JPH03276564A

JPH03276564A - 固体電解質型燃料電池

Info

Publication number: JPH03276564A
Application number: JP2075606A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ishihara; 毅石原; Etsunobu Misawa; 三澤　越延
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1991-12-06
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: JP2531824B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は固体電解質型燃料電池に関するものである。

（従来の技術）最近、燃料電池が発電装置として注目されている。これ
は、燃料が有する化学エネルギーを直接電気エネルギー
に変換できる装置で、カルノーサイクルの制約を受けな
いため、本質的に高いエネルギー変換効率を有し、燃料
の多様化が可能で（ナフサ、天然ガス、メタノール、石
炭改質ガス、重油等）、低公害で、しかも発電効率が設
備規模によって影響されず、極めて有望な技術である。

特に、固体電解質型燃料電池（以下、５ＯＦＣと記す）
は１０００℃の高温で作動するため電極反応が極めて活
発で、高価な白金などの貴金属触媒を全（必要とせず、
分極が小さく、出力電圧も比較的高いため、エネルギー
変換効率が他の燃料電池にくらべ著しく高い。更に、構
造材は全て固体から構成されているため、安定且つ長寿
命である。

５ＯＦＣ素子の構成要素は、一般的に空気電極、固体電
解質、燃料電極から構成される。

平板型５ＯＦＣ素子は単位体積当りの電池有効面積が大
きく、有望である。こうした平板型５ＯＦＣ素子を多数
平行に配列し、各素子同士をリジッドにシールして発電
室を形成し、発電室の一方の側から酸化ガスおよび燃料
ガスを送り込み、他方の側から燃焼排ガスを排出するも
のが知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、各５ＯＦＣ素子同士をリジッドに固定しシール
したものは、気密な発電室を形成するために５ＯＦＣ素
子同士を互いに密封拘束した状態にあるため、作動時の
高温により５ＯＦＣ素子の縁辺部には大きな熱歪応力が
発生する。特に、空気供給室と排ガス燃焼室との間に設
けた隔壁によって５ＯＦＣ素子の基部をリジッドに支持
すると、これによる押え応力が大きく、脆弱な５ＯＦＣ
素子に亀裂を発生させ易い。

本発明の課題は、５ＯＦＣ素子の縁辺部での応力を緩和
し、亀裂の発生を防止して、信頼性と耐久性とに優れた
固体電解質型燃料電池を提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明は、固体電解質と、この固体電解質の一方の側に
設けられた空気電極と、他方の側に設けられた燃料電極
とを少なくとも有する固体電解質型燃料電池素子と；この固体電解質型燃料電池素子の内部に設けられたガス
流通路へとガスを供給するためのガス供給室と；前記ガス流通路から排出された排ガスを燃焼反応させる
ための排ガス燃焼室とを有する固体電解質型燃料電池に
おいて、前記ガス供給室と前記排ガス燃焼室との間で前記固体電
解質型燃料電池素子の外周が多孔質材によって保持され
、この多孔質材の表面が前記ガス供給室と前記排ガス燃
焼室とに対して実質的に露出しないように、前記表面が
気密質材によって被覆されていることを特徴とする固体
電解質型燃料電池に係るものである。

また、本発明は、固体電解質と、この固体電解質の一方
の側に設けられた空気電極と、他方の側に設けられた燃
料電極とを少なくとも有する固体電解質型燃料電池素子
と：この固体電解質型燃料電池素子の内部に設けられたガス
流通路へとガスを供給するためのガス供給室と；前記ガス流通路から排出された排ガスを燃焼反応させる
ための排ガス燃焼室とを有する固体電解質型燃料電池に
おいて、前記ガス供給室と前記排ガス燃焼室との間で前
記固体電解質型燃料電池素子の外周が、実質的にガス不
透過性の多孔質材によって保持されていることを特徴と
する固体電解質型燃料電池に係るものである。

（実施例）第１図は５ＯＦＣの一例を示す断面図（第２図のＡＡ断
面）、第２図は同じ５ＯＦＣを横方向に切った断面図、
第３図は第２図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は５ＯＦＣ素
子を集積した５ＯＦＣ装置を示す断面図である。

この５ＯＦＣ素子ＩＩにおいては、第１図〜第３図の如
く細長い平板状の空気電極体３を支持体とし、空気電極
体３の第１図において下側の面には気密質インターコネ
クター１２を膜状に形成し、上側の面と側面とには気密
質固体電解質膜９を形成し、気密質膜によって空気電極
体３の周囲を覆う。インターコネクター１２は空気電極
体３の下側に５ＯＦＣ素子１１の末端まで形成させる。

また気密質固体電解質９も同じ（空気電極体３の上側の
面に５ＯＦＣ素子１１の末端まで形成させる。空気電極
体３が排ガス燃焼室７内のＣＯガス、水蒸気等の還元ガ
スに弱いためである。固体電解質膜９の上面と側面とに
亘って、インターコネクター１２に接触しないように、
燃料電極膜１０を設ける。

５ＯＦＣ素子１１の保持は次のように行う。

即ち、５ＯＦＣ素子１１の第１図、第２図において左側
の端部付近に気密質隔壁２４を設け、この気密質隔壁２
４に設けられた貫通孔２４ａ内へと５ＯＦＣ素子ＩＩの
端部を挿入する。そして、この貫通孔２４ａと５ＯＦＣ
素子１１の外周面との間の隙間に多孔質材２３を充填し
、この多孔質材２３によって５ＯＦＣ素子ｌ］の外周を
ソフトに保持する。気密質隔壁２４および多孔質材２３
の第１図、第２図において左側は酸化ガス供給室２１と
され、右側は排ガス燃焼室７とされる。

また、気密質隔壁２４の酸化ガス供給室側には更に気密
貫壁部２５を設け、この気密貫壁部２５によって多孔質
材２３の表面を被覆し、この表面が酸化ガス供給室２１
側へと露出しないようにする。気密貫壁部２５の５ＯＦ
Ｃ素子１１外周に近い縁部は、先端の尖った傾斜部２５
ａとされており、傾斜部２５ａの先端は５ＯＦＣ素子１
１の外周に接触する。傾斜部２５ａは５ＯＦＣ素子１１
を実質的に固定しない様に接触し、従って、この接触部
において局部的に５ＯＦＣ素子１１と傾斜部２５ａとの
間に隙間が生ずることを許容する。

一方、５ＯＦＣ素子１１の外周には先端の尖った気密質
傾斜突出部２２が設けられ、多孔質材２３の排ガス燃焼
室側の表面が傾斜突出部２２によって被覆され、多孔質
材２３の表面が排ガス燃焼室７へと露出するのが防止さ
れる。また、好ましくは多孔質の隔壁２を設け一１排ガ
ス燃焼室７と発電室８とを区分すると共に、５ＯＦＣ素
子１１を隔壁２によってもソフトに支持する。

多孔質材２３としては、例えば、セラミックファイバー
フェルト、セラミックファイバーボード、耐火断熱レン
ガ、断熱キャスタブル等が好ましい。

気密貫壁部２５の材質としては、例えばアルミナ、ムラ
イト、ジルコニア等の耐火セメント、モルタル等が好ま
しい。傾斜突出部２２は、５ＯＦＣ素子１１の外周へと
この傾斜突出部を接着、貼着、付着させることによって
設けてよく、また予め５ＯＦＣ素子ＩＩの外周を厚めに
形成しておき、その後に研削加工によって傾斜突出部を
削り出すことによって設けてもよい。

気密貫壁部２５及び傾斜突出部２５ａは気密質隔壁２４
と一体とし、アルミナ、ムライト、ジルコニア等の耐熱
性材料で形成することができる。又、気密貫壁部２５と
傾斜突出部２５ａとを、気密質隔壁２４と多孔質材２３
との表面上に耐火セメントで形成してもよい。

平板状空気電極体３は、ドーピングされたか、又はドー
ピングされていないＬａＭｎＯ３，ＣａＭｎＯｓ。

Ｌａ、Ｎｉ０３．　ＬａＣｏＯ３，ＬａＣｒ０ａ等で製
造でき、スト０１／チウムを添加したＬａＭｎＯｓが好
ましい。気密質固体電解質膜９は、一般にはイツトリア
安定化ジルコニア等で製造できる。燃料電極膜２０は、
一般にはニッケルージルコニアサーメット又はコバルト
ジルコニアサーメットが好ましい。

平板状空気電極体３の内側には複数列の酸化ガス輸送路
４Ａ、　４Ｂが設けられ、酸化ガス供給室２１に面して
酸化ガス供給口１６と閉塞部５とが交互に設けられてい
る。５ＯＦＣの動作時には、酸化ガスが矢印Ｅのように
酸化ガス導入孔１６から酸化ガス輸送路４Ａ内へと送ら
れ、５ＯＦＣ素子の発電室側の端部へと達し、ここで反
対方向へと方向転換して酸化カス輸送路４Ｂ内を再び酸
化ガス供給室２１方向へと向かって流れる。酸化ガス輸
送路４Ｂの酸化ガス供給室２１側の端部には上記のよう
に閉塞部５が設けられており、かつ排ガス燃焼室７へと
面して酸化ガス排出口６が設けられている。従って、酸
化ガスは、酸化ガス輸送路４Ａ、　４Ｂを往復する間に
空気電極体３および固体電解質膜９を経て燃料電極膜１
０に酸素イオンを供給して燃料電極膜１０上で燃料と反
応して発電に寄与し、酸素濃度の低下した排酸化ガスが
排出口６から排ガス燃焼室７へと排出される。一方、発
電室８と排ガス燃焼室７との間では僅かの差圧で排ガス
燃焼室７へと燃料ガスの流れが生ずるように設計されて
おり、排ガス燃焼室７から発電室８への逆流を防ぐ。燃
料ガスは矢印Ｆのように発電室８内を流れて発電に利用
され、反応によって生成した水蒸気、炭酸ガスおよび未
反応の燃料ガスの混合気体が隔壁２と５ＯＦＣ素子との
隙間を通って排ガス燃焼室７へと流入し、ここで排酸化
ガスと接触して燃焼し、酸化ガス輸送路４Ａ内を通過中
の新鮮な酸化ガスを予熱する。

空気電極体３と固体電解質膜９との界面で酸化ガスが酸
素イオンを生じ、これらの酸素イオンは固体電解質膜９
を通って燃料電極膜ＩＯへと移動し、燃料ガスと反応す
ると共に電子を燃料電極膜ＩＯへと放出する。そして、
正極である空気電極と接続したインコーコネクター１２
と、負極である燃料電極膜１０との間に負荷を接続して
電力を取り出す。

第４図に示すようにスタックを形成する場合には、気密
質インターコネクター１２を下側の５ＯＦＣ素子１１の
燃料電極膜１０へとニッケルフェルト１４を介して電気
的に接続させ、５ＯＦＣ素子１１の直列接続を行う。ま
た、第４図において横方向に隣接した５ＯＦＣ素子１１
の燃料電極膜ＩＯ同士をニッケルフェルト１３を介して
電気的に接続し、隣接する５ＯＦＣ素子１１の並列接続
を行う。なお、第４図の例では便宜上縦二列、横二列の
みを示したが、５ＯＦＣ素子の個数は自由に変更できる
。

本実施例の固体電解質型燃料電池によれば以下の効果を
奏しうる。

（１）脆弱なセラミックスからなる５ＯＦＣ素子１１を
保持するのに際し、基部の一端のみを固定保持し、しか
も重要なことに、多孔質材２３によって５ＯＦＣ素子１
１の外周を保持している。

従って、従来の５ＯＦＣのように５ＯＦＣ素子の四周を
リジッドに固定する方法とは異なって構造的に過大な歪
応力が発生し難いうえ、多孔質材２３によって保持を行
っているので、５ＯＦＣ素子１１の歪応力を一層緩和し
、この素子の損傷を効果的に防止できる。

（２）酸化ガスを排ガス燃焼室７よりも加圧状態で供給
することにより、排酸化ガスは排ガス排出口６から連続
的に排出され、また燃料ガスも隔壁２と５ＯＦＣ素子Ｉ
Ｉとの隙間を通して排ガス燃焼室７内へと排出される構
造のため、５ＯＦＣ素子四周をシールし、固定する必要
がなく、５ＯＦＣ素子１１の一端をシールすればよい。

そして、上記したように、気密貫壁部２５と傾斜突出部
２２とによって多孔質材２３の表面を実質的に被覆して
いるので、酸化ガス供給室２１と排ガス燃焼室７との間
のシールは充分に行われる。

この点を更に詳しく述べると、仮に若干の新鮮な酸化ガ
スが気密貫壁部２５と５ＯＦＣ素子１１との隙間から多
孔質材２３へと侵入しても、この酸化カスは多孔質材２
３内で一旦拡散し、多孔質材２３内を乱雑に移動する。

従って、酸化ガスは多孔質材２３内を移動した後、さら
に気密質隔壁２４と傾斜突出部２２との隙間を通り抜け
なければならず、この機会は非常に少ないのである。更
に、多孔質材２３内での圧力損失により、酸化ガスの排
ガス燃焼室７への移動を一層減少させることができる。

このように、５ＯＦＣ素子１１をリジッドにシールする
必要がないので、これに起因する歪応力の発生が少なく
、構造体としての信頼性が向上する。

（３）気密貫壁部２５の先端を傾斜部２５ａとしている
ので、傾斜部２５ａの先端が５ＯＦＣ素子１１の外周と
接触しても、この接触面積は極めて小さく、従ってこの
接触による押え応力を小さくすることができる。

（４）排ガス燃焼室７を酸化ガス供給室２１と隣接して
設けているので、例えば酸化ガス供給室２１から漏洩し
てくる酸化ガスは新鮮な燃料ガスとは直接接触せず、す
でに発電室８を通過して燃料残存率が小さくなり、水蒸
気の多い廃燃料ガスと接触する。従って、５ＯＦＣ素子
１１の端部での燃焼による局部的な急激な発熱を防ぐこ
とができ、熱歪発生による５ＯＦＣ素子の亀裂の発生が
防止できる。また過剰な局部発熱を防止しているため、
５ＯＦＣ素子の局部的劣化が防止でき、５ＯＦＣ素子の
耐久性が向上する。

（５）従来、燃料ガス導入部付近では、まだ燃料の含育
量が多いため、電気化学的反応が活発であり、温度が上
昇し、この温度上昇によってますます反応が活発となる
。一方、他端では、燃料ガスの濃度がかなり減少してい
るため、反応が不活発で温度が低く、この温度の低さか
らますます反応が不活発となる。しかも、反応した燃料
ガス中にはかなり、ＣＯ２・水蒸気等が含まれており、
これが電極面に付着して反応を阻害するため、ますます
温度が低下する。この傾向は、平板状５ＯＦＣ素子の寸
法が大きくなるにつれて一層強くあられれる。

これに対し、本実施例では、酸化ガス供給口１６と閉塞
部５とを交互に設け、−旦酸化ガス供給口１６より供給
された酸化ガスを５ＯＦＣ素子１１の長手方向で往復さ
せているので、電気化学反応の活発な部分が一部のみに
集中せず、比較的に５ＯＦＣ素子全体に亘って分散する
。従って、５ＯＦＣ素子の全体の温度勾配を小さくでき
、５ＯＦＣ素子および５ＯＦＣ素子並列接続スタック全
体に亘って熱歪応力の低減、発電の均一化と発電効果の
向上を達成できる。

（６）各酸化ガス輸送路４ｂにおいて、隣接する排酸化
ガス排出口６を互いに５ＯＦＣ素子ｌの横手方向の同一
平面上に設けず、５ＯＦＣ素子１１の横手方向平面に対
して斜めに互い違いに設けである。従って、構造強度を
低下させる排出口６が横手方向に同一平面上に整列しな
いので、構造力学上有利であり、５ｏｐｃ素子１１の曲
げ応力に対する強度低下を防止できる。

（７）燃料電極膜１０を５ＯＦＣ素子１１の主面側だけ
でなく、インターコネクター１２と接触しない範囲内で
側面の方にも拡げて設けであるので、更に電極面積を大
きくできる。

（８）発電室８および排ガス燃焼室７内において、空気
電極体３の外周面を、気密質インターコネクター１２と
気密質固体電解質９とによって覆っているので、燃焼に
よって生成した還元ガスおよび水蒸気が空気電極体３に
接触してこれを劣化させるのを効果的に防止できる。

（９）　　５ＯＦＣ素子をボックス型のマルチ−チャン
ネル構造としているため、素子自体の構造強度を向上さ
せうる。

上述の例では、燃料電極膜ＩＯを各素子１１の主面（図
面において上側面）および側面を覆うように設けたが、
こうした燃料電極膜を各５ＯＦＣ素子１１の主面（図面
において上側面）のみに設け、素子の側面へは延長しな
いようにすることもできる。そして、各５ＯＦＣ素子間
の電気的接続に際しては、インターコネクターの下面と
燃料電極膜の上面とにニッケルフェルトを当接させ、第
４図に示したものと同様に複数の５ＯＦＣ素子を縦方向
に配列してスタックを形成し、各５ＯＦＣ素子の直列接
続を行う。

そして、複数のスタックで構成されたバンドと全体の電
位の分布を均一化する目的で、横方向に隣接する５ＯＦ
Ｃ素子を一体物の上記ニッケルフェルトで接続し、各ス
タックの間を並列接続することが望ましいが、同じく横
方向に隣接する５ＯＦＣ素子の燃料電極膜同士を直接ニ
ッケルフェルトで接続することは行わず、例えば、５Ｏ
ＦＣ素子を直列接続したスタックを複数個構成し、各ス
タックの上端の燃料電極膜を共通の金属電極で接続して
集電し、各スタックの下端のインターコネクターも共通
の金属電極で接続して集電してもよい。

このように、５ＯＦＣ素子の側面に燃料電極膜を設けな
いようにすると、この側面には絶縁性の固体電解質膜の
みが露出することとなり、従って例えば燃料電極膜とイ
ンターコネクターとが電気的に短絡する危険がなく、実
用性が一層高い。

第５図は、複数の５ＯＦＣ素子ＩＩを連結したスタック
を示す、第１図と同様の一部断面図である。本実施例の
５ＯＦＣにおいては、各５ＯＦＣ素子１１の構成等は第
１図の５ＯＦＣと同様なので説明を省略する。

本実施例の５ＯＦＣにおいても、酸化ガス室２１と排ガ
ス燃焼室７との間のシール、隔壁構造として、独特の構
成を採用した。

即ち、第１図に示した気密質隔壁２４は採用せず、その
代わりに多孔質材３４を、隣接する５ＯＦＣ素子■１の
隙間に充填し、各５ＯＦＣ素子１１の端部外周を多孔質
材３４で覆い、５ＯＦＣ素子１１を保持した。これによ
り、各５ＯＦＣ素子１１は、第５図に示すように縦方向
に積み重ねられた状態で多孔質材１１により柔軟に支持
される。

そして、酸化ガス室２１から排ガス燃焼室７への酸化ガ
スの漏れを防止するため、気密室材でシールを行う。即
ち、各５ＯＦＣ素子１１にそれぞれ気密質の傾斜突出部
３２または３３を設け、上下に隣り合った５ＯＦＣ素子
１１の傾斜突出部３２と３３とを接触させ、あるいは僅
かな隙間を置いて離し、多孔質材３４の表面が排ガス燃
焼室側へと実質的に露出しないように覆う。また、多孔
質材３４の酸化ガス室側表面には、断面三角形の気密貫
挿え部材３５を配設し、気密貫挿え部材３５のエツジを
５ＯＦＣ素子１１の外周面と接触させるか、あるいは僅
かな隙間を置いて固定し、多孔質材３４の酸化ガス室側
表面が実質的に露出しないように気密貫挿え部材３５で
覆う。この気密貫挿え部材３５は、例えば耐火セメント
、モルタル等で形成することが好ましく、また５ＯＦＣ
素子１１の末端部外周に小突起を設け、この小突起で気
密貫挿え部材３５がスタックの外へと向かって位置ズレ
しないように固定してもよい。

本実施例の５ＯＦＣにおいても、第１図の５ＯＦＣと同
様の効果を奏しつる。しかも、気密質隔壁２４（第１図
）を使用せず、多孔質材３４のみで５ＯＦＣ素子■１を
保持していく構造のため、構造が一層簡略であり、５Ｏ
ＦＣ素子１１の空間的集積度を高めていくのも一層容易
である。

気密貫挿え部材３５を配設する代わりに、５ＯＦＣ素子
１１の外周に傾斜突出部を設け、これにより多孔質材３
４の表面を覆ってもよく、または、耐火セメント、モル
タル等を薄く塗布して多孔質材３４の表面を覆ってもよ
い。また、水ガラス、コロイダルフィルターまたは鉄等
の金属箔を、気密貫挿え部材の代わりに設けてもよい。

第６図は、更に他の５ＯＦＣを第１図と同様の断面で切
った断面図である。第１図の５ＯＦＣと同一機能部材に
は同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例の５ｏｐｃにおいては、気密質材によって多孔
質材の表面を覆うことはせず、多孔質材４３として、実
質的にガス不透過性の多孔質材を用いている。こうした
多孔質材は、具体的には、気孔のほとんどが閉気孔であ
って開気孔が全く存在しないかほとんど存在せず、開気
孔が互いに連通していないために実質的にガス透過性が
ないものである。こうした多孔質材としては、例えば、
アルカ、シリカ等のセラミックス中でガラスピーズ等を
発砲させて閉気孔を形成したものが好ましい。

本実施例の５ＯＦＣによれば、実質的にガス不透過性の
多孔質材４３によって５ＯＦＣ素子１１をリフトに保持
し、しかも同時に酸化ガス供給室２１と排ガス燃焼室７
との間のシールを十分に行うことができるため、第１図
の５ＯＦＣと同様の効果を奏することができる。しかも
、保持構造がより簡略であるので、製造の観点からみて
一層好ましい。

以上、特殊な構成の平板状５ＯＦＣ素子に対して本発明
を適用した実施例について述べてきたが、例えば両端を
開放した円筒状５ＯＦＣの保持構造、一端を封止した袋
管状の円筒状５ＯＦＣの保持構造、一般的な平板状５Ｏ
ＦＣの保持構造などに対して本発明を適用することがで
きる。

上述の実施例は、例えば次のように種々変更できる。

多孔質材の形状、寸法、構造、多孔質材の表面を被覆す
る気密質材の形状、構造等は種々変更できる。

第１図〜第４図に示したように、５ＯＦＣ素子１１の側
面へと燃料電極膜１０を延設するに代わり、インターコ
ネクター１２を５ＯＦＣ素子の側面へと、燃料電極膜Ｉ
Ｏと接触しない範囲内で延設してもよい。このとき、燃
料電極膜１０はインターコネクター１２との短絡を避け
るために必要に応じて後退させてよい。また、気密質イ
ンターコネクター１２を気密質固体電解質膜９上に設け
てよく、又は固体電解質膜９を後退させて両者が重なら
ないようにしてもよいが、気密質固体電解質膜９と気密
質インターコネクター１２との間から空気電極体３の表
面が露出しないようにすることが好ましい。

酸化ガス輸送路の数、断面形状等は種々変更してよいが
、第２図に示すように、酸化ガス輸送路４Ａ、　４Ｂは
熱勾配の観点から交互に設けるのが好ましい。

閉塞部５の形成に際しては、例えば有機物で型を作って
閉塞部５の形に空気電極材料を流し込み焼成して有機物
を消失させる方法、閉塞部５を個別に成形、焼成して酸
化ガス供給口へと接着、固着、貼着、嵌合する方法など
、種々の方法を採用できる。

上述の例では空気電極体に酸化ガス輸送路を設け、この
上に固体電解質膜、燃料電極膜を順次形成したが、逆に
、平板状燃料電極体に燃料ガス輸送路を設け、この上に
固体電解質膜、空気電極膜を順次形成し、発電室内に酸
化ガスを流入させることもできる。

隔壁２を通気性の多孔体とすることにより発電室側の気
体を排ガス燃焼室側に流入させることもできる。

多孔質平板状導電性電極支持体の上に多孔質空気電極膜
を形成し、更にその上に固体電解質を形成させ、上述し
たものと同一の構造としてもよい。

第１図では各５ＯＦＣ素子１１を水平に支持したが、こ
の発電装置全体を垂直にしてもよく、また所定角度傾け
てもよい。

平板状５ＯＦＣ素子の平面形状も正方形、長方形に限ら
ず、三角形、六角形、円形等であってもよい。

又、板状５ＯＦＣ素子の板状形態としては、平面以外に
波形、円錐、角錐、球面状等で勿論良い。

（発明の効果）本発明に係る固体電解質型燃料電池によれば、ガス供給
室と排ガス燃焼室との間で固体電解質型燃料電池素子の
外周が多孔質材によって保持されているので、固体電解
質型燃料電池素子の四周をリジッドに固定する方法とは
異なり、構造的に過大な歪応力が発生し難く、歪応力を
緩和でき、固体電解質型燃料電池素子の損傷を効果的に
防止できる。

しかも、多孔質材の表面を気密質材によって被覆し、多
孔質材の表面がガス供給室と排ガス燃焼室とに対して実
質的に露出しないようにしているので、ガス供給室から
排ガス燃焼室へと新鮮なガスが非常に漏れ難く、充分に
シールを行うことができる。したがって、固体電解質型
燃料電池素子をリジッドにシールする必要がないので、
これに起因する歪応力の発生が少なく、構造体としての
信頼性が向上する。

また、本発明に係る固体電解質型燃料電池によれば、ガ
ス供給室と排ガス燃焼室との間で固体電解質型燃料電池
素子の外周が多孔質材によって保持されているので、固
体電解質型燃料電池素子の四周をリジッドに固定する方
法とは異なり、構造的に過大な歪応力が発生し難く、歪
応力を緩和でき、固体電解質型燃料電池素子の損傷を効
果的に防止できる。

しかも、多孔質材が実質的にガス不透過性であるので、
ガス供給室から排ガス燃焼室へと新鮮なガスが非常に漏
れ難く、充分にシールを行うことができる。したがって
、固体電解質型燃料電池素子をリジッドにシールする必
要がないので、これに起因する歪応力の発生が少なく、
構造体としての信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は５ＯＦＣ素子の保持状態を示す断面図（第２図
のｌ−Ａ断面）、第２図は第１図の５ＯＦＣを横方向に切って見た断面図
、第３図は第２図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は５ＯＦＣ素子を直列、並列に接続した状態を示
す断面図、第５図は５ＯＦＣ素子を他の保持構造によって保持した
状態を示す断面図（第１図と同じ方向に切ったもの）、第６図は他の５ＯＦＣ素子の保持状態を示す断面図であ
る。２・・・（多孔質）隔壁３・・・平板状空気電極体４Ａ・・・酸化ガス輸送路（往路）４Ｂ・・・酸化ガス輸送路（復路）５・・・閉塞部６・・・排酸化ガス排出ロア・・・排ガス燃焼室８・・・発電室９・・・固体電解質膜１０・・・燃料電極膜１１・・・５ＯＦＣ素子１２・・・気密質インターコネクター１３、１４・・・ニッケルフェルト２１・・・酸化ガス室２２、３２．３３・・・気密質の傾斜突出部２３、３４
・・・多孔質材２４・・・気密質隔壁２４ａ・・・貫通孔２５・・・気密貫壁部３５・・・気密貫挿え部材４３・・・実質的にガス不透過性の多孔質材Ｅ・・・酸
化ガスの流れＦ・・・燃料ガスの流れ第図ＬＡ−Ａ帽丑第５図Ａ第１１図

Claims

【特許請求の範囲】１、固体電解質と、この固体電解質の一方の側に設けら
れた空気電極と、他方の側に設けられた燃料電極とを少
なくとも有する固体電解質型燃料電池素子と；この固体電解質型燃料電池素子の内部に設けられたガス流通路へとガスを供給するためのガス供給
室と；前記ガス流通路から排出された排ガスを燃焼反応させるための排ガス燃焼室とを有する固体電解質
型燃料電池において、前記ガス供給室と前記排ガス燃焼室との間で前記固体電解質型燃料電池素子の外周が多孔質材によ
って保持され、この多孔質材の表面が前記ガス供給室と
前記排ガス燃焼室とに対して実質的に露出しないように
、前記表面が気密質材によって被覆されていることを特
徴とする固体電解質型燃料電池。２、固体電解質と、この固体電解質の一方の側に設けら
れた空気電極と、他方の側に設けられた燃料電極とを少
なくとも有する固体電解質型燃料電池素子と；この固体電解質型燃料電池素子の内部に設けられたガス流通路へとガスを供給するためのガス供給
室と；前記ガス流通路から排出された排ガスを燃焼反応させるための排ガス燃焼室とを有する固体電解質
型燃料電池において、前記ガス供給室と前記排ガス燃焼室との間で前記固体電解質型燃料電池素子の外周が、実質的にガ
ス不透過性の多孔質材によって保持されていることを特
徴とする固体電解質型燃料電池。