JPH05507384A - 多数の高温燃料電池を用いて燃料の化学エネルギを電気エネルギに変換する装置 - Google Patents

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】 多数の高温燃料電池を用いて 燃料の化学エネルギを電気エネルギに変換する装置この発明は請求の範囲第１項 の前段に規定する種類の装置に関する。

セラミックス固体電解質を有する燃料電池は以前より多数の刊行物に記載されて いる。ここでは、多くの刊行物の中から例としてただ若干のものだけを挙げる。

即ち、 米国特許第４６９２２７４号明細書 米国特許第４６１８５４３号明細書 米国特許第４３９５４６８号明細書 米国特許第３４０００５４号明細書 米国特許第３４２９７４９号明細書 欧州特許第０３５７０２５号明細書 欧州特許第０４０６５２３号明細書 ドイツ特許第４００４５７１号明細書 日本国特許要約　第１４巻、第３２号（計８７６）　（３９７５）１９９０年１ 月２２日出版 ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＩＭＩＣＡ　ＡＣＴＡ、第３１巻、第７号、　８０１〜８０ ９頁、　１９８６年７月これ等の公知の燃料電池の構造と配置は安全性と作業管 理、温度維持、寿命および監視の簡単さに関する最近の産業上の要請を未だ充分 溝たしていない。それ故、この発明の目的は、この種の装置を単純化し、作業管 理を改善し、特に構造上および電気的な条件を改善して、保証ないしは単純化す ることにある。その場合、この発明の特別な目的は、電気化学的に活性な面に空 気と燃料の導入を一様に導入すること、および電極内で横方向の電流を排除して 、一方の燃料電池から隣の燃料電池へ確実に電流を流すことを保証する点にある 。その場合、コストに見合った仕上げと、コストに余裕のある監視と、長寿命の 個別電池要素の早い交換可能性の下に、できる限り一様な動作温度が電極表面全 体にわたって達成できるように、気体状媒体のｔｔｌ！Ｉへおよび電極からの導 入を行える。

上記の課題は、この発明により請求の範囲第１項の特徴部分の構成によって解決 されている。

従来の技術で知られている解決策に反して、この発明は、気体状の燃料と気体状 の酸素を個々の電極へ導入することが表面全体に実際上垂直に同時に行える点て 特に有利である。従って、この気体状媒体の一様な濃度、即ち一様な電気化学的 な変換とそれによる燃料電池の一様な温度が電極表面全体にわたって（準等温運 転で）達成される。

分離板を補助輪郭付き中空体で構成すると、温度の一定維持、同じ気体状媒体の 導入と排出、および監視と不調時の交換の問題を簡単な方法で最適に解決できる 。

分離板に支持されているセラミックスの中間層は、板面に垂直に高温バネとして 働き、電流コレクターを二つの隣接燃料電池の対向電極に広い面積と一様性を保 って押圧するが、この中間層によって電極で全ての接触点の一様な機械的応力と 電気的な負荷が得られる。従って、局部的な過負荷、局部溶融、および付加的な 電流熱損失が排除される。

接触の問題と気体状媒体の導入の難点とによる通常の狭い限界が電極面の大きさ で設定されていない。二つの大面積の金属性分離板の間には、寸法の短い多数の セラミックス電解質板が隣合わせにして配設されている。

板の平面を垂直に配置すると、気体状媒体の外部導入および排出、個々の部材の 取扱、および交換可能性が容易になり、積層体、モジュールおよびブロック全体 を低減する。

燃料導入部を分離板の柄状の突起によって装置の高温部から低温部に移すことに よって、安全な気密特性を有する通常の弾性バッキングの使用が可能になる。

分離板の内部の面状の気体導入部は、ガス流の予熱だけでな（、積層体に生じる 廃熱を利用して燃料電極にガスヲ放出する直前に、吸熱化学変換反応の実行を可 能にする。つまり、燃料電池の広い面積と一様な冷却を可能にする。

中空体として形成された分離板の内部に吸熱反応を促進する触媒を入れると、こ のような目的の反応を実行するための最適なその場条件が提供される。

燃料（記号Ｃ）Ｉ４）を分離板に垂直に、また酸素（記号０．）を分離板に平行 に外部から導入すると、通路、パイプ導管、熱交換機および他のアクセサリに関 して全体の装置の理想的な状況が得られる。こうすることによってのみ、産業上 の大規模装置を妥当な経費で作製でき、また監視できる。

この発明の有利な構成は、請求の範囲の従属請求項に与えである。

気体状の媒体、ここでは特に燃料も意味する、を最適に導入し分配させるには、 分離板に最適なガス導入部を与える通路と開口を設けることによって達成される 。

この発明の特に有利な構成は、気体状の媒体を装置の冷えた部分に導入するため 、外に突き出た突起を分離板に設けている点にある。従って、例えばそこで比較 的低温、例えば３００°Ｃ以下の温度となるので、使用すべき全てのバッキング は通常のタイプのものでよい。つまり、高温用である必要はない。これ等のバッ キングは、例えば温度に安定な、ポリテトラフロールエチレンのような合成樹脂 で形成できる。

電流コレクターを請求の範囲の従属項に指定したタイプで構成すると、既に上で 基本的に述へたような構造上の利点が生じる。

この発明の他の詳細、構成および利点を以下の記載と図面に基づき説明する。

図面は、 第１図、燃料電池装置の原理構成の模式外観断面図。

第２図、燃料電池装置の原理構成の模式外観断面図。

第３図、中空体として形成された分離板の原理構成の模式図。

第４図、中空体として形成された分離板の模式外観断面図。

第５図、中空体として形成された分離板の模式外観断面図。

第６図、個々の構成要素を存する展開して示す燃料電池の原理構成の模式図。

第７図、多数の燃料電池と連結部材から成る積層体の模式断面図。

第８図、燃料電池の直列に接続した二つの積層体から成るモジュールの模式図。

第９図、燃料電池の直列に接続した二つの積層体から成るモジュールの模式外観 断面図。

第１０図、４つのモジュールから成る燃料電池のブロックの模式図。

第１１図、中間に配設され、多数の通路を有する分離板を備えた隣接する二つの 燃料電池の模式断面図。

第１２図、分離板と気体透過性中間層との間の接触輪郭の３種の変形種の模式断 面図。

第１３図、気体状媒体の異なった導入部を存する分離板の２種の変形種の模式外 観図。

である。

第１図には、この発明による装置の原理構成の模式外観断面が示しである。酸素 イオンを通し、添加され、安定化された金属酸化物、例えばＹ２Ｏ３で安定化さ れたＺｒ０ｚから成るセラミックス固体電解質ｌには、片側にＳｒＯを添加した Ｌａ／Ｍｎペロブスカイトから成る多孔質の（正）酸素電極２が、また反対側に Ｎｉ／ＺｒＯ。

サーメットから成る多孔質の（負）燃料電極３がある。酸素電極２の上には、薄 いＣｒ表面層４があり、燃料電極３の上には薄いＮｉ表面層５がある。

中空体として形成されたガス気密分離板６は酸素電極２の前のガス室を隣の燃料 電池の燃料電極３のガス室から分離するために使用されているが、この分離板６ は第１図にはほぼ中心と屋外に示しである。分離板６には開口８を有する通路７ がある。

気体状の酸素キャリヤ（記号０．）、ここでは純粋な酸素あるいは空気を取り扱 う、を燃料電池に導入部には参照符号９が付けである。他方、気体状の燃料（記 号ＣＨ４，メタンに共通、炭化水素、Ｈ２あるいはＣｏ）には参照符号１ｏが示 しである。

高温バネとして働くガス透過性のセラミックス中間層１１は、フリットあるいは フリースの形にして酸素側で電流コレクター１２を、また燃料側で酸素コレクタ ー１３を取り囲む。この場合、電流コレクター１２と１３は上記高弾性中間層１ 、１によって電極２と３に対して均一に押圧される。中間層Ｉｆはそれぞれ上記 分離板６の上に全面支持されている。従って、電極面全体にわたって一様に維持 された電流コレクターの接触圧と一様な電流分布が得られる。

気体状媒体Ｏｘ、　ＣＨ＝、　Ｎｔ、　Ｃｏｔ、　ＨＪの流れは矢印で示しであ る。その場合、Ｎ。

は酸素側でパラストガス（大抵、窒素あるいは残留酸素）として共通し、ＣＯ７ あるいはＨ１反応生成物（大抵、二酸化炭素、水蒸気あるいは残留燃料）として 共通し、つまり燃料側の廃ガスに図中に記号として示しである。

第２図から判るように分離板６の中空室の燃料側の通路７に触媒１８がある。

この触媒１８は、場合によって、反応生成物（Ｃ０２またはＨ２０）あるいは外 部から導入された二次燃料（ＣｏとＨＸ）と同じまたは類似な組成の気体を用い て、−次燃料（ＣＨ，）の吸熱反応を加速する。

第３図から判るように、分離板６には燃料（ＣＨ，）の導入し使用される柄状に 突き出た突起１６がある。

図面中の矢印は気体状の媒体中の流れ方向を示す。この場合、細い点線は中空燃 料板７内部の燃料（ＣＨ，）の流線を模式的に意味し、破線は分離板の背後の酸 素キャリヤ（０２）の流線を意味する。ＣＨ，０，の排出方向は反対で、板面に 垂直である。これ等の排出方向は、それぞれ第３図と第４図に図示していない隣 の電極を向いている。

第４図から判るように、燃料電池には燃料の内部導入部がある。導入は図示する 例で分離板６の柄状に突き出た突起１６の内部の開口ＩＯを経由して行われる。

燃料（ＣＨ，）は燃料板６の内部に導入されるが、酸素キャリヤ０２は輪郭を付 けた分離板６に沿って外部を通過する。その場合、Ｎ、は分離板の縁部での負荷 ガスを意味し、第５図に示す単純化された外観に流れの状況が生じる。

第６図は、所謂展開図にして、個々の部材の配置を示す。この図から判るように 、電流コレクター１３は燃料（ＣＨ，）の流れの板面を垂直に通過する。説明し たように、高温バネとして板面に垂直に働くフリットないしはフリース状の板か ら成る下記の中間層１．１も、同じように燃料（ＣＨ，）の流れの板面を垂直に 通過する。

理解できるように、燃料（４）を導入する柄状に突き出た導管突起Ｉ６は高温の 領域の外にあるので、そこに記号１７を付けた気密部材が気体状の媒体中で高温 に安定である必要はない。

酸素側の中間層１１は上に述べた燃料側のセラミックス側の中間層と同じ機能を 存する。その場合、酸素側の電流コレクター１２のＯ８の流れは板面に垂直に流 れ、本来の燃料電池の多孔質の（正）酸素電極２に垂直に流れ出る。第１図と第 ２図には、どのセラミックス固体電解質にも符号ｌが付けてあり、燃料電極に符 号３が付けである。第６図の図面から判るように、燃料（ＣＨ，）の外部からの 導入は、燃料電池１．　２．　３あるいは燃料電池の積層配置全体の板面に対し てほぼ垂直に行われ、酸素（０２）の外部からの導入はほぼ平行に行われる。

このような燃料電池の積層体は第７図に簡単に断面図にして、また第８図以降に 示しである。ここでは平面図でも外観図でも第７図と同等である。記号Ｉ、２゜ ３を付けた燃料電池が通路構造を有する記号６を付けた分離板から互いに分離し ていることが判る。この場合、第７図では、端面の酸素側の電流コレクター１２ はとなりの燃料電池の燃料側の電流コレクター１３に導電接続している。記号十 と−が端子（詳しく図示していない）の極性を示す。第８図に斜視図にして示す 装置は、説明したように、燃料電池１．　２．　３．特に第７図のものから成る 。図示しているため、燃料電池の間にある構造部材、電流コレクター、中間層お よび分離板のような部材は、ここでは個々に与えていない。板面に垂直な燃料（ ＣＨ，）の外部導入通路１４はそこに大体再現させであるが、酸素キャリヤ（０ ２）の外部導入通路は板面に平行にただ矢印１５で示しである。気体の流れ方向 および端子の極性は上の説明通りにここでも示しである。

第９図および第１０図から判るように、燃料電池は直列ないしはシリーズ接続で きるモジュールとして構成されている。この場合、第９図では二つのシリーズ接 続された燃料電池の積層体が再現されている。第１Ｏ図は４つのモジュールから 成る燃料電池のブロックの簡単な斜視図を示す。その場合、この発明は当然そこ に示すモジュール数に限定されるものではない。

第１１図は多数の通路を有する中間にある分離板を有する隣接する二つの燃料電 池の模式断面を示す。記号１．　２．　３を付けた二つの隣合わせの燃料電池の 間には、電流コレクター１２と１３および気体透過性の中間層１１（高弾力性の 中間部材ならびに分離層６がある。後者は、中空体として形成されているが、こ の例の場合、気体状の媒体の案内部として使用される多数の通路と開口を存する 。

記号１９が酸素キャリヤ（０□）を導入する通路であり、記号２０は燃料（ＣＨ ，）の導入する通路である。記号２１は酸素側の残留酸素とパラストガス（Ｎ２ ）を排出する通路であり、記号２２は燃料側の反応生成物（ＣＯｔ、　Ｈ２０） を排出する通路である。記号２３は反応ガス（）１２０．　Ｃ０２）を導入する 特別な通路であり、これ等のガスは更に目的とする化学変換反応を行うため、燃 料電池装置に外から導入される。記号２４は酸素キャリヤ（０，）を燃料電池１ ．　２．　３に導入する開口である。

記号２５は燃料電池１．　２．　３に燃料（Ｃ１，）を導入する開口である。記 号２６は残留酸素とパラストガス（Ｎ２）を排出する開口であり、記号２７は燃 料電池から生成物（ＣＯ２，８２０）を排出する開口である。記号２８は気体状 媒体を目的通りの混合する、つまり変換反応をもたらすため、隣接する通路の間 の開口を表す。記号２９は燃料電池に酸素キャリヤ（０，）を導く多孔質部材で あり、実質上関口２４と同じ機能を有する。対応する多孔質部材３０は燃料（Ｃ Ｈ，）を導入するために使用され、開口２５と同じ機能を有する。記号３１は残 留酸素とパラストガス（Ｎ、）を排出する多孔質部材を表す。この部材は開口２ ６と同じ機能を有する。

記号３２は反応生成物（Ｃｏｔ、　）！２０）を排出するために使用され、開口 ２７と同し機能を有する。隣接する通路の間にある多孔質部材３３は開口２８と 同じ機能を有する。分離板６の開口と多孔質部材は、当然第」１図から離れた当 然任意な他の組み合わせも存在してもよい。

第１３２には、分離板と気体透過性の中間層の間の接触輪郭の三つの変形種の模 式断面か示しである。記号６は中空体として形成されたガス気密分離板であり、 記号８は分離板中の開口である。そして記号ＩＩは高温バネとして板面に垂直に 働くフリースあるいはフリット状の気体透過性セラミックス中間層である。変形 種ａでは、分離板６には輪郭を付けた外面３４があるた、中間層１１は一つに平 面に仕切られている。変形種すでは、真反対である。即ち、中間層ＩＩに輪郭を 付けた外面３５があり、分離板６の輪郭は平坦である。変形種Ｃによれば、分離 板６と中間層１１の外面は一つの平面で仕切られている。分離板６と中間層１１ の間に、この実施例の場合、輪郭を付けた流れ案内部材３６がある。

第４３図は、気体状媒体の異なった案内部を有する分離板の二つの変形種の模式 外観図を示す。両方の場合、分離板６は通路７を有し、柄状に突き出た突起１６ を備えている。この突起の外端部に燃料（ＣＨ，）の内部導入部１０が続く。記 号８は分離板６の開口である。燃料（ＣＨ４）の流れ方向は矢印で、流線は細い 点線で示しである。記号３７は再燃焼部の領域に達する熱交換機として構成され た分離板６０部分である。記号３８は実際に可動な燃料電池の板を板面に投影し たものである。変形種ａの場合には、部分３７は舌状の突起として形成され、そ の部分への燃料（ＣＨ，）の導入は分離板６の内部を経由して行われる。他方、 変形種すによれば、部分３７は分離板６を取り囲む中空枠の突起として貫通し、 この枠は分離板６を取り巻く再燃焼領域内にあるため、強く加熱される。その場 合、高温で導入された熱が燃料（ＣＨ，）の吸熱変換反応を行うために利用され る。

積層体は２０個の燃料電池とそれに合わせて電流導体と機械的な保持に必要な補 助部材で構成される。本来の燃料電池は、幅１００　ｍｍ、長さ１１０　ｍｍで 厚さ０．２５　ｍｍの安定化された添加ＺｒＯ，製の、セラミックス、板状、長 方形で平坦な固体電解質ｌで構成されている。この固体電解質を片側に辺の長さ が１００　ｍｍの正方形部分で５ｒ−Ｌａ／Ｍｎペロブスカイトで厚さ０．０９ Ｎｎの多孔質酸素電極２に付着させである。同じ面積で厚さが０．０５ｍｍの燃 料電極３はＮ＋／ＮｒＯｚサーメッ下で構成され、同じように固体電解質ｌの他 方の側に付けである。これに合わせて、固体電解質ｌの１０ｍｍ輻のストライブ が狭い側面の両側に付着させないで残しである。

酸素電極２上には１０ｍｍ厚さのＣｒ表面層４が、燃料電極３の上には同じ厚さ のＮｉ表面層５が蒸着されている。

中空体として構成された気体を気密にした分離板６は、ドイツ工業規格ＤＩＮで ＣｒＡｌ１２０５と材料番号１．４７６７の高温安定Ｆｅ／Ｃｒ／Ａ１合金から 成る０、１ｍｍ厚さの二枚の二分割シェル状薄板本体で作製される。この合金は 以下の組成、Ｃｒ　＝　２０　重量％ ＡＩ＝　５　重量％ Ｓｉ　＝　０．８　重量％ Ｍｎ＝０．７　重量％ ｃ　＝　ｏ、ｏｓ　重量％ Ｆｅ　＝　残り である。

両方の２分割シェルは縁の全周で気体気密にして溶接されていて、中間領域で若 干の溶接点により通路７を有する中空構造体に通じている。燃料側では、本来の 燃料電池１．　２．　３のところに４列毎にそれぞれ直径０．５ａｕｎの５個の 穴が付けである。この穴を通して、燃料（ＣＨ，）が板面に垂直に出てゆく。分 離板６には、１００ＩＩＩＩＩｌの長さの柄状に突き出た突起１６が設けである 。この突起を通して燃料（ＣＬ）の内部導入１０が行われる。燃料（ＣＨ，）の 導入は具体的に放射状の開口を有するリング状セラミックス部分を経由して行わ れる。このセラミックス部分は突起１６の導入端部で２分割シェルの間にある。

分離板６は両面の長方形部分にそれぞれ一つのセラミックスで、厚さが１ｍｍの ＺｒＯ，フリース製の気体透過性中間層１１が敷き詰めである。この中間層は高 温バネとして働く。この中間層１１では、酸素側に以下の組成の商品名インコネ ル６９０　（［ＮＣ０）の熱安定性Ｎｉ／Ｃｒ合金製の微細メツシュ金属網目に した電流コレクター１２が設けである。即ち、Ｃｒ＝３０　重量％ Ｆｅ＝　９．５　重量％ Ｃ＝　０．０３重量％ Ｎｉ　＝　残り である。

燃料側では、ニッケル製の同様な微細メツシュ状網目にした電流コレクター１３ か中間層１１に敷き詰めてあり、広い側の突き出た縁部で酸素側の電流コレクタ ー１２に溶接されている。こうして、分離板６の一方の側がら他方の側への電流 の移動は成る稼働パラメータに無関係に保証される。

それぞれ一つの中空分離板６．二つのセラミックス気体透過中間層１１．酸素側 の一つの電流コレクター１２と燃料側の一つの電流コレクター１３がら成る全体 で２１庫の本体が仕上がる。同様に、固体電解質ｌ、酸素電極２および燃料電極 ３から成る全部で２０個のセラミックス板が作製される。今度は、切り換えて分 離板本体を燃料電池板と一緒に相前後して配置しまとめる。板面に垂直に働く力 を２０ＯＮにして全体の積層体を束にして押圧し、外部金属枠によって予備押圧 状態に保持する。積層体の平均面圧は約２０　ｋＰａであった。

燃料（ＣＨ，）は外部導管通路１４を経由して、開口を備えた分離板６の突起Ｉ ６の下端に導入された。導管通路１４は横にスリットを設けた通しの円管形状を 育する。この円管には導入端部に六角部分と他端にキャップナツト付きボルトと がある。この円管の両端と隣接する二つの分離板６０間には、それぞれ燃料（Ｃ Ｈ，）の導入を封止するためにポリテトラフロールエチレン製のバッキング部材 １７が装着されている。積層体をまとめて保持している金属枠の両端には、Ａｂ ｅｔ製の電気絶縁セラミックス板が配設されている。最後の電流コレクター１２ と１３には、それぞれ一つの電気＋および一端子が溶接されている。

燃料電池積層体は、下から酸素キャリヤとしての予熱空気を僅かな過圧にして導 入する装置中に組み込んである。空気の送風と燃料導入１４を開始すると、燃料 電池を別々に通過する気体は燃料電池に後続する再燃焼領域で電気的に点火され る。燃焼によって生じる熱は、今度は装置中に組み込んである熱交換機を経由し て新鮮な空気に伝達される。外部導入通路１５を経由して、このように予熱され た空気が内部導管９を介し輪郭を付けた分離板６の外面によって形成される燃料 電池のところにある酸素キャリヤの通路に達する。これ等の燃料電池は空気が酸 素側を沿って上向きに移動して加熱される。

約６５０°Ｃの温度に達すると、燃料（ＣＨ，）、この場合、Ｈ２の電気化学変 換が行われる。この燃料は、流れ密度が非常に低い場合、既に電圧が確認できて も、上記温度で必ず大部分が利用されないで燃料電池を通過する。積層体から流 出した燃料は、燃料電池の直ぐ背後にある再燃焼領域で更に加熱空気によって反 応し、燃焼する。その場合、解放された熱は熱交換機中で導入された空気を更に 加熱するために援用される。こうして、燃料電池は短時間（約３０分）の内に８ ５０°Ｃに達する。この温度では、空気の酸素によって燃料が完全に電気化学変 換をする。

燃料電池装置は組込サーモスタットによって８５０°Ｃの稼働温度に設定された 。

この温度に達すると、燃料の流れは制御器を介して５０％の電気化学変換が行わ れるように制御された。他の制御器を介して、酸素キャリヤ（空気）は、８５０ °Ｃの一定お稼働温度が維持されるように設定された。公称電流密度が０．２　 Ａ／ｃｍ２の場合、片側の存効電極面には２ＯＡの一定の正規電流が流れた。セ ル電圧は平均で０．７３Ｖ、積層体（２０個のセル）の全電圧は１．４．６Ｖで 出力が２８２Ｗであった。

従って、燃料電池の表面当たりの平均変換密度（出力密度）は０．１４６　Ｗ／ ｃｍ”となった。

Ｆｉｇ、　Ｉ Ｆｉｇ、　２ Ｆｉｇ、　３ Ｆｉｇ、　５ Ｆｉｇ、　７ Ｆｉｇ、　９ Ｆｉｇ、　１０ ＣＨ−−二□□Ｈ２０，ＣＣ０ ４Ｆｉ、　１２ Ｆｉｇ、　１３ 要約書 多数の互いに平行に積層させた高温燃料電池を備えた燃料の化学エネルギを電気 エネルギに変換する装置を用いて、電極で横流れを防止して、一つの燃料電池か ら隣の燃料電池に確実に一様な電流輸送を保証する。その場合、電極へのおよび 電極からの気体状媒体の案内は、電極表面全体にわたってできる限り一様な動作 温度が得られるように構成されている。

この目的は、酸素電極（２）がＣｒ表面層（４）を存し、ＳｒＯを添加したＭｎ 酸化物で構成され、燃料電極（３）がＮｉ表面層（５）を有するＮｉ／ＺｒＯ２ サーメットで構成され、分ＪＩｉ！（６）が気体状媒体を案内し、配分し、しか も集めるためにある中空体として形成され、分離層（６）と電流コレクター（１ ２，１３）の間に、高温バネとして働く高弾力性部材が気体透過性中間層（１１ ）の形状にして設けであることによって達成されている。

これに対する選択図面：　第１図 国際調査報告 −一一轄１〜−−−−　曹／Ｅｌ’　９２７００３８４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．固体電解質（１），酸素電極（２），燃料電極（３），隣接する燃料セルの 間の分離板（６），隣接する燃料セルに導電接続するため分離板（６）とそれぞ れ対向配置された隣合わせの電極の間にある電流コレクター（１２，１３）およ び気体状媒体を導入・排出する機構とを備えた多数の互いに平行に積層させた高 温燃料電池を用いて燃料の化学エネルギを電気エネルギに変換する装置において 、 −酸素電極（２）はＣｒ表面層（４）を有しＳｒＯを添加したＭｎ酸化物で構成 され、 −燃料電極（３）はＮｉ表面層（５）を有するＮｉ／ＺｒＯ２サーメットで構成 され、 −分離板（６）は気体状媒体を案内し、分布させ、しかも集めるためにある中空 体として形成され、 −分離板（６）と電流コレクター（１２，１３）の間には、高温バネとして働く 強い弾力性を有する構造部材が気体透過性中間層（１１）の形状にして設けてあ る、 ことを特徴とする装置。 ２．板状の燃料電池（１，２，３）の平面を垂直に配設し、気体状媒体を案内し 、分布させ、しかも集めるためにある分離板（６）に通路（７）と開口（８）と を設ける、および／または燃料電池積層体に板面に垂直になる燃料（記号ＣＨ４ ）用の少なくとも一つの外部導入通路（１４）と、板面に平行になる酸素キャリ ヤ（記号Ｏ２）用の少なくとも一つの外部導入通路（１５）とか設けてあること を特徴とする請求の範囲第１項の装置。 ３．気体状媒体を装置の冷たい領域に導入するため、分離板（６）には燃料電池 要素（１，２，３）の輪郭の土に突き出る突起（１６）が設けてあることを特徴 とする請求の範囲第１項または第２項の装置。 ４．燃料（ＣＨ４）と酸素キャリヤ（Ｏ２）を流体力学的に最適に導入するため 、および反応生成物の残留燃料および／または残留酸素とバラスト物質を燃料電 池（１，２，３）の準吸熱反応運転で排出するため、板面全体にわたって分離板 （６）に輪郭を付けて形成する、および／または各一つの群の通路（１９〜２３ ）を備え、その場合、通路（１９〜２３）には、燃料電池要素（１〜３）の方向 を向いた対応する開口（２４〜２７）、および／または多孔質構造部材（２９〜 ３２）、および／または隣接する通路（２０，２３）の間の開口（２８）および ／または多孔質構造部材（２３）が設けてあることを特徴とする請求の範囲第１ 〜３項の何れか１項に記載の装置。 ５．燃料側の電流コレクター（１３）を燃料電極（３）のニッケル層（５）に、 また酸素側の電流コレクター（１２）を酸素電極（２）のクロム層（４）に固定 連結し、電流コレクター（１２，１３）の周辺部品を横に引き出し、相互におよ び／または分離板（６）に導電接続することを特徴とする請求の範囲第１〜４項 の何れか１項に記載の装置。 ６．気体透過性の中間層（１１）は金属あるいはセラミックスのブリツツないし はフリース状で高弾力性の気体透過材料により、気体状媒体の流れ配分器として および／または熱電動制御部材として働くように形成されていることを特徴とす る請求の範囲第１〜５項の何れか１項に記載の装置。 ７．固体電解質（１）としてはＹ２Ｏ２を添加したＢｉ２Ｏ３を付けた、および ／または分離板（６）としてはＡｌ２Ｏ３の表面層を付けた鉄合金を使用し、お よび／または燃料側の分離板（６）の中空空間に、吸熱変換反応と水と気体のバ ランスを促進させる触媒（１８）が使用されていることを特徴とする請求の範囲 第１〜６項の何れか１項に記載の装置。