JP7843343B2 - 電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置 - Google Patents

電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置

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Description

本開示は、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置に関する。
近年、次世代エネルギーとして、燃料電池セルを複数有する燃料電池セルスタック装置が種々提案されている。燃料電池セルは、水素含有ガス等の燃料ガスと空気等の酸素含有ガスとを用いて電力を得ることができる電気化学セルの一種である。
特開２０２１－１８０１６４号公報 特開２０１５－２２００２２号公報
実施形態の一態様に係る導電部材は、第１部位と、前記第１部位とは抵抗率が異なる第２部位とを有する。
また、本開示の電気化学セル装置は、上記に記載の導電部材と、前記導電部材に接続された電気化学セルとを備える。前記電気化学セルは、前記第１部位に接続された第１部分と、前記第２部位に接続された第２部分とを有する。前記第１部分の温度は、前記第２部分の温度よりも高い。前記第１部位の抵抗率は、前記第２部位の抵抗率よりも大きい。
また、本開示のモジュールは、上記に記載の電気化学セル装置と、前記電気化学セル装置を収納する収納容器とを備える。
また、本開示のモジュール収容装置は、上記に記載のモジュールと、前記モジュールの運転を行うための補機と、前記モジュールおよび前記補機を収容する外装ケースとを備える。
図１Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セルの一例を示す横断面図である。 図１Ｂは、第１の実施形態に係る電気化学セルの一例を空気極側からみた側面図である。 図１Ｃは、第１の実施形態に係る電気化学セルの一例をインターコネクタ側からみた側面図である。 図２Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す斜視図である。 図２Ｂは、図２Ａに示すＸ－Ｘ線の断面図である。 図２Ｃは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す上面図である。 図３は、第１の実施形態に係る電気化学セル装置を拡大した断面図である。 図４は、第１の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の一例を示す横断面図である。 図５は、図４に示すＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図６Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の一例を示す断面図である。 図６Ｂは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の別の一例を示す断面図である。 図６Ｃは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の別の一例を示す断面図である。 図６Ｄは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の別の一例を示す断面図である。 図７は、第１の実施形態に係るモジュールの一例を示す外観斜視図である。 図８は、第１の実施形態に係るモジュール収容装置の一例を概略的に示す分解斜視図である。 図９は、第２の実施形態に係る電気化学セル装置を拡大した断面図である。 図１０は、第３の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す上面図である。 図１１は、第４の実施形態に係る電気化学セル装置が有する電気化学セルの一例を示す斜視図である。 図１２は、平板型の電気化学セルにおける温度分布の一例を示す平面図である。 図１３は、第４の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の一例を示す縦断面図である。 図１４は、第５の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の一例を示す縦断面図である。 図１５Ａは、第６の実施形態に係る電気化学セル装置が有する電気化学セルの一例を示す横断面図である。 図１５Ｂは、第６の実施形態に係る電気化学セル装置が有する電気化学セルの他の一例を示す横断面図である。 図１５Ｃは、第６の実施形態に係る電気化学セル装置が有する電気化学セルの他の一例を示す横断面図である。 図１６は、電気化学セル装置の耐久性を比較する図である。
従来の燃料電池セルスタック装置では、たとえば、発電時の温度にばらつきが生じる場合があり、耐久性に改善の余地がある。
そこで、耐久性が高い電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置の提供が期待されている。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの開示が限定されるものではない。
また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係、比率などが異なる部分が含まれている場合がある。
［第１の実施形態］
＜電気化学セル＞
まず、図１Ａ～図１Ｃを参照しながら、第１の実施形態に係る電気化学セル装置を構成する電気化学セルとして、固体酸化物形の燃料電池セルの例を用いて説明する。電気化学セル装置は、複数の電気化学セルを有するセルスタックを備えていてもよい。複数の電気化学セルを有する電気化学セル装置を、単にセルスタック装置と称する。
図１Ａは、実施形態に係る電気化学セルの一例を示す横断面図であり、図１Ｂは、実施形態に係る電気化学セルの一例を空気極側からみた側面図であり、図１Ｃは、実施形態に係る電気化学セルの一例をインターコネクタ側からみた側面図である。なお、図１Ａ～図１Ｃは、電気化学セルの各構成の一部を拡大して示している。以下、電気化学セルを単にセルという場合もある。
図１Ａ～図１Ｃに示す例において、セル１は中空平板型で、細長い板状である。図１Ｂに示すように、セル１の全体を側面から見た形状は、たとえば、長さ方向Ｌの辺の長さが５ｃｍ～５０ｃｍで、この長さ方向Ｌに直交する幅方向Ｗの長さが、たとえば１ｃｍ～１０ｃｍの長方形である。このセル１の全体の厚み方向Ｔの厚さは、たとえば１ｍｍ～５ｍｍである。
図１Ａに示すように、セル１は、導電性の支持基板２と、素子部３と、インターコネクタ４とを備えている。支持基板２は、一対の対向する平坦面ｎ１、ｎ２、およびかかる平坦面ｎ１、ｎ２を接続する一対の円弧状の側面ｍを有する柱状である。
素子部３は、支持基板２の平坦面ｎ１上に設けられている。かかる素子部３は、燃料極層５と、固体電解質層６と、空気極層８とを有している。また、図１Ａに示す例では、セル１の平坦面ｎ２上にインターコネクタ４が位置している。なお、セル１は、固体電解質層６と空気極層８との間に中間層７を備えていてもよい。
また、図１Ｂに示すように、空気極層８はセル１の下端まで延びていない。セル１の下端部では、固体電解質層６のみが平坦面ｎ１の表面に露出している。また、図１Ｃに示すように、インターコネクタ４がセル１の下端まで延びていてもよい。セル１の下端部では、インターコネクタ４および固体電解質層６が表面に露出している。なお、図１Ａに示すように、セル１の一対の円弧状の側面ｍにおける表面では、固体電解質層６が露出している。インターコネクタ４は、セル１の下端まで延びていなくてもよい。
以下、セル１を構成する各構成部材について説明する。
支持基板２は、ガスが流れるガス流路２ａを内部に有している。図１Ａに示す支持基板２の例は、６つのガス流路２ａを有している。支持基板２は、ガス透過性を有し、ガス流路２ａを流れる燃料ガスを燃料極層５まで透過させる。支持基板２は、導電性を有していてもよい。導電性を有する支持基板２は、素子部３で生じた電気をインターコネクタ４に集電する。
支持基板２の材料は、たとえば、鉄族金属成分および無機酸化物を含む。鉄族金属成分は、たとえば、Ｎｉ（ニッケル）および／またはＮｉＯであってもよい。無機酸化物は、たとえば、特定の希土類元素酸化物であってもよい。希土類元素酸化物は、たとえば、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、ＤｙおよびＹｂから選択される１以上の希土類元素を含んでよい。
燃料極層５の材料には、一般的に公知のものを使用することができる。燃料極層５は、多孔質の導電性セラミックス、たとえば酸化カルシウム、酸化マグネシウム、または希土類元素酸化物が固溶しているＺｒＯ２と、Ｎｉおよび／またはＮｉＯとを含むセラミックスなどを用いてもよい。この希土類元素酸化物は、たとえば、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、ＤｙおよびＹｂから選択される複数の希土類元素を含んでもよい。酸化カルシウム、酸化マグネシウム、または希土類元素酸化物が固溶しているＺｒＯ２を安定化ジルコニアと称する場合もある。安定化ジルコニアは、部分安定化ジルコニアを含んでもよい。
固体電解質層６は、電解質であり、燃料極層５と空気極層８との間でイオンの受け渡しをする。同時に、固体電解質層６は、ガス遮断性を有し、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを生じにくくする。
固体電解質層６の材料は、たとえば、３モル％～１５モル％の希土類元素酸化物、酸化カルシウム、酸化マグネシウムが固溶したＺｒＯ２であってもよい。希土類元素酸化物は、たとえば、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、ＤｙおよびＹｂから選択される１以上の希土類元素を含んでよい。固体電解質層６は、たとえば、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、ＧｄまたはＹｂが固溶したＣｅＯ２を含んでもよく、ＳｃまたはＹｂが固溶したＢａＺｒＯ３を含んでもよく、ＳｃまたはＹｂが固溶したＢａＣｅＯ３を含んでもよい。
空気極層８は、ガス透過性を有している。空気極層８の開気孔率は、たとえば２０％～５０％、特に３０％～５０％の範囲であってもよい。
空気極層８の材料は、一般的に空気極に用いられるものであれば特に制限はない。空気極層８の材料は、たとえば、いわゆるＡＢＯ３型のペロブスカイト型酸化物など導電性セラミックスでもよい。
空気極層８の材料は、たとえば、ＡサイトにＳｒ（ストロンチウム）とＬａ（ランタン）が共存する複合酸化物であってもよい。このような複合酸化物の例としては、ＬａｘＳｒ１－ｘＣｏｙＦｅ１－ｙＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＭｎＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＦｅＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＣｏＯ３などが挙げられる。なお、ｘは０＜ｘ＜１、ｙは０＜ｙ＜１である。
また、素子部３が中間層７を有する場合、中間層７は、拡散抑制層としての機能を有する。空気極層８に含まれるＳｒ（ストロンチウム）などの元素が固体電解質層６に拡散すると、かかる固体電解質層６にたとえばＳｒＺｒＯ３などの電気抵抗層が形成される。中間層７は、Ｓｒを拡散させにくくすることで、ＳｒＺｒＯ３その他の電気絶縁性を有する酸化物が形成されにくくする。
中間層７の材料は、一般的に空気極層８と固体電解質層６との間の元素の拡散を生じにくくするものであれば特に制限はない。中間層７の材料は、たとえば、Ｃｅ（セリウム）を除く希土類元素が固溶した酸化セリウム（ＣｅＯ２）を含んでもよい。かかる希土類元素としては、たとえば、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｓｍ（サマリウム）などを用いてもよい。
また、インターコネクタ４は、緻密質であり、支持基板２の内部に位置するガス流路２ａを流通する燃料ガス、および支持基板２の外側を流通する酸素含有ガスのリークを生じにくくする。インターコネクタ４は、９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していてもよい。
インターコネクタ４の材料には、ランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＣｒＯ３系酸化物）、ランタンストロンチウムチタン系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＳｒＴｉＯ３系酸化物）などを用いてもよい。これらの材料は、導電性を有し、かつ水素含有ガスなどの燃料ガスおよび空気などの酸素含有ガスと接触しても還元も酸化もされにくい。また、インターコネクタ４の材料には、金属または合金を用いてもよい。
＜電気化学セル装置＞
次に、上述したセル１を用いた本実施形態に係る電気化学セル装置について、図２Ａ～図２Ｃを参照しながら説明する。図２Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す斜視図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すＸ－Ｘ線の断面図であり、図２Ｃは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す上面図である。
図２Ａに示すように、セルスタック装置１０は、セル１の厚み方向Ｔ（図１Ａ参照）に配列（積層）された複数のセル１を有するセルスタック１１と、固定部材１２とを備える。
固定部材１２は、固定材１３と、支持部材１４とを有する。支持部材１４は、セル１を支持する。固定材１３は、セル１を支持部材１４に固定する。また、支持部材１４は、支持体１５と、ガスタンク１６とを有する。支持部材１４である支持体１５およびガスタンク１６は、たとえば金属製であり導電性を有している。
セルスタック装置１０は、セルスタック１１を挟んで固定部材１２と向かい合うように位置する固定部材１２ａを備えていてもよい。固定部材１２は、セル１の下端側を固定し、固定部材１２ａは、セル１の上端側を固定する。なお、図２Ａ～図２Ｃでは、固定部材１２ａの図示を省略している。
図２Ｂに示すように、支持体１５は、複数のセル１の下端部が挿入される挿入孔１５ａを有している。複数のセル１の下端部と挿入孔１５ａの内壁とは、固定材１３で接合されている。
ガスタンク１６は、挿入孔１５ａを通じて複数のセル１に反応ガスを供給する開口部と、かかる開口部の周囲に位置する凹溝１６ａとを有する。支持体１５の外周の端部は、ガスタンク１６の凹溝１６ａに充填された接合材２１によって、ガスタンク１６と接合されている。
図２Ａに示す例では、支持部材１４である支持体１５とガスタンク１６とで形成される内部空間２２に燃料ガスが貯留される。ガスタンク１６にはガス流通管２０が接続されている。燃料ガスは、このガス流通管２０を通してガスタンク１６に供給され、ガスタンク１６からセル１の内部のガス流路２ａ（図１Ａ参照）に供給され、セル１の上端部側から排出される。ガスタンク１６に供給される燃料ガスは、後述する改質器１０２（図７参照）で生成される。セルスタック装置１０が固定部材１２ａを備える場合、セル１の上端部側から固定部材１２ａに排出された燃料ガスは、さらに図示しないガス排出管から排出、処理されてもよいし、再度改質器を通してセルスタック１１、またはセルスタック１１とは別のセルスタックに供給されてもよい。
水素リッチな燃料ガスは、原燃料を水蒸気改質などすることによって生成することができる。水蒸気改質により燃料ガスを生成する場合には、燃料ガスは水蒸気を含む。
図２Ａに示す例では、２列のセルスタック１１、支持部材１４を有している。支持部材１４は、２つの支持体１５およびガスタンク１６を備えている。２列のセルスタック１１はそれぞれ、複数のセル１を有する。各セルスタック１１は、各支持体１５に固定されている。ガスタンク１６は上面に２つの貫通孔を有している。各貫通孔には、各支持体１５が配置されている。内部空間２２は、１つのガスタンク１６と、２つの支持体１５とで形成される。セルスタック装置１０が図示しない固定部材１２ａを備える場合、支持部材１４ａが支持部材１４のように、２つの支持体およびガスタンクを備えていてもよい。図２Ａでは、２列のセルスタック１１を有するセルスタック装置１０を示したが、セルスタック装置は１列のセルスタック１１を有してもよいし、３列以上のセルスタック１１を有してもよい。
挿入孔１５ａの形状は、たとえば、上面視で長円形状である。挿入孔１５ａは、たとえば、セル１の配列方向すなわち厚み方向Ｔの長さが、セルスタック１１の両端に位置する２つの端部集電部材１７の間の距離よりも大きい。挿入孔１５ａの幅は、たとえば、セル１の幅方向Ｗ（図１Ａ参照）の長さよりも大きい。
図２Ｂに示すように、挿入孔１５ａの内壁とセル１の下端部との接合部は、固定材１３が充填され、固化されている。これにより、挿入孔１５ａの内壁と複数個のセル１の下端部とがそれぞれ接合・固定され、また、セル１の下端部同士が接合・固定されている。各セル１のガス流路２ａは、下端部で支持部材１４の内部空間２２と連通している。
固定材１３および接合材２１は、ガラスなどの導電性が低いものを用いることができる。固定材１３および接合材２１の具体的な材料としては、非晶質ガラスなどを用いてもよく、特に結晶化ガラスなどを用いてもよい。
結晶化ガラスとしては、たとえば、ＳｉＯ２－ＣａＯ系、ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３系、Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＭｇＯ系、Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＺｎＯ系、ＳｉＯ２－ＣａＯ－ＺｎＯ系などの材料のいずれかを用いてもよく、特にＳｉＯ２－ＭｇＯ系の材料を用いてもよい。
また、図２Ｂに示すように、複数のセル１のうち隣接するセル１の間には、導電部材１８が介在している。導電部材１８は、隣接する一方のセル１の燃料極層５と他方のセル１の空気極層８とを電気的に直列に接続する。より具体的には、導電部材１８は、隣接する一方のセル１の燃料極層５と電気的に接続されたインターコネクタ４と、他方のセル１の空気極層８とを接続している。インターコネクタ４が金属または合金である場合、インターコネクタ４と導電部材１８とが一体化していてもよいし、導電部材１８がインターコネクタ４を兼ねてもよい。なお、導電部材１８の詳細については後述する。
また、図２Ｂに示すように、複数のセル１の配列方向における最も外側に位置するセル１に、端部集電部材１７が電気的に接続されている。端部集電部材１７は、セルスタック１１の外側に突出する導電部１９に接続されている。導電部１９は、セル１の発電により生じた電気を集電して外部に引き出す。なお、図２Ａでは、端部集電部材１７の図示を省略している。
また、図２Ｃに示すように、セルスタック装置１０は、２つのセルスタック１１Ａ、１１Ｂが直列に接続され、一つの電池として機能する。そのため、セルスタック装置１０の導電部１９は、正極端子１９Ａと、負極端子１９Ｂと、接続端子１９Ｃとに区別される。
正極端子１９Ａは、セルスタック１１が発電した電力を外部に出力する場合の正極であり、セルスタック１１Ａにおける正極側の端部集電部材１７に電気的に接続される。負極端子１９Ｂは、セルスタック１１が発電した電力を外部に出力する場合の負極であり、セルスタック１１Ｂにおける負極側の端部集電部材１７に電気的に接続される。
接続端子１９Ｃは、セルスタック１１Ａにおける負極側の端部集電部材１７と、セルスタック１１Ｂにおける正極側の端部集電部材１７とを電気的に接続する。
＜導電部材＞
つづいて、第１の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材１８の詳細について、図３を参照しながらさらに説明する。図３は、第１の実施形態に係る電気化学セル装置を拡大した断面図である。図３に示すセルスタック装置１０は、図２Ｂに示すセルスタック装置１０が有するセルスタック１１を拡大視したものに相当する。なお、図３では、たとえばセル１、導電部材１８などを単純化して図示している。また、後述する他の図面でも、構成要素を単純化して図示する場合がある。
図３に示すように、厚み方向Ｔに隣り合うセル１の間には、長さ方向に延びる導電部材１８が位置している。セル１は、ガスが流れるガス流路２ａを有している。ガス流路２ａは、供給口２ａ１と排出口２ａ２とを有する。供給口２ａ１には、内部空間２２内に貯留された燃料ガスが供給される。排出口２ａ２は、セル１の内部から燃料ガスを排出する。
かかるセルスタック装置１０は、発電時の温度にばらつきが生じる場合がある。具体的には、セル１のうち、排出口２ａ２側に近いセル１の部分１ａの方が、供給口２ａ１側に近いセル１の部分１ｂ側よりも温度が上昇する。このため、セル１の部分１ａでは、たとえば、発電に適した温度よりも高温となり、耐久性が低下しやすくなる。
そこで、本実施形態では、厚み方向Ｔに隣り合うセル１間に、電気抵抗率が異なる第１部位１８１と第２部位１８２とを有する導電部材１８を適用することで温度のばらつきを低減させる。具体的には、第１部位１８１が部分１ａに接続され、第２部位１８２が部分１ｂに接続されるように導電部材１８を位置させる。第１部位１８１の電気抵抗率は、第２部位１８２の電気抵抗率よりも大きい。以下、電気抵抗率を単に抵抗率といい、電気抵抗を単に抵抗という場合もある。
これにより、第１部位１８１では、第２部位１８２よりも通電量が低減し、第１部位１８１における抵抗加熱が抑えられる。その結果、第１部位１８１およびそれに接続されたセル１の部分１ａでの温度上昇が、第２部位およびそれに接続されたセル１の部分１ｂよりも低減される。このため、本実施形態によれば、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が高くなる。
例えば、第１部位１８１が導電部材１８の排出口側の端部であり、第２部位１８２が導電部材１８の供給口側の端部であってもよい。また、導電部材１８の排出口側の端部から供給口側の端部までの長さｌに対し、導電部材１８の排出口側の端部からｌ／３離れた部位が第１部位１８１であり、導電部材１８の供給口側の端部からｌ／３離れた部位が第２部位１８２であってもよい。
セル１Ａとセル１Ｂの間に位置する第１部位１８１の電気抵抗は、セル１Ａとセル１Ｂの間に位置する第２部位１８２の電気抵抗よりも、たとえば０．０５Ω以上大きくてもよい。第１部位１８１の電気抵抗と第２部位１８２の電気抵抗の差が０．０５Ω以上であることで、第１部位１８１の通電量が小さくなり第１部位１８１における抵抗加熱が小さくなり、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が高くなる。
導電部材１８の排出口側に位置する半分を第１部位１８１とし、供給口側に位置する半分を第２部位１８２としてもよい。また、導電部材１８の排出口側の端部から供給口側の端部までの長さｌに対し、導電部材１８の排出口側の端部からｌ／３までの部位を第１部位１８１とし、導電部材１８の供給口側の端部からｌ／３までの部位を第２部位１８２としてもよい。第１部位１８１の抵抗率は、第２部位１８２の抵抗率よりも、０．８Ω・ｍ以上大きくてもよい。第１部位１８１の抵抗率が、第２部位１８２の抵抗率より０．８Ω・ｍ以上大きいと、第１部位１８１の通電量が有意に低減される。なお、抵抗率は各部位において例えば任意の３点以上を測定した平均値としてもよい。
ここで、導電部材１８の具体的な構成の一例につき、図４および図５を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の一例を示す横断面図である。
図４に示すように、導電部材１８は、隣接するセル１のうち、一方のセル１であるセル１Ａに接続される接続部１８ａと、他方のセル１であるセル１Ｂに接続される接続部１８ｂとを有する。また、導電部材１８は、幅方向Ｗの両端に連結部１８ｃを有しており、接続部１８ａ，１８ｂを接続する。これにより、導電部材１８は、厚み方向Ｔに隣り合うセル１同士を電気的に接続することができる。
また、接続部１８ａ，１８ｂは、セル１Ａ，１Ｂと接触する接触部１８ａ１，１８ｂ１と、セル１Ａ，１Ｂとは非接触の非接触部１８ａ２，１８ｂ２とを有している。
図５は、図４に示すＡ－Ａ線に沿った断面図である。導電部材１８は、セル１の長さ方向Ｌに延在している。導電部材１８は、断面視で櫛歯状を有しており、接続部１８ａ，１８ｂは、連結部１８ｃからセル１Ａ，１Ｂに向かって互い違いに伸びている。
次に、第１部位１８１および第２部位１８２を有する導電部材１８の具体例につき、図６Ａ～図６Ｄを用いて説明する。図６Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の一例を示す断面図である。
図６Ａに示すように、導電部材１８は、基材１８０と、基材１８０を覆う被膜３０とを有してもよい。基材１８０は、導電性および耐熱性を有する。基材１８０は、クロムを含有する。基材１８０は、たとえば、ステンレス鋼である。基材１８０は、たとえば、金属酸化物を含有してもよい。
被膜３０は、電気絶縁性または低い導電性を有している。被膜３０は、たとえば、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、Ａｌおよび／またはＳｉを含む複合酸化物などを含有する。図６Ａに示す導電部材１８は、被膜３０の厚みを異ならせることにより、抵抗率が異なる第１部位１８１および第２部位１８２を有している。すなわち、第２部位１８２と比較して被膜３０の厚みが大きい第１部位１８１の抵抗率は、第２部位１８２の抵抗率よりも大きくなる。
図６Ｂ～図６Ｄは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の別の一例を示す断面図である。
図６Ｂに示すように、導電部材１８は、基材１８０と、基材１８０を覆う被膜３１を有してもよい。
被膜３１は、導電性を有している。被膜３１は、たとえば、導電性を有する金属材料および／または金属酸化物を含有する。図６Ｂに示すように、導電部材１８は、被膜３１の厚みを異ならせることにより、抵抗率が異なる第１部位１８１および第２部位１８２を有していてもよい。すなわち、第１部位１８１と比較して被膜３１の厚みが大きい第２部位１８２の抵抗率は、第１部位１８１の抵抗率よりも小さくなる。被膜３１に含まれる導電性を有する金属酸化物は、たとえばスピネル構造を有する複合酸化物、たとえば、ＺｎＭｎＣｏＯ４などのＺｎ（ＣｏｘＭｎ１－ｘ）２Ｏ４（０＜ｘ＜１）、Ｍｎ１．５Ｃｏ１．５Ｏ４、ＭｎＣｏ２Ｏ４、ＣｏＭｎ２Ｏ４、などであってもよい。導電性を有する金属酸化物は、いわゆるＡＢＯ３型のペロブスカイト型酸化物であってもよい。
なお、導電部材１８は、被膜３０および被膜３０よりも高い導電性を有する被膜３１の両方を有していてもよい。導電部材１８は、たとえば、基材１８０上を覆う被膜３０と、さらに被膜３０上を覆う被膜３１を有していてもよい。このとき、第２部位１８２は、第１部位１８１と比較して、被膜３０の厚みが小さくてもよい。また、第２部位１８２は、第１部位１８１と比較して、被膜３１の厚みが大きくてもよい。
また、図６Ｃに示すように、導電部材１８は、基材１８０と、基材１８０を覆う被膜３２，３３を有してもよい。
被膜３２，３３は、導電性または絶縁性を有している。被膜３２は、被膜３３よりも絶縁性が高くてもよい。また、被膜３３は、被膜３２よりも導電性が高くてもよい。
図６Ｃに示すように、導電部材１８は、被膜３２，３３の材料を異ならせることにより、抵抗率が異なる第１部位１８１および第２部位１８２を有していてもよい。すなわち、被膜３２と比較して絶縁性が低いまたは導電性が高い被膜３３を有する第２部位１８２の抵抗率は、第１部位１８１の抵抗率よりも小さくなる。
被膜３２，３３は、気孔率が異なる同じ材料であってもよい。被膜３２の気孔率が被膜３３の気孔率より大きいと、被膜３２は、被膜３３と比較して絶縁性が高くなる。被膜３２の気孔率が被膜３３の気孔率より大きいと、被膜３２は、被膜３３と比較して導電性が低くなる。被膜３２，３３の材料は、被膜３０，３１に含まれるような材料であってもよい。
図６Ｄに示すように、導電部材１８は、基材１８０の材料が互いに異なる部位１８０ａ，１８０ｂを有していてもよい。部位１８０ｂは、部位１８０ａと比較して導電性が高い。これにより、第２部位１８２の抵抗率は、第１部位１８１の抵抗率よりも小さくなる。
このように、本実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材１８は、いかなる方法により作製されたものであってもよい。なお、図６Ａ、図６Ｂに示す被膜３０，３１は、たとえば、ディップ法において塗布回数および／またはディップ液の濃度を変更させて形成してもよく、電着またはめっき法において成膜電極を変更させて形成してもよい。また、図６Ｃに示す被膜３２，３３は、たとえば、ディップ法においてディップ液の種類を変更させて形成してもよい。また、図６Ｄに示す導電部材１８は、たとえば、溶接または接合により形成してもよい。
＜モジュール＞
次に、上述したセルスタック装置１０を用いた本実施形態に係るモジュール１００について、図７を用いて説明する。図７は、第１の実施形態に係るモジュールを示す外観斜視図である。図７では、収納容器１０１の一部である前面および後面を取り外し、内部に収納される燃料電池のセルスタック装置１０を後方に取り出した状態を示している。
図７に示すように、モジュール１００は、収納容器１０１、および収納容器１０１内に収納されたセルスタック装置１０を備えている。また、セルスタック装置１０の上方には、改質器１０２が配置されている。
かかる改質器１０２は、天然ガス、灯油などの原燃料を改質して燃料ガスを生成し、セル１に供給する。原燃料は、原燃料供給管１０３を通じて改質器１０２に供給される。改質器１０２は、水を気化させる気化部１０２ａと、改質部１０２ｂとを備えていてもよい。改質部１０２ｂは、図示しない改質触媒を備えており、原燃料を燃料ガスに改質する。このような改質器１０２は、効率の高い改質反応である水蒸気改質を行うことができる。
そして、改質器１０２で生成された燃料ガスは、ガス流通管２０、固定部材１２を通じて、セル１のガス流路２ａ（図１Ａ参照）に供給される。
また、上述の構成のモジュール１００では、ガスの燃焼、セル１の発電等に伴い、通常発電時におけるモジュール１００内の温度が５００℃～１０００℃程度となる。
このようなモジュール１００においては、上述したように、耐久性が高いセルスタック装置１０を備えていることにより、耐久性が高いモジュール１００とすることができる。
＜モジュール収容装置＞
図８は、第１の実施形態に係るモジュール収容装置の一例を示す分解斜視図である。モジュール収容装置１１０は、外装ケース１１１と、図７で示したモジュール１００と、図示しない補機と、を備えている。補器は、モジュール１００の運転を行う。モジュール１００および補器は、外装ケース１１１内に収容されている。なお、図８においては一部構成を省略して示している。
図８に示すモジュール収容装置１１０の外装ケース１１１は、支柱１１２と外装板１１３とを有する。仕切板１１４は、外装ケース１１１内を上下に区画している。外装ケース１１１内の仕切板１１４より上側の空間は、モジュール１００を収容するモジュール収容室１１５であり、外装ケース１１１内の仕切板１１４より下側の空間は、モジュール１００を運転する補機を収容する補機収容室１１６である。なお、図８では、補機収容室１１６に収容する補機を省略して示している。
また、仕切板１１４は、補機収容室１１６の空気をモジュール収容室１１５側に流すための空気流通口１１７を有している。モジュール収容室１１５を構成する外装板１１３は、モジュール収容室１１５内の空気を排気するための排気口１１８を有している。
このようなモジュール収容装置１１０においては、上述したように、耐久性が高いモジュール１００をモジュール収容室１１５に備えていることにより、耐久性が高いモジュール収容装置１１０とすることができる。
［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態に係る電気化学セル装置を拡大した断面図である。図９に示すセルスタック装置１０は、導電部材１８として抵抗率の異なる第１導電部材１８Ａと第２導電部材１８Ｂとを有する点で、上記した第１の実施形態に係るセルスタック装置１０が有する導電部材１８と相違する。第２導電部材１８Ｂの抵抗率は、第１導電部材１８Ａの抵抗率よりも小さく、第１導電部材１８Ａおよび第２導電部材１８Ｂは、隣り合うセル１間にそれぞれ配置される。このように、導電部材１８として抵抗率の異なる第１導電部材１８Ａおよび第２導電部材１８Ｂを使用した場合であっても、第１導電部材１８Ａおよびセル１の部分１ａでの温度上昇が低減される。このため、本実施形態に係る電気化学セル装置によれば、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が高くなる。
第１導電部材１８Ａおよび第２導電部材１８Ｂは、たとえば、図６Ａ～図６Ｄに示す第１部位１８１および第２部位１８２に準じてそれぞれ作製することができる。また、第１導電部材１８Ａおよび第２導電部材１８Ｂは、互いに接触させてもよく、離間させてもよい。第１導電部材１８Ａおよび第２導電部材１８Ｂを離間させると、第１導電部材１８Ａを流れる電流をより低下させることができることから、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が高くなる。
［第３の実施形態］
図１０は、第３の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す上面図である。図１０に示すセルスタック装置１０は、厚み方向Ｔ（第１方向）に並ぶセル１を複数備えるセルスタック１１を有する。セルスタック１１は、セル１の幅方向Ｗ（第２方向）に隣り合うセルスタック１１Ａ（第１セルスタック）およびセルスタック１１Ｂ（第２セルスタック）を有する。
このように、セルスタック１１Ａ，１１Ｂを有するセルスタック装置１０では、発電時に発生した熱がセルスタック１１Ａ，１１Ｂの間にこもり、セルスタック装置１０内の温度にばらつきが生じる場合がある。具体的には、セルスタック１１Ａのうち、セルスタック１１Ｂに近い部分１１Ａａの方が、セルスタック１１Ｂから離れた部分１１Ａｂ側よりも温度が上昇する。このため、部分１１Ａａでは、たとえば、発電に適した温度よりも高温となり、耐久性が低下しやすくなる。
そこで、図１０に示すように、セルスタック１１Ａが有するセル１間に、セルスタック１１Ｂからの距離に応じて抵抗率が異なる第１部位１８１と第２部位１８２とを有する導電部材１８を適用することで温度のばらつきを低減させてもよい。具体的には、第１部位１８１が部分１１Ａａに位置するセル１に接続され、第２部位１８２が部分１１Ａｂに位置するセル１に接続されるように導電部材１８を位置させる。第１部位１８１の抵抗率は、第２部位１８２の抵抗率よりも大きい。
これにより、第１部位１８１に接続されたセル１を有する部分１１Ａａでは、第２部位１８２に接続されたセル１を有する部分１１Ａｂよりも通電量が低減し、第１導電部材１８Ａおよび部分１１Ａａでの温度上昇が低減される。このため、本実施形態に係る電気化学セル装置によれば、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が高くなる。
［第４の実施形態］
図１１は、第４の実施形態に係る電気化学セル装置が有する電気化学セルの一例を示す斜視図である。図１１に示すセル１は、素子部３Ｂと、素子部３Ｂを挟む導電部材９１，９２とを有する平板型の電気化学セルである。素子部３Ｂは、固体電解質層（たとえば、固体電解質層６）と、固体電解質層を挟む第１電極層（たとえば、燃料極層５）および第２電極層（たとえば、空気極層８）を有する。導電部材９１，９２は、反応ガスが流れる流路９７，９８をそれぞれ有しており、不図示のシール部材等で封止されている。
図１２は、平板型の電気化学セルにおける温度分布の一例を示す平面図である。図１２に示すように、素子部３Ｂの周囲には、導電部材９１，９２に接するセパレータ４０が位置している。また、導電部材９１または導電部材９２と向かい合う素子部３Ｂの表面３ａは、セル１の発電時には素子部３Ｂの中心Ｐ１に近い部分が高温となり、中心Ｐ１から離れた外縁側に向かって同心円状に温度が低下する。
図１３は、第４の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の一例を示す縦断面図である。複数のセル１を積層させたセルスタック装置１０Ｂでは、互いに隣り合う一方のセル１の導電部材９１と他のセル１の導電部材９２とが、導電部材であるインターコネクタ９３を介して電気的に接続されている。以下、素子部３Ｂ間に位置する導電部材９１，９２およびインターコネクタ９３をまとめて導電部材１８と称する場合がある。
上述したように、発電時に高温となった素子部３Ｂの中心Ｐ１の付近では、温度が低下しにくいことから、セルスタック装置１０内の温度にばらつきが生じる場合がある。具体的には、セル１のうち、素子部３Ｂの中心Ｐ１に近い部分は、素子部３Ｂの中心Ｐ１から離れた外縁側よりも温度が上昇し、たとえば、発電に適した温度よりも高温となり、耐久性が低下しやすくなる。
そこで、図１３に示すように、セルスタック装置１０Ｂが有する素子部３Ｂ間に、中心Ｐ１からの距離に応じて抵抗率が異なる第１部位１８１と第２部位１８２とを有する導電部材１８を適用することで温度のばらつきを低減させてもよい。具体的には、第１部位１８１が中心Ｐ１に近い素子部３Ｂの第１電極層に接続され、第２部位１８２が中心Ｐ１から離れた素子部３Ｂの第１電極層に接続されるように導電部材１８を位置させる。第１部位１８１の抵抗率は、第２部位１８２の抵抗率よりも大きい。
これにより、第１部位１８１に接続された素子部３Ｂを有する部分では、第２部位１８２に接続された素子部３Ｂを有する部分よりも通電量が低減し、第１部位１８１およびそれに接続された部分での温度上昇が低減される。このため、本実施形態に係る電気化学セル装置によれば、導電部材１８およびセルスタック装置１０Ｂの耐久性が高くなる。
なお、上記では、導電部材９１，９２およびインターコネクタ９３をまとめて導電部材１８として説明したが、導電部材９１，９２とは異なるインターコネクタ９３を第３導電部材として適用し、導電部材９１，９２を並列に接続してもよい。
［第５の実施形態］
図１４は、第５の実施形態に係る電気化学セル装置が有する導電部材の一例を示す縦断面図である。図１４に示すように、セルスタック装置１０Ｃは、導電部材１８として抵抗率の異なる第１導電部材１８Ａと第２導電部材１８Ｂとを有してもよい。第２導電部材１８Ｂの抵抗率は、第１導電部材１８Ａの抵抗率よりも小さく、第１導電部材１８Ａおよび第２導電部材１８Ｂは、隣り合うセル１間にそれぞれ配置される。このように、導電部材１８として抵抗率の異なる第１導電部材１８Ａおよび第２導電部材１８Ｂを使用した場合であっても、第１導電部材１８Ａおよびそれに接続されたセル１の部分での温度上昇が低減される。このため、本実施形態に係る電気化学セル装置によれば、導電部材１８およびセルスタック装置１０Ｃの耐久性が高くなる。
［第６の実施形態］
図１５Ａは、第６の実施形態に係る電気化学セル装置が有する電気化学セルの一例を示す横断面図である。図１５Ｂ、図１５Ｃは、第６の実施形態に係る電気化学セル装置が有する電気化学セルの他の一例を示す横断面図である。
図１５Ａ～図１５Ｃに示すように、セル１は、燃料極層５、固体電解質層６、中間層７および空気極層８が積層された素子部３Ｃと、支持基板２とを有している。支持基板２は、素子部３Ｃの燃料極層５と接する部位に貫通孔または細孔を有するとともに、ガス流路２ａの外側に位置する部材１２０を有する。支持基板２は、ガス流路２ａと素子部３Ｃとの間でガスを流通させることができる。支持基板２は、例えば、１または複数の金属板を含んでもよい。金属板の材料は、クロムを含有していてもよい。金属板は、導電性の被覆層を有していてもよい。支持基板２は、隣接するセル１同士を電気的に接続する導電部材である。素子部３Ｃは、支持基板２上に直接形成されていてもよいし、接合材により支持基板２に接合されていてもよい。
図１５Ａに示す例では、燃料極層５の側面は固体電解質層６により被覆され、燃料ガスが流れるガス流路２ａを気密に封止している。図１５Ｂに示すように、燃料極層５の側面はガラスまたはセラミックを含む緻密な封止材９で被覆され、封止されていてもよい。燃料極層５の側面を被覆する封止材９は、電気絶縁性を有していてもよい。
また、支持基板２のガス流路２ａは、図１５Ｃに示すように凹凸を有する部材１２０により形成されていてもよい。
第６の実施形態において、部材１２０は、隣接する別のセル１の空気極層８と、セル間接続部材などの他の導電部材および接合材を介して接合されている。なお、部材１２０は、他の導電部材等を介さずに直接別のセル１の空気極層８と接触していてもよい。
第６の実施形態においても、支持基板２（導電部材１８）は、抵抗率が異なる第１部位１８１および第２部位１８２を有している。支持基板２（導電部材１８）は、第１～第４の実施形態に係る電気化学セル装置のように、第１部位１８１を高温となるセル１の部分１ａに位置させ、第２部位１８２を比較的低温となるセル１の部分１ｂに位置させてもよい。第１部位１８１の抵抗率が、第２部位１８２の抵抗率よりも大きいことにより、第１部位１８１に接続されたセル１の部分１ａでは、第２部位１８２に接続された部分１ｂよりも通電量が低減し、、第１部位１８１および部分１ａでの温度上昇が低減される。このため、本実施形態に係る電気化学セル装置によれば、支持基板２（導電部材１８）およびセルスタック装置１０の耐久性が高くなる。なお、図１５Ａ～図１５Ｃでは、高温となるセル１の部分１ａとして、第２の実施形態のように素子部３Ｃの中心に近い部分を示したが、たとえば、第１の実施形態のように燃料ガスの排出口側に近い部分が、高温となるセル１の部分１ａとなってもよい。
＜実験例１＞
図５に示すセルスタック装置１０（セルスタック１１）を作製した。セル１のサイズは、１７０ｍｍ（長さ方向Ｌ）×２７ｍｍ（幅方向Ｗ）×２．３ｍｍ（厚み方向Ｔ）の中空平板状とした。導電部材１８の形状は、図４、図５に示す櫛歯状であって、第１部位１８１と第２部位１８２とは同じ形状とした。具体的には、導電部材１８は、セル１と接続部１８ａ，１８ｂとの接触面積が２１ｍｍ×０．８ｍｍ×６０片であり、うち、第１部位１８１が３０片、第２部位１８２が３０片となるように作製した。導電部材１８は、図６Ａに示すものを使用した。また、セルスタック１１が有するセル１の数は３２枚とし、セルスタック１１の中央部に位置するセル１において温度差を評価した。なお、セル１の温度は、導電部材１８の長さ方向Ｌの長さｌを基準として、排出口側の端部から概ねｌ／３離れた位置を第１部位１８１とし、供給口側の端部から概ねｌ／３離れた位置を第２部位１８２として、第１部位１８１および第２部位１８２に対応するセル１の各部分にそれぞれ熱電対を配置して測定した。
＜実験例２＞
図５に示すセルスタック装置１０に代えて、図９に示すセルスタック装置１０を用いたことを除き、実験例１と同様に作製したセルスタック１１の中央部に位置するセル１において温度差を評価した。
＜実験例３＞
図５に示すセルスタック装置１０に代えて、抵抗率が一様の導電部材１８を用いたことを除き、実験例１と同様に作製したセルスタック１１の中央部に位置するセル１において温度差を評価した。
＜実験例４＞
図１３に示すセルスタック装置１０Ｂを作製した。セル１のサイズは、２００ｍｍ×２００ｍｍ×３．２ｍｍとした。導電部材１８の形状は、第１部位１８１（１４０ｍｍ×１４０ｍｍ）と第２部位１８２（第１部位１８１を除く残りの部分）の接触面積を同じにした。また、セルスタック装置１０Ｂが有するセル１の数は２０枚とし、セルスタック装置１０Ｂの中央部に位置するセル１において温度差を評価した。なお、セル１の温度は、中心Ｐ１から３０ｍｍ離れた部分と、中心Ｐ１から８０ｍｍ離れた部分にそれぞれ熱電対を配置して測定した。
＜実験例５＞
図１３に示すセルスタック装置１０Ｂに代えて、図１４に示すセルスタック装置１０Ｃを、実験例４と同様に作製し、セルスタック装置１０Ｃの中央部に位置するセル１において温度差を評価した。
＜実験例６＞
図１３に示すセルスタック装置１０Ｂに代えて、抵抗率が一様の導電部材１８を用いたことを除き、実験例４と同様に作製したセルスタック装置の中央部に位置するセル１において温度差を評価した。
図１６は、電気化学セル装置の耐久性を比較する図である。セル内に供給される燃料ガスの温度を９５０℃、９００℃、８５０℃の各試験温度とした場合の加速試験を行い、初期値からの電圧降下量が１０％に到達するまでの時間をそれぞれ計測した。具体的には、各試験温度に設定した各セルスタック装置の電流密度を０．４Ａ／ｃｍ２に調整し、１００ｈｒ時間ごとに各セルスタック装置の温度を試験温度から７５０℃に低下させて電圧測定を行った。電圧測定後、各セルスタック装置を再度試験温度に設定して加速試験を継続した。各試験温度において、測定した電圧が初期値に対し１０％低い値に低下するまでの時間から加速係数を算出し、７５０℃で連続運転したとき、電圧が初期値に対し１０％低い値に低下するまでの時間（耐久時間）を推定した。図１６では、実験例３および実験例６を基準とする耐久時間の相対値を算出し、耐久性を評価した。
図１６に示すように、実験例１，２ではいずれも、実験例３と比較して耐久性が向上した。実験例４，５ではいずれも、実験例６と比較して耐久性が向上した。このように各実施形態に係る導電部材１８によれば、耐久性が向上し、導電部材１８を使用したセルスタックについても、耐久性が向上した。
［その他の実施形態］
上述の各実施形態では、「電気化学セル」、「電気化学セル装置」、「モジュール」および「モジュール収容装置」の一例として燃料電池セル、燃料電池セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置を示したが、他の例としてはそれぞれ、電解セル、電解セルスタック装置、電解モジュールおよび電解装置であってもよい。電解セルは、第１電極層および第２電極層を有し、電力の供給により水蒸気を水素と酸素に分解する、または二酸化炭素を一酸化炭素と酸素に分解する。このような電解セル、電解セルスタック装置、電解モジュールおよび電解装置によれば、耐久性が高くなる。
以上、本開示について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
以上のように、実施形態に係る導電部材１８は、第１部位１８１と、第１部位１８１とは抵抗率が異なる第２部位１８２とを有する。これにより、耐久性が高い導電部材１８が提供可能となる。
また、本開示の電気化学セル装置（たとえば、セルスタック装置１０）は、上記に記載の導電部材１８と、導電部材１８に接続された電気化学セル（たとえば、セル１）とを備える。電気化学セルは、第１部位１８１に接続された第１部分（たとえば、部分１ａ）と、第２部位１８２に接続された第２部分（たとえば、部分１ｂ）とを有する。第１部分の温度は、第２部分の温度よりも高く、第１部位１８１の抵抗率は、第２部位１８２の抵抗率よりも大きい。これにより、耐久性が高い電気化学セル装置が提供可能となる。
また、本開示の電気化学セル装置（たとえば、セルスタック装置１０Ｃ）は、固体電解質層と、電気化学セル（たとえば、セル１）と、第１導電部材１８Ａと、第２導電部材１８Ｂとを備える。第２導電部材１８Ｂは、第１導電部材１８Ａと離間している。第１導電部材１８Ａの抵抗率は、第２導電部材１８Ｂの抵抗率と異なる。これにより、耐久性が高い電気化学セル装置が提供可能となる。
また、本開示のモジュール１００は、上記に記載の電気化学セル装置と、電気化学セル装置を収納する収納容器１０１とを備える。これにより、耐久性が高いモジュール１００とすることができる。
また、本開示のモジュール収容装置１１０は、上記に記載のモジュール１００と、モジュール１００の運転を行うための補機と、モジュール１００および補機を収容する外装ケース１１１とを備える。これにより、耐久性が高いモジュール収容装置１１０とすることができる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１ セル
１０ セルスタック装置
１１ セルスタック
１２ 固定部材
１３ 固定材
１４ 支持部材
１５ 支持体
１６ ガスタンク
１７ 端部集電部材
１８ 導電部材
１００ モジュール
１１０ モジュール収容装置
１８１ 第１部位
１８２ 第２部位

Claims (8)

  1. 第１部位と、前記第１部位とは抵抗率が異なる第２部位とを有する導電部材と、
    燃料ガスが供給される供給口と前記燃料ガスが排出される排出口とを有し、前記導電部材に接続された電気化学セルと
    を備え、
    前記電気化学セルは、前記排出口の近くに位置し、前記第１部位に接続された第１部分と、前記供給口の近くに位置し、前記第２部位に接続された第２部分とを有し、
    前記第１部分の温度は、前記第２部分の温度よりも高く、
    前記第１部位の抵抗率は、前記第２部位の抵抗率よりも大きい
    電気化学セル装置。
  2. 第１部位と、前記第１部位とは抵抗率が異なる第２部位とを有する導電部材と、
    前記導電部材と向かい合う素子部を有し、前記導電部材に接続された電気化学セルと
    を備え、
    前記電気化学セルは、前記素子部の中心の近くに位置し、前記第１部位に接続された第１部分と、前記素子部の中心から離れて位置し、前記第２部位に接続された第２部分とを有し、
    前記第１部分の温度は、前記第２部分の温度よりも高く、
    前記第１部位の抵抗率は、前記第２部位の抵抗率よりも大きい
    電気化学セル装置。
  3. 第１方向に並ぶ複数の前記電気化学セルと、該複数の前記電気化学セルを電気的に接続する前記導電部材とを備えるセルスタックを有し、
    前記セルスタックは、前記第１方向に交差する第２方向に隣り合う第１セルスタックおよび第２セルスタックを有し、
    前記第１セルスタックにおいて、前記電気化学セルの前記第２セルスタックの近くに位置する部分の抵抗率は、前記電気化学セルの前記第２セルスタックから離れて位置する部分の抵抗率よりも大きい
    請求項１または２に記載の電気化学セル装置。
  4. 前記電気化学セルは、固体電解質層と、前記固体電解質層を挟む第１電極層および第２電極層を有し、
    前記導電部材は、前記第１電極層に接続された第１導電部材と、前記第１電極層に接続され、前記第１導電部材と離間された第２導電部材とを有し、
    前記第１導電部材の抵抗率は、前記第２導電部材の抵抗率よりも大きい
    請求項１に記載の電気化学セル装置。
  5. 前記素子部は、固体電解質層と、前記固体電解質層を挟む第１電極層および第２電極層を有し、
    前記導電部材は、前記第１電極層に接続された第１導電部材と、前記第１電極層に接続され、前記第１導電部材と離間された第２導電部材とを有し、
    前記第１導電部材の抵抗率は、前記第２導電部材の抵抗率よりも大きい
    請求項２に記載の電気化学セル装置。
  6. 前記第１導電部材と前記第２導電部材とを並列に接続する第３導電部材を備える
    請求項５に記載の電気化学セル装置。
  7. 請求項１、２、４～６のいずれか１つに記載の電気化学セル装置と、
    前記電気化学セル装置を収納する収納容器と
    を備えるモジュール。
  8. 請求項７に記載のモジュールと、
    前記モジュールの運転を行うための補機と、
    前記モジュールおよび前記補機を収容する外装ケースと
    を備えるモジュール収容装置。
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