pole 114.

電解質層112は、Z軸方向視で略矩形の平板形状部材であり、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)、SDC(サマリウムドープセリア)、GDC(ガドリニウムドープセリア)、ペロブスカイト型酸化物等の固体酸化物により形成されている。このように、本実施形態の単セル110(発電単位102)は、電解質として固体酸化物を用いる固体酸化物形燃料電池(SOFC)である。空気極114は、Z軸方向視で電解質層112より小さい略矩形の平板形状部材であり、例えば、ペロブスカイト型酸化物(例えばLSCF(ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物)、LSM(ランタンストロンチウムマンガン酸化物)、LNF(ランタンニッケル鉄))により形成されている。燃料極116は、Z方向視で電解質層112と略同一の大きさの略矩形の平板形状部材であり、例えば、Ni(ニッケル)、Niとセラミック粒子からなるサーメット、Ni基合金等により形成されている。燃料極116は、特許請求の範囲における特定電極に相当する。 The electrolyte layer 112 is a flat plate-shaped member substantially rectangular in the Z-axis direction, and is, for example, YSZ (yttria-stabilized zirconia), ScSZ (scandia-stabilized zirconia), SDC (samarium-doped ceria), GDC (gadolinium-doped ceria). , Is formed of solid oxides such as perovskite-type oxides. As described above, the single cell 110 (power generation unit 102) of the present embodiment is a solid oxide fuel cell (SOFC) that uses a solid oxide as an electrolyte. The air electrode 114 is a substantially rectangular flat plate-shaped member smaller than the electrolyte layer 112 in the Z-axis direction, and is, for example, a perovskite-type oxide (for example, LSCF (lanternstrontium cobalt iron oxide), LSM (lanternstrontium manganese oxide)). , LNF (Lantern Nickel Iron)). The fuel electrode 116 is a substantially rectangular flat plate-shaped member having substantially the same size as the electrolyte layer 112 in the Z direction, and is formed of, for example, Ni (nickel), a cermet composed of Ni and ceramic particles, a Ni-based alloy, or the like. ing. The fuel electrode 116 corresponds to a specific electrode in the claims.

セパレータ120は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔121が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。セパレータ120における孔121の周囲部分は、電解質層112における空気極114の側の表面の周縁部に対向している。セパレータ120は、その対向した部分に配置されたロウ材(例えばAgロウ)により形成された接合部124により、電解質層112(単セル110)と接合されている。セパレータ120により、空気極114に面する空気室166と燃料極116に面する燃料室176とが区画され、単セル110の周縁部における一方の電極側から他方の電極側へのガスのリークが抑制される。 The separator 120 is a frame-shaped member in which a substantially rectangular hole 121 penetrating in the vertical direction is formed near the center, and is made of metal, for example. The peripheral portion of the hole 121 in the separator 120 faces the peripheral edge of the surface of the electrolyte layer 112 on the side of the air electrode 114. The separator 120 is bonded to the electrolyte layer 112 (single cell 110) by a bonding portion 124 formed of a brazing material (for example, Ag wax) arranged at the opposite portion thereof. The separator 120 partitions the air chamber 166 facing the air electrode 114 and the fuel chamber 176 facing the fuel electrode 116, and a gas leak from one electrode side to the other electrode side at the peripheral edge of the single cell 110. It is suppressed.

図7に示すように、空気極側フレーム130は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形のガス室用孔131が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、マイカ等の絶縁体により形成されている。空気極側フレーム130は、セパレータ120における電解質層112に対向する側とは反対側の表面の周縁部と、インターコネクタ150における空気極114に対向する側の表面の周縁部とに接触している。空気極側フレーム130によって、発電単位102に含まれる一対のインターコネクタ150間が電気的に絶縁される。 As shown in FIG. 7, the air electrode side frame 130 is a frame-shaped member in which a substantially rectangular gas chamber hole 131 penetrating in the vertical direction is formed near the center, and is formed of, for example, an insulator such as mica. Has been done. The air electrode side frame 130 is in contact with the peripheral edge of the surface of the separator 120 opposite to the side facing the electrolyte layer 112 and the peripheral edge of the surface of the interconnector 150 facing the air electrode 114. .. The air electrode side frame 130 electrically insulates between the pair of interconnectors 150 included in the power generation unit 102.

空気極側フレーム130のガス室用孔131は、空気極114に面する空気室166を構成する孔である。ガス室用孔131は、X軸方向に互いに対向する第1の内面IP1および第2の内面IP2を有する。また、空気極側フレーム130には、酸化剤ガス導入マニホールド161を構成する連通孔108に連通すると共にガス室用孔131の第1の内面IP1に開口する酸化剤ガス供給連通流路132と、酸化剤ガス排出マニホールド162を構成する連通孔108に連通すると共にガス室用孔131の第2の内面IP2に開口する酸化剤ガス排出連通流路133とが形成されている。本実施形態では、空気極側フレーム130に、3つの酸化剤ガス供給連通流路132と、3つの酸化剤ガス排出連通流路133とが形成されている。 The gas chamber hole 131 of the air electrode side frame 130 is a hole forming the air chamber 166 facing the air electrode 114. The gas chamber hole 131 has a first inner surface IP1 and a second inner surface IP2 facing each other in the X-axis direction. Further, the air electrode side frame 130 has an oxidant gas supply communication flow path 132 that communicates with the communication hole 108 constituting the oxidant gas introduction manifold 161 and opens to the first inner surface IP1 of the gas chamber hole 131. An oxidant gas discharge communication flow path 133 that communicates with the communication hole 108 constituting the oxidant gas discharge manifold 162 and opens to the second inner surface IP2 of the gas chamber hole 131 is formed. In the present embodiment, the air electrode side frame 130 is formed with three oxidant gas supply communication channels 132 and three oxidant gas discharge communication channels 133.

図8に示すように、燃料極側フレーム140は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形のガス室用孔141が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。燃料極側フレーム140は、セパレータ120における電解質層112に対向する側の表面の周縁部と、インターコネクタ150における燃料極116に対向する側の表面の周縁部とに接触している。 As shown in FIG. 8, the fuel electrode side frame 140 is a frame-shaped member in which a substantially rectangular gas chamber hole 141 penetrating in the vertical direction is formed near the center, and is formed of, for example, metal. The fuel electrode side frame 140 is in contact with the peripheral edge of the surface of the separator 120 facing the electrolyte layer 112 and the peripheral edge of the surface of the interconnector 150 facing the fuel electrode 116.

燃料極側フレーム140のガス室用孔141は、燃料極116に面する燃料室176を構成する孔である。ガス室用孔141は、Y軸方向に互いに対向する第3の内面IP3および第4の内面IP4を有する。また、燃料極側フレーム140には、燃料ガス導入マニホールド171を構成する連通孔108に連通すると共にガス室用孔141の第3の内面IP3に開口する燃料ガス供給連通流路142と、燃料ガス排出マニホールド172を構成する連通孔108に連通すると共にガス室用孔141の第4の内面IP4に開口する燃料ガス排出連通流路143とが形成されている。本実施形態では、燃料極側フレーム140に、3つの燃料ガス供給連通流路142と、3つの燃料ガス排出連通流路143とが形成されている。 The gas chamber hole 141 of the fuel electrode side frame 140 is a hole constituting the fuel chamber 176 facing the fuel electrode 116. The gas chamber hole 141 has a third inner surface IP3 and a fourth inner surface IP4 facing each other in the Y-axis direction. Further, the fuel electrode side frame 140 has a fuel gas supply communication flow path 142 that communicates with the communication hole 108 constituting the fuel gas introduction manifold 171 and opens to the third inner surface IP3 of the gas chamber hole 141, and the fuel gas. A fuel gas discharge communication flow path 143 that communicates with the communication hole 108 constituting the discharge manifold 172 and opens to the fourth inner surface IP4 of the gas chamber hole 141 is formed. In the present embodiment, the fuel electrode side frame 140 is formed with three fuel gas supply communication flow paths 142 and three fuel gas discharge communication flow paths 143.

燃料極側フレーム140は、特許請求の範囲におけるフレーム部材に相当し、ガス室用孔141は、特許請求の範囲におけるガス室用孔に相当する。また、燃料極側フレーム140に形成された連通孔108の内、燃料ガス導入マニホールド171を構成する連通孔108は、特許請求の範囲における供給側マニホールド用孔に相当し、燃料ガス排出マニホールド172を構成する連通孔108は、特許請求の範囲における排出側マニホールド用孔に相当する。また、燃料極側フレーム140に形成された燃料ガス供給連通流路142は、特許請求の範囲における供給側連通流路に相当し、燃料ガス排出連通流路143は、特許請求の範囲における排出側連通流路に相当する。 The fuel electrode side frame 140 corresponds to the frame member in the claims, and the gas chamber hole 141 corresponds to the gas chamber hole in the claims. Further, among the communication holes 108 formed in the fuel electrode side frame 140, the communication holes 108 constituting the fuel gas introduction manifold 171 correspond to the holes for the supply side manifold in the claims, and the fuel gas discharge manifold 172 is provided. The constituent communication holes 108 correspond to the discharge-side manifold holes in the claims. Further, the fuel gas supply communication flow path 142 formed in the fuel electrode side frame 140 corresponds to the supply side communication flow path in the claims, and the fuel gas discharge communication flow path 143 is the discharge side in the claims. Corresponds to the communication flow path.

燃料極側集電体144は、燃料室176内に配置されている。燃料極側集電体144は、インターコネクタ対向部146と、電極対向部145と、電極対向部145とインターコネクタ対向部146とをつなぐ連接部147とを備えており、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。図8における部分拡大図に示すように、燃料極側集電体144は、略矩形の平板部材(例えばニッケル箔)に切り込みを入れ、複数の矩形部分を曲げ起こすように加工することにより製造される。曲げ起こされた各矩形部分が電極対向部145となり、曲げ起こされた部分以外の穴OPが開いた状態の平板部分がインターコネクタ対向部146となり、電極対向部145とインターコネクタ対向部146とをつなぐ部分が連接部147となる。なお、図8における部分拡大図では、燃料極側集電体144の製造方法を示すため、一部の矩形部分について、曲げ起こし加工が完了する前の状態を示している。電極対向部145は、燃料極116における電解質層112に対向する側とは反対側の表面に接触しており、インターコネクタ対向部146は、インターコネクタ150における燃料極116に対向する側の表面に接触している。ただし、上述したように、燃料電池スタック100において最も下に位置する発電単位102は下側のインターコネクタ150を備えていないため、当該発電単位102におけるインターコネクタ対向部146は、下側のエンドプレート106に接触している。燃料極側集電体144は、このような構成であるため、燃料極116とインターコネクタ150(またはエンドプレート106)とを電気的に接続する。なお、燃料極側集電体144は、さらに、電極対向部145とインターコネクタ対向部146との間に配置されたスペーサー149を備える。スペーサー149は、例えばマイカにより形成されている。スペーサー149の存在により、電極対向部145等が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位102の変形に追随し、燃料極側集電体144を介した燃料極116とインターコネクタ150(またはエンドプレート106)との電気的接続が良好に維持される。燃料極側集電体144は、特許請求の範囲における集電体に相当する。 The fuel electrode side current collector 144 is arranged in the fuel chamber 176. The fuel electrode side current collector 144 includes an interconnector facing portion 146, an electrode facing portion 145, and a connecting portion 147 connecting the electrode facing portion 145 and the interconnector facing portion 146. For example, nickel or nickel alloy. , Stainless steel, etc. As shown in the partially enlarged view in FIG. 8, the fuel electrode side current collector 144 is manufactured by making a cut in a substantially rectangular flat plate member (for example, nickel foil) and processing the plurality of rectangular portions so as to bend them up. Rectangle. Each of the bent rectangular portions becomes the electrode facing portion 145, and the flat plate portion in which the hole OP other than the bent portion is opened becomes the interconnector facing portion 146, and the electrode facing portion 145 and the interconnector facing portion 146 are formed. The connecting portion becomes the connecting portion 147. In the partially enlarged view of FIG. 8, in order to show the manufacturing method of the fuel electrode side current collector 144, a state before the bending raising process is completed is shown for a part of the rectangular portions. The electrode facing portion 145 is in contact with the surface of the fuel pole 116 opposite to the side facing the electrolyte layer 112, and the interconnector facing portion 146 is on the surface of the interconnector 150 facing the fuel pole 116. Are in contact. However, as described above, since the power generation unit 102 located at the bottom of the fuel cell stack 100 does not have the lower interconnector 150, the interconnector facing portion 146 in the power generation unit 102 is the lower end plate. It is in contact with 106. Since the fuel pole side current collector 144 has such a configuration, the fuel pole 116 and the interconnector 150 (or the end plate 106) are electrically connected to each other. The fuel electrode side current collector 144 further includes a spacer 149 arranged between the electrode facing portion 145 and the interconnector facing portion 146. The spacer 149 is formed of, for example, mica. Due to the presence of the spacer 149, the electrode facing portion 145 and the like follow the deformation of the power generation unit 102 due to the temperature cycle and the reaction gas pressure fluctuation, and the fuel pole 116 and the interconnector 150 (or the end plate) via the fuel pole side current collector 144 The electrical connection with 106) is well maintained. The fuel electrode side current collector 144 corresponds to a current collector within the scope of the claims.

図4および図5に示すように、インターコネクタ150の空気極114側の表面は、導電性のコート136によって覆われている。コート136は、例えば、スピネル型酸化物(例えば、MnCo、ZnMn、CuMn等)により形成されている。インターコネクタ150の表面へのコート136の形成は、例えば、スプレーコート、インクジェット印刷、スピンコート、ディップコート、めっき、スパッタリング、溶射等の周知の方法で実行される。コート136の存在により、インターコネクタ150の表面からCrが放出されて拡散する「Cr拡散」と呼ばれる現象の発生が抑制され、インターコネクタ150がCr欠乏によって異常酸化したり、拡散したCrが空気極114の表面に付着して空気極114での電極反応速度が低下する「空気極のCr被毒」と呼ばれる現象が発生したりすることを抑制することができる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the surface of the interconnector 150 on the air electrode 114 side is covered with a conductive coat 136. Coating 136, for example, spinel-type oxides (e.g., MnCo 2 O 4, ZnMn 2 O 4, CuMn 2 O 4 , etc.) are formed by. The formation of the coat 136 on the surface of the interconnector 150 is performed by well-known methods such as spray coating, inkjet printing, spin coating, dip coating, plating, sputtering, and thermal spraying. The presence of the coat 136 suppresses the occurrence of a phenomenon called "Cr diffusion" in which Cr is released from the surface of the interconnector 150 and diffuses, and the interconnector 150 is abnormally oxidized due to Cr deficiency, or the diffused Cr is an air electrode. It is possible to suppress the occurrence of a phenomenon called "Cr poisoning of the air electrode" that adheres to the surface of the 114 and reduces the electrode reaction rate at the air electrode 114.

空気極114とインターコネクタ150(より詳細には、インターコネクタ150の各空気極側凸部152)とは、導電性の接合層138により接合されている。接合層138は、例えば、スピネル型酸化物(例えば、Mn1.5Co1.5やMnCo、ZnCo、ZnMn、ZnMnCoO、CuMn)により形成されている。接合層138により、空気極114とインターコネクタ150とが電気的に接続される。先に、インターコネクタ150は空気極114の表面と接触していると説明したが、本実施形態においては、コート136に覆われたインターコネクタ150と空気極114との間には接合層138が介在している。 The air electrode 114 and the interconnector 150 (more specifically, each air electrode side convex portion 152 of the interconnector 150) are bonded by a conductive bonding layer 138. The bonding layer 138 is formed of, for example, a spinel-type oxide (for example, Mn 1.5 Co 1.5 O 4 or Mn Co 2 O 4 , ZnCo 2 O 4 , ZnMn 2 O 4 , ZnMn CoO 4 , Cumn 2 O 4 ). Has been done. The bonding layer 138 electrically connects the air electrode 114 and the interconnector 150. Earlier, it was explained that the interconnector 150 is in contact with the surface of the air electrode 114, but in the present embodiment, a bonding layer 138 is formed between the interconnector 150 covered with the coat 136 and the air electrode 114. It is intervening.

A−2.燃料電池スタック100の動作:
図2および図4に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド161の位置に設けられたガス通路部材27の分岐部29に接続されたガス配管(図示せず)を介して酸化剤ガスOGが供給されると、酸化剤ガスOGは、ガス通路部材27の分岐部29および本体部28の孔を介して酸化剤ガス導入マニホールド161に供給され、酸化剤ガス導入マニホールド161から各発電単位102の酸化剤ガス供給連通流路132を介して、空気室166に供給される。また、図3および図5に示すように、燃料ガス導入マニホールド171の位置に設けられたガス通路部材27の分岐部29に接続されたガス配管(図示せず)を介して燃料ガスFGが供給されると、燃料ガスFGは、ガス通路部材27の分岐部29および本体部28の孔を介して燃料ガス導入マニホールド171に供給され、燃料ガス導入マニホールド171から各発電単位102の燃料ガス供給連通流路142を介して、燃料室176に供給される。
A-2. Operation of fuel cell stack 100:
As shown in FIGS. 2 and 4, the oxidant gas OG is supplied via a gas pipe (not shown) connected to the branch portion 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the oxidant gas introduction manifold 161. Then, the oxidant gas OG is supplied to the oxidant gas introduction manifold 161 through the holes of the branch portion 29 and the main body portion 28 of the gas passage member 27, and the oxidizer gas introduction manifold 161 oxidizes each power generation unit 102. It is supplied to the air chamber 166 via the agent gas supply communication flow path 132. Further, as shown in FIGS. 3 and 5, the fuel gas FG is supplied via a gas pipe (not shown) connected to the branch portion 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the fuel gas introduction manifold 171. Then, the fuel gas FG is supplied to the fuel gas introduction manifold 171 through the holes of the branch portion 29 and the main body portion 28 of the gas passage member 27, and the fuel gas supply communication of each power generation unit 102 is performed from the fuel gas introduction manifold 171. It is supplied to the fuel chamber 176 via the flow path 142.

各発電単位102の空気室166に酸化剤ガスOGが供給され、燃料室176に燃料ガスFGが供給されると、単セル110において酸化剤ガスOGおよび燃料ガスFGの電気化学反応による発電が行われる。この発電反応は発熱反応である。各発電単位102において、単セル110の空気極114は接合層138を介して一方のインターコネクタ150に電気的に接続され、燃料極116は燃料極側集電体144を介して他方のインターコネクタ150に電気的に接続されている。また、燃料電池スタック100に含まれる複数の発電単位102は、電気的に直列に接続されている。そのため、燃料電池スタック100の出力端子として機能するエンドプレート104,106から、各発電単位102において生成された電気エネルギーが取り出される。なお、SOFCは、比較的高温(例えば700℃から1000℃)で発電が行われることから、起動後、発電により発生する熱で高温が維持できる状態になるまで、燃料電池スタック100が加熱器(図示せず)により加熱されてもよい。 When the oxidant gas OG is supplied to the air chamber 166 of each power generation unit 102 and the fuel gas FG is supplied to the fuel chamber 176, power is generated by the electrochemical reaction of the oxidant gas OG and the fuel gas FG in the single cell 110. Will be. This power generation reaction is an exothermic reaction. In each power generation unit 102, the air pole 114 of the single cell 110 is electrically connected to one interconnector 150 via the junction layer 138, and the fuel pole 116 is connected to the other interconnector via the fuel pole side current collector 144. It is electrically connected to 150. Further, the plurality of power generation units 102 included in the fuel cell stack 100 are electrically connected in series. Therefore, the electric energy generated in each power generation unit 102 is taken out from the end plates 104 and 106 that function as the output terminals of the fuel cell stack 100. Since the SOFC generates electricity at a relatively high temperature (for example, 700 ° C. to 1000 ° C.), the fuel cell stack 100 is a heater (for example, until the high temperature can be maintained by the heat generated by the power generation after the start-up. (Not shown) may be heated.

各発電単位102の空気室166から排出された酸化剤オフガスOOGは、図2および図4に示すように、酸化剤ガス排出連通流路133を介して酸化剤ガス排出マニホールド162に排出され、さらに酸化剤ガス排出マニホールド162の位置に設けられたガス通路部材27の本体部28および分岐部29の孔を経て、当該分岐部29に接続されたガス配管(図示せず)を介して燃料電池スタック100の外部に排出される。また、各発電単位102の燃料室176から排出された燃料オフガスFOGは、図3および図5に示すように、燃料ガス排出連通流路143を介して燃料ガス排出マニホールド172に排出され、さらに燃料ガス排出マニホールド172の位置に設けられたガス通路部材27の本体部28および分岐部29の孔を経て、当該分岐部29に接続されたガス配管(図示しない)を介して燃料電池スタック100の外部に排出される。 As shown in FIGS. 2 and 4, the oxidant off-gas OOG discharged from the air chamber 166 of each power generation unit 102 is discharged to the oxidant gas discharge manifold 162 via the oxidant gas discharge communication flow path 133, and further. The fuel cell stack passes through the holes of the main body 28 and the branch 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the oxidant gas discharge manifold 162, and via the gas pipe (not shown) connected to the branch 29. It is discharged to the outside of 100. Further, as shown in FIGS. 3 and 5, the fuel off-gas FOG discharged from the fuel chamber 176 of each power generation unit 102 is discharged to the fuel gas discharge manifold 172 via the fuel gas discharge communication flow path 143, and further fuel. The outside of the fuel cell stack 100 via the holes of the main body 28 and the branch 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the gas discharge manifold 172, and the gas pipe (not shown) connected to the branch 29. Is discharged to.

なお、図8に示すように、本実施形態の燃料電池スタック100を構成する各発電単位102では、燃料室176における燃料ガスFGの主たる流れ方向は、概ねY軸正方向側からY軸負方向側に向かう方向である。燃料室176における燃料ガスFGの主たる流れ方向は、例えば、燃料ガス供給連通流路142のガス室用孔141の第3の内面IP3への開口の中点MP1から、燃料ガス排出連通流路143のガス室用孔141の第4の内面IP4への開口の中点MP2に向かう方向として特定することができる。ここで、本実施形態では、燃料極側フレーム140に燃料ガス供給連通流路142が複数(3つ)形成されているが、そのような場合には、上述した燃料ガス供給連通流路142のガス室用孔141の第3の内面IP3への開口の中点MP1とは、複数の燃料ガス供給連通流路142のガス室用孔141の第3の内面IP3への開口から構成される開口群の両端点(EP11,EP12)を結ぶ線分の中点を意味する。同様に、本実施形態では、燃料極側フレーム140に燃料ガス排出連通流路143が複数(3つ)形成されているが、そのような場合には、上述した燃料ガス排出連通流路143のガス室用孔141の第4の内面IP4への開口の中点MP2とは、複数の燃料ガス排出連通流路143のガス室用孔141の第4の内面IP4への開口から構成される開口群の両端点(EP21,EP22)を結ぶ線分の中点を意味する。 As shown in FIG. 8, in each power generation unit 102 constituting the fuel cell stack 100 of the present embodiment, the main flow direction of the fuel gas FG in the fuel chamber 176 is generally from the Y-axis positive direction side to the Y-axis negative direction. The direction is toward the side. The main flow direction of the fuel gas FG in the fuel chamber 176 is, for example, from the midpoint MP1 of the opening of the gas chamber hole 141 of the gas chamber hole 141 of the fuel gas supply communication flow path 142 to the third inner surface IP3 to the fuel gas discharge communication flow path 143. It can be specified as the direction toward the midpoint MP2 of the opening to the fourth inner surface IP4 of the gas chamber hole 141. Here, in the present embodiment, a plurality (three) fuel gas supply communication flow paths 142 are formed in the fuel electrode side frame 140, but in such a case, the fuel gas supply communication flow path 142 described above The midpoint MP1 of the opening of the gas chamber hole 141 to the third inner surface IP3 is an opening composed of an opening of the gas chamber hole 141 of the plurality of fuel gas supply communication channels 142 to the third inner surface IP3. It means the midpoint of the line connecting both end points (EP11, EP12) of the group. Similarly, in the present embodiment, a plurality (three) fuel gas discharge communication flow paths 143 are formed in the fuel electrode side frame 140, but in such a case, the fuel gas discharge communication flow path 143 described above The midpoint MP2 of the opening of the gas chamber hole 141 to the fourth inner surface IP4 is an opening composed of an opening of the gas chamber hole 141 of the plurality of fuel gas discharge communication flow paths 143 to the fourth inner surface IP4. It means the midpoint of the line connecting both end points (EP21, EP22) of the group.

また、本実施形態では、Z軸方向視で、燃料ガス供給連通流路142が開口するガス室用孔141の第3の内面IP3は、略直線状部分を有し、かつ、燃料ガス排出連通流路143が開口するガス室用孔141の第4の内面IP4は、上記第3の内面IP3の略直線状部分と略平行な略直線状部分を有する。そのため、燃料室176における燃料ガスFGの主たる流れ方向は、例えば、Z軸方向視で、ガス室用孔141の第3の内面IP3における略直線状部分と、ガス室用孔141の第4の内面IP4における略直線状部分と、が対向する方向としても特定することができる。すなわち、燃料室176における燃料ガスFGの主たる流れ方向は、Z軸方向視で、ガス室用孔141の内周面の内、燃料ガス供給連通流路142が開口する第3の内面IP3における略直線状部分から、燃料ガス排出連通流路143が開口する第4の内面IP4における略直線状部分であって、上記第3の内面IP3における略直線状部分に略平行な略直線状部分に向かう方向であると言える。 Further, in the present embodiment, the third inner surface IP3 of the gas chamber hole 141 in which the fuel gas supply communication flow path 142 opens in the Z-axis direction has a substantially linear portion and the fuel gas discharge communication. The fourth inner surface IP4 of the gas chamber hole 141 through which the flow path 143 opens has a substantially linear portion substantially parallel to the substantially linear portion of the third inner surface IP3. Therefore, the main flow directions of the fuel gas FG in the fuel chamber 176 are, for example, a substantially linear portion of the third inner surface IP3 of the gas chamber hole 141 and the fourth of the gas chamber hole 141 in the Z-axis direction. It can also be specified as the direction in which the substantially linear portion of the inner surface IP4 faces. That is, the main flow direction of the fuel gas FG in the fuel chamber 176 is abbreviated in the third inner surface IP3 in which the fuel gas supply communication flow path 142 opens in the inner peripheral surface of the gas chamber hole 141 in the Z-axis direction. From the linear portion, the substantially linear portion on the fourth inner surface IP4 through which the fuel gas discharge communication flow path 143 opens, and toward the substantially linear portion substantially parallel to the substantially linear portion on the third inner surface IP3. It can be said that it is a direction.

上述した各方法により特定される燃料室176における燃料ガスFGの主たる流れ方向は、特許請求の範囲における第2の方向に相当する。 The main flow direction of the fuel gas FG in the fuel chamber 176 specified by each of the above methods corresponds to the second direction in the claims.

A−3.インターコネクタ150および燃料極側集電体144の詳細構成:
図9は、インターコネクタ150および燃料極側集電体144の詳細構成を示す説明図である。図9には、図2のX1部における発電単位102のXZ断面構成が拡大して示されている。上述したように、燃料室176における燃料ガスFGの主たる流れ方向はY軸方向であるため、図9に示されたXZ断面は、該主たる流れ方向に直交し、かつ、単セル110における空気極114と燃料極116との対向方向(Z軸方向)に平行な断面である。図9に示されたXZ断面は、特許請求の範囲における特定断面に相当する。
A-3. Detailed configuration of interconnector 150 and fuel electrode side current collector 144:
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of the interconnector 150 and the fuel electrode side current collector 144. FIG. 9 shows an enlarged XZ cross-sectional configuration of the power generation unit 102 in the X1 part of FIG. As described above, since the main flow direction of the fuel gas FG in the fuel chamber 176 is the Y-axis direction, the XZ cross section shown in FIG. 9 is orthogonal to the main flow direction and the air electrode in the single cell 110. The cross section is parallel to the facing direction (Z-axis direction) of 114 and the fuel electrode 116. The XZ cross section shown in FIG. 9 corresponds to a specific cross section within the scope of claims.

上述したように、燃料極側集電体144は、電極対向部145とインターコネクタ対向部146と連接部147とスペーサー149とを備えている。以下の説明では、燃料極側集電体144における1つの電極対向部145と、該電極対向部145に接続された連接部147と、Z軸方向において該電極対向部145に重なるインターコネクタ対向部146およびスペーサー149の部分とを、合わせて集電部148という。燃料極側集電体144は、複数の集電部148を有する。複数の集電部148のそれぞれは、燃料極116の表面に導通している。また、集電部148と集電部148との間は、燃料極116に面するガス流路空間210として機能する。すなわち、複数の集電部148は、燃料極116に面するガス流路空間210を挟んで並んでいる。なお、集電部148は、ガス透過性を有さないように構成される。ここで、ガス透過性を有さない構成とは、ガスを実質的に透過しない構成をいう。換言すれば、ガスと接したときに該ガスの流れを変更する構成である。例えば、集電部148を構成する電極対向部145と連接部147とインターコネクタ対向部146とをニッケル箔により形成し、集電部148を構成するスペーサー149をマイカにより形成すると、集電部148はガス透過性を有さない構成となる。集電部148はガス透過性を有さないように構成されるため、燃料室176において、集電部148を間に挟んだ2つの流路間の燃料ガスFGの流れが制限される。集電部148の平均密度は、例えば、1g/cm〜10g/cmである。また、燃料室176における燃料ガスFGの主たる流れ方向(Y軸方向)に直交し、かつ、単セル110における空気極114と燃料極116との対向方向(Z軸方向)に平行な断面(例えば、図9に示されたXZ断面)において、Z軸方向において電極対向部145と重なり、かつ、燃料極116の表面とインターコネクタ150の燃料極側凸部158の頂点の位置との間に位置する部分(図9のS1部)の断面積に占める集電部148の断面積の割合は、例えば、30%以上である。 As described above, the fuel electrode side current collector 144 includes an electrode facing portion 145, an interconnector facing portion 146, a connecting portion 147, and a spacer 149. In the following description, one electrode facing portion 145 in the fuel electrode side current collector 144, a connecting portion 147 connected to the electrode facing portion 145, and an interconnector facing portion overlapping the electrode facing portion 145 in the Z-axis direction. The portion of the 146 and the spacer 149 are collectively referred to as a current collector 148. The fuel electrode side current collector 144 has a plurality of current collectors 148. Each of the plurality of current collectors 148 conducts to the surface of the fuel electrode 116. Further, the space between the current collector 148 and the current collector 148 functions as a gas flow path space 210 facing the fuel electrode 116. That is, the plurality of current collectors 148 are lined up with the gas flow path space 210 facing the fuel electrode 116 interposed therebetween. The current collector 148 is configured so as not to have gas permeability. Here, the configuration having no gas permeability means a configuration that does not substantially permeate the gas. In other words, it is configured to change the flow of the gas when it comes into contact with the gas. For example, when the electrode facing portion 145 constituting the current collecting portion 148, the connecting portion 147, and the interconnector facing portion 146 are formed of nickel foil, and the spacer 149 forming the current collecting portion 148 is formed of mica, the current collecting portion 148 is formed. Has a configuration that does not have gas permeability. Since the current collector 148 is configured so as not to have gas permeability, the flow of the fuel gas FG between the two flow paths sandwiching the current collector 148 is restricted in the fuel chamber 176. The average density of the collector part 148 is, for example, 1g / cm 3 ~10g / cm 3 . Further, a cross section (for example, Z-axis direction) orthogonal to the main flow direction (Y-axis direction) of the fuel gas FG in the fuel chamber 176 and parallel to the facing direction (Z-axis direction) between the air pole 114 and the fuel pole 116 in the single cell 110. (XZ cross section shown in FIG. 9), it overlaps with the electrode facing portion 145 in the Z-axis direction, and is located between the surface of the fuel pole 116 and the position of the apex of the fuel pole side convex portion 158 of the interconnector 150. The ratio of the cross-sectional area of the current collecting unit 148 to the cross-sectional area of the portion (S1 part in FIG. 9) is, for example, 30% or more.

本実施形態の発電単位102では、図9に示されたXZ断面において、インターコネクタ150に形成された燃料極側凸部158と燃料極116との間に、燃料極側集電体144の集電部148が位置しておらず、集電部148と集電部148との間に形成されたガス流路空間210が存在する。なお、燃料極側凸部158と燃料極116との間にガス流路空間210が存在するとは、必ずしも燃料極側凸部158の幅方向(X軸方向)の全体と燃料極116との間にガス流路空間210が存在する形態に限られず、燃料極側凸部158の幅方向の一部分と燃料極116との間にガス流路空間210が存在し、燃料極側凸部158の幅方向の残りの一部分と燃料極116との間には集電部148が位置する形態を含む。 In the power generation unit 102 of the present embodiment, in the XZ cross section shown in FIG. 9, the fuel pole side current collector 144 is collected between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 formed on the interconnector 150. The current collector 148 is not located, and there is a gas flow path space 210 formed between the current collector 148 and the current collector 148. The existence of the gas flow path space 210 between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 does not necessarily mean that the entire width direction (X-axis direction) of the fuel pole side convex portion 158 is between the fuel pole 116. The gas flow path space 210 is not limited to the form in which the gas flow path space 210 exists, and the gas flow path space 210 exists between a part of the fuel pole side convex portion 158 in the width direction and the fuel pole 116, and the width of the fuel pole side convex portion 158. Includes a form in which the current collector 148 is located between the remaining portion of the direction and the fuel pole 116.

また、本実施形態の発電単位102では、図9に示されたXZ断面において、インターコネクタ150の燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210が、該燃料極側凸部158の一方側(例えば、X軸正方向側)に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220と、該燃料極側凸部158の他方側(例えば、X軸負方向側)に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220とに連通している。すなわち、燃料極側凸部158の幅方向(X軸方向)の両側に、該燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210と燃料極側凹部154内の空間220とを連通する隙間230が存在している。なお、ある燃料極側凸部158の一方側(例えば、X軸正方向側)に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220は、特許請求の範囲における第1の凹部内の第1の空間に相当し、該燃料極側凸部158の他方側(例えば、X軸正負向側)に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220は、特許請求の範囲における第2の凹部内の第2の空間に相当する。 Further, in the power generation unit 102 of the present embodiment, in the XZ cross section shown in FIG. 9, the gas flow path space 210 existing between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 of the interconnector 150 is the fuel. Space 220 in the fuel pole side recess 154 adjacent to one side of the pole side convex portion 158 (for example, the X-axis positive direction side) and the other side of the fuel pole side convex portion 158 (for example, the X-axis negative direction side). It communicates with the space 220 in the fuel electrode side recess 154 adjacent to the above. That is, on both sides of the fuel pole side convex portion 158 in the width direction (X-axis direction), in the gas flow path space 210 and the fuel pole side concave portion 154 existing between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116. There is a gap 230 that communicates with the space 220. The space 220 in the fuel pole side recess 154 adjacent to one side (for example, the X-axis positive direction side) of a certain fuel pole side convex portion 158 is a first space in the first recess within the scope of claims. The space 220 in the fuel electrode side recess 154 corresponding to the fuel electrode side convex portion 158 and adjacent to the other side (for example, the X-axis positive / negative direction side) is the second recess in the second recess within the scope of the claims. Corresponds to the space of.

また、本実施形態の発電単位102では、図9に示されたXZ断面において、インターコネクタ150の燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210が、該燃料極側凸部158の一方側(例えば、X軸正方向側)に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220を介して、他のガス流路空間210に連通している。また、本実施形態の発電単位102では、図9に示されたXZ断面において、インターコネクタ150の燃料極側凸部158の一方側(例えば、X軸正方向側)に隣り合う燃料極側凹部154は、Z軸方向において複数の(具体的には3つの)集電部148に対向している。そのため、本実施形態の発電単位102では、図9に示されたXZ断面において、燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210は、該燃料極側凸部158に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220を介して、上記3つの集電部148の間に挟まれた2つのガス流路空間210に連通している。なお、本実施形態の発電単位102では、燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210は、該燃料極側凸部158に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220を介して、上記3つの集電部148の間に挟まれた2つのガス流路空間210に連通し、さらに、該燃料極側凹部154に隣り合う他の燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在する他のガス流路空間210に連通している。 Further, in the power generation unit 102 of the present embodiment, in the XZ cross section shown in FIG. 9, the gas flow path space 210 existing between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 of the interconnector 150 is the fuel. It communicates with another gas flow path space 210 via a space 220 in the fuel pole side recess 154 adjacent to one side (for example, the X-axis positive direction side) of the pole side convex portion 158. Further, in the power generation unit 102 of the present embodiment, in the XZ cross section shown in FIG. 9, the fuel pole side concave portion adjacent to one side (for example, the X-axis positive direction side) of the fuel pole side convex portion 158 of the interconnector 150. 154 faces a plurality of (specifically, three) current collectors 148 in the Z-axis direction. Therefore, in the power generation unit 102 of the present embodiment, in the XZ cross section shown in FIG. 9, the gas flow path space 210 existing between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole side 116 is the fuel pole side convex portion. The space 220 in the fuel electrode side recess 154 adjacent to the 158 communicates with the two gas flow path spaces 210 sandwiched between the three current collectors 148. In the power generation unit 102 of the present embodiment, the gas flow path space 210 existing between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 is inside the fuel pole side concave portion 154 adjacent to the fuel pole side convex portion 158. It communicates with two gas flow path spaces 210 sandwiched between the three current collecting portions 148 via the space 220 of the above, and further, another fuel pole side convex portion 158 adjacent to the fuel pole side concave portion 154. It communicates with another gas flow path space 210 existing between the fuel electrode 116 and the fuel electrode 116.

なお、本実施形態の発電単位102では、図9に示されたXZ断面において、図示されていない他の燃料極側凸部158についても、上記と同様の構成(例えば、燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210が、燃料極側凹部154内の空間220と連通している構成)が採用されている。また、上述したように、インターコネクタ150の燃料極側凹部154は、Z軸方向視で、X軸方向とY軸方向とに並ぶ格子状に配置されている(図6参照)。本実施形態の発電単位102では、図9に示されたXZ断面とは異なる他のXZ断面(図9に示されたXZ断面が通る燃料極側凹部154とは異なる他の燃料極側凹部154を通る任意のXZ断面)においても、上記と同様の構成(例えば、燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210が、燃料極側凹部154内の空間220と連通している構成)が採用されている。なお、これらのXZ断面も、特許請求の範囲における特定断面に相当する。 In the power generation unit 102 of the present embodiment, in the XZ cross section shown in FIG. 9, other fuel pole side convex portions 158 (not shown) have the same configuration as above (for example, fuel pole side convex portion 158). The gas flow path space 210 existing between the fuel electrode 116 and the fuel electrode 116 communicates with the space 220 in the fuel electrode side recess 154). Further, as described above, the fuel pole side recesses 154 of the interconnector 150 are arranged in a grid pattern arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction in the Z-axis direction (see FIG. 6). In the power generation unit 102 of the present embodiment, another XZ cross section different from the XZ cross section shown in FIG. 9 (another fuel pole side recess 154 different from the fuel pole side recess 154 through which the XZ cross section shown in FIG. 9 passes). In any XZ cross section passing through the above, the gas flow path space 210 existing between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole side 116 is the space 220 in the fuel pole side concave portion 154. The configuration that communicates with) is adopted. These XZ cross sections also correspond to specific cross sections within the scope of the claims.

A−4.本実施形態の効果:
以上説明したように、本実施形態の燃料電池スタック100を構成する各発電単位102は、単セル110と、燃料極側フレーム140と、インターコネクタ150と、燃料極側集電体144とを備える。単セル110は、電解質層112と、電解質層112を挟んでZ軸方向(第1の方向)に互いに対向する空気極114および燃料極116とを含む。燃料極側フレーム140には、燃料極116に面する燃料室176を構成するガス室用孔141と、燃料室176に供給される燃料ガスFGが通る燃料ガス導入マニホールド171を構成する連通孔108と、燃料室176から排出された燃料オフガスFOGが通る燃料ガス排出マニホールド172を構成する連通孔108と、燃料ガス導入マニホールド171を構成する連通孔108に連通すると共にガス室用孔141の第3の内面IP3に開口する燃料ガス供給連通流路142と、燃料ガス排出マニホールド172を構成する連通孔108に連通すると共にガス室用孔141の第4の内面IP4に開口する燃料ガス排出連通流路143とが形成されている。インターコネクタ150における燃料極116に対向する側の表面には、複数の燃料極側凸部158と、複数の燃料極側凹部154とが形成されている。燃料極側集電体144は、燃料極116とインターコネクタ150とを電気的に接続する導電性の部材であり、それぞれ燃料極116の表面に導通し、かつ、燃料極116に面するガス流路空間210を挟んで並んだ複数の集電部148を有する。また、本実施形態の発電単位102では、Z軸方向視で燃料ガス供給連通流路142のガス室用孔141の第3の内面IP3への開口の中点MP1と燃料ガス排出連通流路143のガス室用孔141の第4の内面IP4への開口の中点MP2とを結ぶ方向(Y軸方向、第2の方向)に直交し、かつ、Z軸方向に平行な断面である特定断面(例えば、図9に示されたXZ断面)において、インターコネクタ150に形成された燃料極側凸部158と燃料極116との間には、該燃料極側凸部158の一方側に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220に連通するガス流路空間210が存在する。
A-4. Effect of this embodiment:
As described above, each power generation unit 102 constituting the fuel cell stack 100 of the present embodiment includes a single cell 110, a fuel pole side frame 140, an interconnector 150, and a fuel pole side current collector 144. .. The single cell 110 includes an electrolyte layer 112, and an air pole 114 and a fuel pole 116 that face each other in the Z-axis direction (first direction) with the electrolyte layer 112 interposed therebetween. In the fuel electrode side frame 140, a gas chamber hole 141 constituting a fuel chamber 176 facing the fuel electrode 116 and a communication hole 108 constituting a fuel gas introduction manifold 171 through which the fuel gas FG supplied to the fuel chamber 176 passes. And the communication hole 108 constituting the fuel gas discharge manifold 172 through which the fuel off-gas FOG discharged from the fuel chamber 176 passes, and the communication hole 108 constituting the fuel gas introduction manifold 171, and the third gas chamber hole 141. The fuel gas supply communication flow path 142 that opens to the inner surface IP3 of the gas chamber and the communication hole 108 that constitutes the fuel gas discharge manifold 172, and the fuel gas discharge communication flow path that opens to the fourth inner surface IP4 of the gas chamber hole 141. 143 and are formed. A plurality of fuel pole side convex portions 158 and a plurality of fuel pole side concave portions 154 are formed on the surface of the interconnector 150 on the side facing the fuel pole 116. The fuel pole side current collector 144 is a conductive member that electrically connects the fuel pole 116 and the interconnector 150, and is a gas flow that conducts to the surface of the fuel pole 116 and faces the fuel pole 116, respectively. It has a plurality of current collectors 148 arranged side by side with the road space 210 in between. Further, in the power generation unit 102 of the present embodiment, the midpoint MP1 and the fuel gas discharge communication flow path 143 of the opening to the third inner surface IP3 of the gas chamber hole 141 of the fuel gas supply communication flow path 142 in the Z-axis direction A specific cross section that is orthogonal to the direction (Y-axis direction, second direction) connecting the midpoint MP2 of the opening of the gas chamber hole 141 to the fourth inner surface IP4 and parallel to the Z-axis direction. (For example, in the XZ cross section shown in FIG. 9), the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 formed on the interconnector 150 are adjacent to one side of the fuel pole side convex portion 158. There is a gas flow path space 210 communicating with the space 220 in the fuel electrode side recess 154.

このように、本実施形態の発電単位102では、燃料室176における主たるガス流れ方向(上記第2の方向)に直交する特定断面(例えば、図9に示されたXZ断面)において、インターコネクタ150の燃料極側凸部158と燃料極116との間に、燃料極側集電体144の集電部148と集電部148とに挟まれたガス流路空間210が位置し、かつ、該ガス流路空間210が、該燃料極側凸部158に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220に連通している。そのため、本実施形態の発電単位102によれば、燃料室176に供給された燃料ガスFGを、燃料室176における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向(例えば、X軸方向)に良好に拡散させることができ、その結果、発電性能を向上させることができる。 As described above, in the power generation unit 102 of the present embodiment, the interconnector 150 has a specific cross section (for example, the XZ cross section shown in FIG. 9) orthogonal to the main gas flow direction (the second direction) in the fuel chamber 176. A gas flow path space 210 sandwiched between the current collector 148 and the current collector 148 of the fuel electrode side current collector 144 is located between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116, and the gas flow path space 210 is located. The gas flow path space 210 communicates with the space 220 in the fuel pole side recess 154 adjacent to the fuel pole side convex portion 158. Therefore, according to the power generation unit 102 of the present embodiment, the fuel gas FG supplied to the fuel chamber 176 is satisfactorily oriented in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176 (for example, the X-axis direction). It can be diffused, and as a result, the power generation performance can be improved.

また、本実施形態の発電単位102では、上記特定断面において、インターコネクタ150に形成された燃料極側凸部158と燃料極116との間には、該燃料極側凸部158の一方側に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220と、該燃料極側凸部158の他方側に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220と、に連通するガス流路空間210が存在する。このように、本実施形態の発電単位102では、燃料室176における主たるガス流れ方向に直交する特定断面において、インターコネクタ150の燃料極側凸部158と燃料極116との間に、燃料極側集電体144の集電部148と集電部148とに挟まれたガス流路空間210が位置し、かつ、該ガス流路空間210が、該燃料極側凸部158の両側に隣り合う2つの燃料極側凹部154内の空間220に連通している。そのため、本実施形態の発電単位102によれば、燃料室176に供給された燃料ガスFGを、燃料室176における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向にさらに良好に拡散させることができ、その結果、発電性能を効果的に向上させることができる。 Further, in the power generation unit 102 of the present embodiment, in the specific cross section, between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 formed on the interconnector 150, one side of the fuel pole side convex portion 158 is formed. There is a gas flow path space 210 communicating with the space 220 in the adjacent fuel pole side recess 154 and the space 220 in the adjacent fuel pole side recess 154 on the other side of the fuel pole side convex portion 158. As described above, in the power generation unit 102 of the present embodiment, in the specific cross section orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176, the fuel pole side is located between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 of the interconnector 150. The gas flow path space 210 sandwiched between the current collection unit 148 and the current collection unit 148 of the current collector 144 is located, and the gas flow path space 210 is adjacent to both sides of the fuel pole side convex portion 158. It communicates with the space 220 in the two fuel pole side recesses 154. Therefore, according to the power generation unit 102 of the present embodiment, the fuel gas FG supplied to the fuel chamber 176 can be more satisfactorily diffused in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176. As a result, the power generation performance can be effectively improved.

また、本実施形態の発電単位102では、上記特定断面において、インターコネクタ150に形成された燃料極側凸部158と燃料極116との間に位置するガス流路空間210は、該燃料極側凸部158の一方側に隣り合う燃料極側凹部154内の空間220を介して、他のガス流路空間210に連通している。そのため、本実施形態の発電単位102によれば、燃料室176に供給された燃料ガスFGを、燃料室176における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に一層良好に拡散させることができ、その結果、発電性能をさらに効果的に向上させることができる。なお、本実施形態の発電単位102では、上記燃料極側凸部158の一方側に隣り合う上記燃料極側凹部154は、Z軸方向において複数の集電部148に対向している。そのため、本実施形態の発電単位102では、上記燃料極側凸部158と燃料極116との間に位置する上記ガス流路空間210は、上記燃料極側凹部154内の空間220を介して、複数の他のガス流路空間210に連通することとなる。そのため、本実施形態の発電単位102によれば、燃料室176に供給された燃料ガスFGを、燃料室176における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に極めて良好に拡散させることができ、その結果、発電性能を極めて効果的に向上させることができる。 Further, in the power generation unit 102 of the present embodiment, in the specific cross section, the gas flow path space 210 located between the fuel pole side convex portion 158 formed on the interconnector 150 and the fuel pole 116 is on the fuel pole side. It communicates with another gas flow path space 210 via a space 220 in the fuel electrode side recess 154 adjacent to one side of the convex portion 158. Therefore, according to the power generation unit 102 of the present embodiment, the fuel gas FG supplied to the fuel chamber 176 can be more satisfactorily diffused in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176. As a result, the power generation performance can be improved more effectively. In the power generation unit 102 of the present embodiment, the fuel pole side concave portion 154 adjacent to one side of the fuel pole side convex portion 158 faces a plurality of current collectors 148 in the Z-axis direction. Therefore, in the power generation unit 102 of the present embodiment, the gas flow path space 210 located between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 is passed through the space 220 in the fuel pole side concave portion 154. It communicates with a plurality of other gas flow path spaces 210. Therefore, according to the power generation unit 102 of the present embodiment, the fuel gas FG supplied to the fuel chamber 176 can be diffused extremely well in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176. As a result, the power generation performance can be improved extremely effectively.

なお、本実施形態の発電単位102では、燃料極側集電体144の集電部148がガス透過性を有さないため、燃料室176における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向へのガス拡散性の低下が課題となりやすい。しかしながら、本実施形態の発電単位102では、上述した各構成が採用されているため、燃料室176に供給された燃料ガスFGを、燃料室176における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させることができ、その結果、発電性能を向上させることができる。 In the power generation unit 102 of the present embodiment, since the current collector 148 of the fuel electrode side current collector 144 does not have gas permeability, the direction is substantially orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176. Deterioration of gas diffusivity tends to be an issue. However, in the power generation unit 102 of the present embodiment, since each of the above configurations is adopted, the fuel gas FG supplied to the fuel chamber 176 is oriented in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176. It can be diffused well, and as a result, the power generation performance can be improved.

また、本実施形態の発電単位102では、Z軸方向視で、燃料室176における主たるガス流れ方向に直交する方向(例えば、X軸方向)における燃料極側凹部154の長さは、燃料室176における主たるガス流れ方向(例えば、Y軸方向)における燃料極側凹部154の長さより長い(図6参照)。そのため、本実施形態の発電単位102によれば、燃料室176に供給された燃料ガスFGを、燃料極側凹部154内の空間220を利用して、燃料室176における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させることができ、その結果、発電性能を効果的に向上させることができる。 Further, in the power generation unit 102 of the present embodiment, the length of the fuel electrode side recess 154 in the direction orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176 (for example, the X-axis direction) in the Z-axis direction is the fuel chamber 176. It is longer than the length of the fuel electrode side recess 154 in the main gas flow direction (for example, the Y-axis direction) in (see FIG. 6). Therefore, according to the power generation unit 102 of the present embodiment, the fuel gas FG supplied to the fuel chamber 176 is directed to the main gas flow direction in the fuel chamber 176 by utilizing the space 220 in the fuel electrode side recess 154. It can be well diffused in the substantially orthogonal directions, and as a result, the power generation performance can be effectively improved.

また、本実施形態の発電単位102では、Z軸方向視で、インターコネクタ150に形成された複数の燃料極側凹部154は、燃料室176における主たるガス流れ方向に直交する方向(例えば、X軸方向)にと該ガス流れ方向(例えば、Y軸方向)とに並ぶ格子状に配置されており、互いに異なる燃料極側凹部154を通る任意の複数の特定断面(XZ断面)において、上記構成が採用されている。そのため、本実施形態の発電単位102によれば、燃料室176における主たるガス流れ方向に並ぶ複数の位置において、燃料室176に供給された燃料ガスFGを、燃料室176における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させることができ、その結果、発電性能を効果的に向上させることができる。 Further, in the power generation unit 102 of the present embodiment, in the Z-axis direction view, the plurality of fuel pole side recesses 154 formed in the interconnector 150 are in a direction orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176 (for example, the X-axis). The above configuration is arranged in an arbitrary plurality of specific cross sections (XZ cross sections) that are arranged in a grid pattern that is lined up in the gas flow direction (for example, the Y-axis direction) and passes through the fuel electrode side recesses 154 that are different from each other. It has been adopted. Therefore, according to the power generation unit 102 of the present embodiment, the fuel gas FG supplied to the fuel chamber 176 is set with respect to the main gas flow direction in the fuel chamber 176 at a plurality of positions arranged in the main gas flow direction in the fuel chamber 176. It can be well diffused in the directions substantially orthogonal to each other, and as a result, the power generation performance can be effectively improved.

B.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
B. Modification example:
The technique disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and can be transformed into various forms without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are also possible.

上記実施形態における単セル110、発電単位102または燃料電池スタック100の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、インターコネクタ150の燃料極116に対向する側の表面に複数の燃料極側凸部158と複数の燃料極側凹部154とが形成されていると共に、インターコネクタ150の空気極114に対向する側の表面に複数の空気極側凸部152と複数の空気極側凹部156とが形成されているが、インターコネクタ150の空気極114に対向する側の表面には凸部および凹部が設けられていない(すなわち、略平坦形状である)としてもよい。 The configuration of the single cell 110, the power generation unit 102, or the fuel cell stack 100 in the above embodiment is merely an example and can be variously modified. For example, in the above embodiment, a plurality of fuel pole side convex portions 158 and a plurality of fuel pole side concave portions 154 are formed on the surface of the interconnector 150 on the side facing the fuel pole 116, and the air of the interconnector 150 is formed. A plurality of air pole side convex portions 152 and a plurality of air pole side concave portions 156 are formed on the surface on the side facing the pole 114, but the convex portion is formed on the surface of the interconnector 150 on the side facing the air pole 114. And may not be provided with recesses (ie, have a substantially flat shape).

また、上記実施形態では、燃料極側集電体144の集電部148が、例えば金属により形成された電極対向部145とインターコネクタ対向部146と連接部147と、電極対向部145とインターコネクタ対向部146との間に配置され、例えばマイカにより形成されたスペーサー149とから構成されているが、集電部148の形状や材料は、種々変形可能である。例えば、集電部148が、燃料極116にもインターコネクタ150にも接触する単一部材により構成されるとしてもよい。 Further, in the above embodiment, the current collector 148 of the fuel electrode side current collector 144 is, for example, an electrode facing portion 145 made of metal, an interconnector facing portion 146, a connecting portion 147, and an electrode facing portion 145 and an interconnector. Although it is arranged between the facing portion 146 and is composed of, for example, a spacer 149 formed of mica, the shape and material of the current collecting portion 148 can be variously deformed. For example, the current collector 148 may be composed of a single member that contacts both the fuel electrode 116 and the interconnector 150.

また、上記実施形態では、1つの特定断面(例えば、図9に示されたXZ断面)において、すべての燃料極側凸部158について上述した構成(例えば、燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210が、燃料極側凹部154内の空間220と連通している構成)が採用されているが、必ずしもそのような構成である必要はなく、1つの特定断面において少なくとも1つの燃料極側凸部158について上述した構成が採用されていればよい。 Further, in the above embodiment, in one specific cross section (for example, the XZ cross section shown in FIG. 9), all the fuel pole side convex portions 158 have the above-described configuration (for example, the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116). The gas flow path space 210 existing between the two and the fuel passage space 210 communicates with the space 220 in the fuel electrode side recess 154), but it is not always necessary to have such a structure. It suffices that the above-described configuration is adopted for at least one fuel pole side convex portion 158 in the cross section.

また、上記実施形態では、互いに異なる燃料極側凹部154を通る任意の複数の特定断面において、上述した構成(例えば、燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210が、燃料極側凹部154内の空間220と連通している構成)が採用されているが、必ずしもそのような構成である必要はなく、少なくとも1つの特定断面において上述した構成が採用されていればよい。なお、燃料ガスFGを燃料室176における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させるという観点から、上述した互いに異なる燃料極側凹部154を通る任意の複数の特定断面の内、少なくとも、燃料室176における主たるガス流れ方向の上流側に位置する特定断面(例えば、該ガス流れ方向に単セル110を3等分したときの最もガス上流側に近い単セル110の部分に重なる特定断面)において上述した構成が採用されていることが好ましい。 Further, in the above embodiment, the gas flow path space existing between the above-described configuration (for example, the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116) in any plurality of specific cross sections passing through the fuel pole side concave portions 154 different from each other. The structure in which 210 communicates with the space 220 in the fuel electrode side recess 154) is adopted, but it is not always necessary to have such a structure, and the above-mentioned structure is adopted in at least one specific cross section. Just do it. From the viewpoint of satisfactorily diffusing the fuel gas FG in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the fuel chamber 176, among any plurality of specific cross sections passing through the fuel pole side recesses 154 different from each other described above, At least, a specific cross section located on the upstream side in the main gas flow direction in the fuel chamber 176 (for example, a specific cross section overlapping the portion of the single cell 110 closest to the gas upstream side when the single cell 110 is divided into three equal parts in the gas flow direction). It is preferable that the above-described configuration is adopted in the cross section).

また、上記実施形態において説明した構成(例えば、燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210が、燃料極側凹部154内の空間220と連通している構成)は、燃料電池スタック100に含まれるすべての発電単位102において採用されていてもよいし、燃料電池スタック100に含まれる一部の発電単位102のみにおいて採用されていてもよい。 Further, the configuration described in the above embodiment (for example, the gas flow path space 210 existing between the fuel pole side convex portion 158 and the fuel pole 116 is communicated with the space 220 in the fuel pole side concave portion 154). ) May be adopted in all the power generation units 102 included in the fuel cell stack 100, or may be adopted only in some power generation units 102 included in the fuel cell stack 100.

また、上記実施形態では、インターコネクタ150と、インターコネクタ150と燃料極116との間に配置された燃料極側集電体144との関係について、上記構成(例えば、燃料極側凸部158と燃料極116との間に存在するガス流路空間210が、燃料極側凹部154内の空間220と連通している構成)が採用されているが、燃料極116に代えて空気極114側において同様の構成が採用されるとしてもよい。すなわち、例えば、空気極114とインターコネクタ150との間に両者を電気的に接続する導電性の集電体が配置され、該集電体は、それぞれ空気極114の表面に導通し、かつ、空気極114に面するガス流路空間を挟んで並んだ複数の集電部を有し、空気室166における主たるガス流れ方向(Z軸方向視で酸化剤ガス供給連通流路132のガス室用孔131の第1の内面IP1への開口の中点と酸化剤ガス排出連通流路133のガス室用孔131の第2の内面IP2への開口の中点とを結ぶ方向)に直交し、かつ、Z軸方向に平行な少なくとも1つの断面である特定断面において、インターコネクタ150に形成された少なくとも1つの空気極側凸部152と空気極114との間にガス流路空間が存在し、該ガス流路空間が、該空気極側凸部152の一方側に隣り合う空気極側凹部156内の空間に連通している構成が採用されてもよい。このような構成によれば、空気室166に供給された酸化剤ガスOGを、空気室166における主たるガス流れ方向に対して略直交する方向に良好に拡散させることができ、その結果、発電性能を向上させることができる。 Further, in the above embodiment, regarding the relationship between the interconnector 150 and the fuel pole side current collector 144 arranged between the interconnector 150 and the fuel pole 116, the above configuration (for example, the fuel pole side convex portion 158) The gas flow path space 210 existing between the fuel electrode 116 and the fuel electrode 116 communicates with the space 220 in the fuel electrode side recess 154), but instead of the fuel electrode 116, the air electrode 114 side A similar configuration may be adopted. That is, for example, a conductive current collector that electrically connects the air electrode 114 and the interconnector 150 is arranged, and each of the current collectors conducts to the surface of the air electrode 114 and is conductive. For the gas chamber of the main gas flow direction in the air chamber 166 (for the gas chamber of the oxidant gas supply communication flow path 132 in the Z-axis direction), which has a plurality of current collectors arranged across the gas flow path space facing the air electrode 114. (Direction connecting the midpoint of the opening of the hole 131 to the first inner surface IP1 and the midpoint of the opening of the gas chamber hole 131 for the gas chamber of the oxidizing agent gas discharge communication flow path 133 to the second inner surface IP2). In addition, in a specific cross section which is at least one cross section parallel to the Z-axis direction, a gas flow path space exists between at least one air pole side convex portion 152 formed on the interconnector 150 and the air pole 114. A configuration may be adopted in which the gas flow path space communicates with the space in the air electrode side recess 156 adjacent to one side of the air electrode side convex portion 152. According to such a configuration, the oxidant gas OG supplied to the air chamber 166 can be satisfactorily diffused in a direction substantially orthogonal to the main gas flow direction in the air chamber 166, and as a result, the power generation performance. Can be improved.

また、上記実施形態では、インターコネクタ150の空気極114側の表面がコート136に覆われているとしているが、空気極114側の表面に代えて、または空気極114側の表面と共に、インターコネクタ150の燃料極116側の表面がコート(例えば、ニッケルコート)により覆われているとしてもよい。また、インターコネクタ150のいずれの表面もコートに覆われていないとしてもよい。また、上記実施形態では、燃料極側フレーム140に3つの燃料ガス供給連通流路142と3つの燃料ガス排出連通流路143とが形成されているが、燃料極側フレーム140に形成される燃料ガス供給連通流路142および燃料ガス排出連通流路143の数は2つ以下でもよいし、4つ以上でもよい。 Further, in the above embodiment, the surface of the interconnector 150 on the air electrode 114 side is covered with the coat 136, but instead of the surface on the air electrode 114 side or together with the surface on the air electrode 114 side, the interconnector The surface of the 150 on the side of the fuel pole 116 may be covered with a coat (for example, a nickel coat). Further, neither surface of the interconnector 150 may be covered with a coat. Further, in the above embodiment, the fuel pole side frame 140 is formed with the three fuel gas supply communication flow paths 142 and the three fuel gas discharge communication flow paths 143, but the fuel formed on the fuel pole side frame 140 is formed. The number of the gas supply communication flow path 142 and the fuel gas discharge communication flow path 143 may be two or less, or four or more.

また、上記実施形態において、燃料電池スタック100に含まれる発電単位102の個数は、あくまで一例であり、発電単位102の個数は燃料電池スタック100に要求される出力電圧等に応じて適宜決められる。また、上記実施形態では、各ボルト22の軸部の外周面と各連通孔108の内周面との間の空間を各マニホールドとして利用しているが、これに代えて、各ボルト22の軸部に軸方向の孔を形成し、その孔を各マニホールドとして利用してもよい。また、各マニホールドを各ボルト22が挿入される各連通孔108とは別に設けてもよい。 Further, in the above embodiment, the number of power generation units 102 included in the fuel cell stack 100 is only an example, and the number of power generation units 102 is appropriately determined according to the output voltage and the like required for the fuel cell stack 100. Further, in the above embodiment, the space between the outer peripheral surface of the shaft portion of each bolt 22 and the inner peripheral surface of each communication hole 108 is used as each manifold, but instead of this, the shaft of each bolt 22 is used. Axial holes may be formed in the portion, and the holes may be used as each manifold. Further, each manifold may be provided separately from each communication hole 108 into which each bolt 22 is inserted.

また、上記実施形態では、燃料ガスに含まれる水素と酸化剤ガスに含まれる酸素との電気化学反応を利用して発電を行うSOFCを対象としているが、本発明は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形電解セル(SOEC)の構成単位である電解セル単位や、複数の電解セル単位を備える電解セルスタックにも同様に適用可能である。なお、電解セルスタックの構成は、例えば特開2016−81813号公報に記載されているように公知であるためここでは詳述しないが、概略的には上述した実施形態における燃料電池スタック100と同様の構成である。すなわち、上述した実施形態における燃料電池スタック100を電解セルスタックと読み替え、発電単位102を電解セル単位と読み替え、単セル110を電解単セルと読み替えればよい。ただし、電解セルスタックの運転の際には、空気極114がプラス(陽極)で燃料極116がマイナス(陰極)となるように両電極間に電圧が印加されると共に、連通孔108を介して原料ガスとしての水蒸気が供給される。これにより、各電解セル単位において水の電気分解反応が起こり、燃料室176で水素ガスが発生し、連通孔108を介して電解セルスタックの外部に水素が取り出される。このような構成の電解セル単位および電解セルスタックにおいても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより、ガス拡散性を向上させることによって性能を向上させることができる。 Further, in the above embodiment, the SOFC that generates power by utilizing the electrochemical reaction between hydrogen contained in the fuel gas and oxygen contained in the oxidizing agent gas is targeted, but the present invention comprises an electrolysis reaction of water. It is also applicable to an electrolytic cell unit, which is a constituent unit of a solid oxide fuel cell (SOEC) that generates hydrogen by utilizing it, and an electrolytic cell stack having a plurality of electrolytic cell units. The configuration of the electrolytic cell stack is not described in detail here because it is known, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-81813, but is generally the same as the fuel cell stack 100 in the above-described embodiment. It is the composition of. That is, the fuel cell stack 100 in the above-described embodiment may be read as an electrolytic cell stack, the power generation unit 102 may be read as an electrolytic cell unit, and the single cell 110 may be read as an electrolytic single cell. However, during the operation of the electrolytic cell stack, a voltage is applied between both electrodes so that the air electrode 114 is positive (anode) and the fuel electrode 116 is negative (cathode), and the voltage is applied through the communication hole 108. Water vapor as a raw material gas is supplied. As a result, an electrolysis reaction of water occurs in each electrolytic cell unit, hydrogen gas is generated in the fuel chamber 176, and hydrogen is taken out to the outside of the electrolytic cell stack through the communication hole 108. Even in the electrolytic cell unit and the electrolytic cell stack having such a configuration, the performance can be improved by improving the gas diffusibility by adopting the same configuration as that of the above embodiment.

また、上記実施形態では、固体酸化物形燃料電池(SOFC)を例に説明したが、本願発明は、固体高分子形燃料電池(PEFC)、リン酸型燃料電池(PAFC)、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)といった他のタイプの燃料電池(または電解セル)にも適用可能である。 Further, in the above embodiment, the solid oxide fuel cell (SOFC) has been described as an example, but the present invention has a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), and a molten carbonate fuel cell. It is also applicable to other types of fuel cells (or electrolytic cells) such as fuel cells (MCFCs).

22:ボルト 24:ナット 26:絶縁シート 27:ガス通路部材 28:本体部 29:分岐部 100:燃料電池スタック 102:燃料電池発電単位 104:エンドプレート 106:エンドプレート 108:連通孔 110:燃料電池単セル 112:電解質層 114:空気極 116:燃料極 120:セパレータ 121:孔 124:接合部 130:空気極側フレーム 131:ガス室用孔 132:酸化剤ガス供給連通流路 133:酸化剤ガス排出連通流路 136:コート 138:接合層 140:燃料極側フレーム 141:ガス室用孔 142:燃料ガス供給連通流路 143:燃料ガス排出連通流路 144:燃料極側集電体 145:電極対向部 146:インターコネクタ対向部 147:連接部 148:集電部 149:スペーサー 150:インターコネクタ 152:空気極側凸部 154:燃料極側凹部 156:空気極側凹部 158:燃料極側凸部 161:酸化剤ガス導入マニホールド 162:酸化剤ガス排出マニホールド 166:空気室 171:燃料ガス導入マニホールド 172:燃料ガス排出マニホールド 176:燃料室 210:ガス流路空間 220:空間 230:隙間 22: Bolt 24: Nut 26: Insulation sheet 27: Gas passage member 28: Main body 29: Branch 100: Fuel cell stack 102: Fuel cell power generation unit 104: End plate 106: End plate 108: Communication hole 110: Fuel cell Single cell 112: Electrolyte layer 114: Air pole 116: Fuel pole 120: Separator 121: Hole 124: Joint 130: Air pole side frame 131: Gas chamber hole 132: Oxidizing agent gas supply communication flow path 133: Oxidating agent gas Discharge communication flow path 136: Coat 138: Joint layer 140: Fuel pole side frame 141: Gas chamber hole 142: Fuel gas supply communication flow path 143: Fuel gas discharge communication flow path 144: Fuel pole side current collector 145: Electrode Facing part 146: Interconnector Facing part 147: Connecting part 148: Current collecting part 149: Spacer 150: Interconnector 152: Air pole side convex part 154: Fuel pole side concave part 156: Air pole side concave part 158: Fuel pole side convex part 161: Oxidizing agent gas introduction manifold 162: Oxidizing agent gas discharge manifold 166: Air chamber 171: Fuel gas introduction manifold 172: Fuel gas discharge manifold 176: Fuel chamber 210: Gas flow path space 220: Space 230: Gap

Claims (9)

電解質層と、前記電解質層を挟んで第1の方向に互いに対向する空気極および燃料極と、を含む電気化学反応単セルと、
前記燃料極と前記空気極との一方である特定電極に面するガス室を構成するガス室用孔と、前記ガス室に供給されるガスが通る供給側マニホールドを構成する供給側マニホールド用孔と、前記ガス室から排出されたガスが通る排出側マニホールドを構成する排出側マニホールド用孔と、前記供給側マニホールド用孔に連通すると共に前記ガス室用孔の内周面に開口する供給側連通流路と、前記排出側マニホールド用孔に連通すると共に前記ガス室用孔の内周面に開口する排出側連通流路と、が形成されたフレーム部材と、
前記特定電極に対向する側の表面に複数の凸部と複数の凹部とが形成された導電性のインターコネクタと、
前記特定電極と前記インターコネクタとを電気的に接続する導電性の集電体であって、それぞれ前記特定電極の表面に導通し、かつ、前記特定電極に面するガス流路空間を挟んで並んだ複数の集電部を有する集電体と、
を備える電気化学反応単位において、
前記第1の方向視で前記供給側連通流路の前記ガス室用孔の内周面への開口の中点と前記排出側連通流路の前記ガス室用孔の内周面への開口の中点とを結ぶ第2の方向に直交し、かつ、前記第1の方向に平行な少なくとも1つの断面である特定断面において、前記インターコネクタに形成された少なくとも1つの前記凸部である特定凸部と前記特定電極との間には、前記特定凸部の一方側に隣り合う第1の前記凹部内の第1の空間に連通する前記ガス流路空間が存在することを特徴とする、電気化学反応単位。
An electrochemical reaction single cell containing an electrolyte layer and an air electrode and a fuel electrode facing each other in a first direction across the electrolyte layer.
A gas chamber hole forming a gas chamber facing a specific electrode, which is one of the fuel electrode and the air electrode, and a supply side manifold hole forming a supply side manifold through which gas supplied to the gas chamber passes. , The supply side communication flow that communicates with the discharge side manifold hole constituting the discharge side manifold through which the gas discharged from the gas chamber passes and the supply side manifold hole and opens to the inner peripheral surface of the gas chamber hole. A frame member formed with a path and a discharge-side communication flow path that communicates with the discharge-side manifold hole and opens on the inner peripheral surface of the gas chamber hole.
A conductive interconnector in which a plurality of convex portions and a plurality of concave portions are formed on the surface of the side facing the specific electrode.
Conductive current collectors that electrically connect the specific electrode and the interconnector, which are electrically connected to the surface of the specific electrode and lined up with a gas flow path space facing the specific electrode. However, with a current collector that has multiple current collectors,
In the electrochemical reaction unit with
In the first directional view, the middle point of the opening of the supply side communication flow path to the inner peripheral surface of the gas chamber hole and the opening of the discharge side communication flow path to the inner peripheral surface of the gas chamber hole. In a specific cross section which is at least one cross section orthogonal to the second direction connecting the midpoint and parallel to the first direction, the specific convex which is at least one convex portion formed on the interconnector. Between the portion and the specific electrode, there is the gas flow path space that communicates with the first space in the first recess that is adjacent to one side of the specific convex portion. Chemical reaction unit.
請求項1に記載の電気化学反応単位において、
前記特定断面において、前記特定凸部と前記特定電極との間には、前記特定凸部の一方側に隣り合う前記第1の凹部内の前記第1の空間と、前記特定凸部の他方側に隣り合う第2の前記凹部内の第2の空間と、に連通する前記ガス流路空間が存在することを特徴とする、電気化学反応単位。
In the electrochemical reaction unit according to claim 1,
In the specific cross section, between the specific convex portion and the specific electrode, the first space in the first concave portion adjacent to one side of the specific convex portion and the other side of the specific convex portion. An electrochemical reaction unit, characterized in that there is a second space in the second recess adjacent to and the gas flow path space communicating with the second space.
請求項1または請求項2に記載の電気化学反応単位において、
前記特定断面において、前記特定凸部と前記特定電極との間に位置する前記ガス流路空間は、前記第1の凹部内の前記第1の空間を介して、他の前記ガス流路空間に連通していることを特徴とする、電気化学反応単位。
In the electrochemical reaction unit according to claim 1 or 2.
In the specific cross section, the gas flow path space located between the specific convex portion and the specific electrode is connected to another gas flow path space via the first space in the first concave portion. An electrochemical reaction unit characterized by communication.
請求項3に記載の電気化学反応単位において、
前記特定断面において、前記第1の凹部は前記第1の方向において複数の前記集電部に対向していることを特徴とする、電気化学反応単位。
In the electrochemical reaction unit according to claim 3,
An electrochemical reaction unit, characterized in that, in the specific cross section, the first recess faces the plurality of current collectors in the first direction.
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の電気化学反応単位において、
前記集電体の複数の前記集電部は、ガス透過性を有さないことを特徴とする、電気化学反応単位。
In the electrochemical reaction unit according to any one of claims 1 to 4.
A plurality of the current collectors of the current collector are electrochemical reaction units, characterized in that they do not have gas permeability.
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の電気化学反応単位において、
前記第1の方向視で、前記第2の方向に直交する方向における前記第1の凹部の長さは、前記第2の方向における前記第1の凹部の長さより長いことを特徴とする、電気化学反応単位。
In the electrochemical reaction unit according to any one of claims 1 to 5.
In the first directional view, the length of the first recess in the direction orthogonal to the second direction is longer than the length of the first recess in the second direction. Chemical reaction unit.
請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の電気化学反応単位において、
前記第1の方向視で、前記インターコネクタに形成された複数の凹部は、前記第2の方向に直交する方向と前記第2の方向とに並ぶ格子状に配置されており、
前記特定断面は、互いに異なる前記凹部を通る複数の断面を含むことを特徴とする、電気化学反応単位。
In the electrochemical reaction unit according to any one of claims 1 to 6.
In the first directional view, the plurality of recesses formed in the interconnector are arranged in a grid pattern arranged in a direction orthogonal to the second direction and in the second direction.
The specific cross section is an electrochemical reaction unit comprising a plurality of cross sections passing through the recesses that are different from each other.
請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の電気化学反応単位において、
前記電気化学反応単セルは、燃料電池単セルであることを特徴とする、電気化学反応単位。
In the electrochemical reaction unit according to any one of claims 1 to 7.
The electrochemical reaction single cell is an electrochemical reaction unit, which is a fuel cell single cell.
前記第1の方向に並べて配列された複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタックにおいて、
前記複数の電気化学反応単位の少なくとも1つは、請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の電気化学反応単位であることを特徴とする、電気化学反応セルスタック。
In an electrochemical reaction cell stack having a plurality of electrochemical reaction units arranged side by side in the first direction.
The electrochemical reaction cell stack, wherein at least one of the plurality of electrochemical reaction units is the electrochemical reaction unit according to any one of claims 1 to 8.
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