JPH09259917A

JPH09259917A - 溶融炭酸塩型燃料電池及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09259917A
Application number: JP8064399A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishimura; 隆西村; Yoji Fujita; 洋司藤田; Kenro Mitsuta; 憲朗光田; Junichi Hosokawa; 純一細川; Hideo Maeda; 秀雄前田; Seiji Yoshioka; 省二吉岡; Mitsutaka Kugo; 光孝久後
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】不良セルの交換が可能であり、かつ、燃料電
池の重量や高さが大きくならず、電池交換単位のセル数
が極力少ないスタックの構造が望まれる。【解決手段】電解質層８を両側から挟む燃料側電極６
と酸化剤側電極７、並びに上記各電極の外側に燃料ガス
及び酸化剤ガスを各々流す流路４、５を設けた単セル
を、２枚の金属板材３ａ、３ｂを重ね合わせたバイポー
ラプレート１ａを介して複数個積層して溶融炭酸塩型燃
料電池スタックを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は溶融炭酸塩型燃料
電池とその製造方法、特に燃料電池発電スタックの積層
構造及び積層方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２３は溶融炭酸塩型燃料電池の一例を
示す斜視図であり、図において、９ａ、１０ａはそれぞ
れ燃料ガス、及び酸化剤ガス供給用マニホールドであ
る。図２４はマニホールド９ａ、１０ａを外した際の燃
料電池スタックを示す斜視図であり、溶融炭酸塩型燃料
電池スタックは、電解質層を両側から挟む燃料側電極と
酸化剤側電極、並びに各電極の外側に燃料及び酸化剤ガ
スを各々流す流路を設けた単セルを、バイポーラプレー
トを介して複数個積層して構成されている。図２４にお
いて、１は燃料と酸化剤ガスとの混合を防止するバイポ
ーラプレート、４、及び５はバイポーラプレート１を介
在して形成された燃料ガス流路、及び酸化剤ガス流路、
６は例えばニッケル主成分の多孔質板による燃料側電
極、７は例えば酸化ニッケルの多孔質板による酸化剤側
電極、８は電解質層で、例えばLiAlO₂などの粉末成形体
に Li₂CO₃／K₂CO₃の共晶塩などの溶融炭酸塩を含浸さ
せたものが用いられている。燃料側電極６と酸化剤側電
極７は電解質層８を介在して対向し、単位電池を構成し
ている。１１は上端板、１２は下端板、１３ａ、１３ｂ
はそれぞれバイポーラプレート１の対向する二辺に燃料
ガス流路４及び酸化剤ガス流路５に沿って設けられたガ
スシール部であり、電池の内外のガスを遮断している。

【０００３】次に、上記溶融炭酸塩型燃料電池の動作に
ついて説明する。燃料電池は、水素などの燃料ガスと空
気などの酸化剤ガスのもつ化学エネルギーを電気化学的
な反応によって直接電気エネルギーに変換し、電力を得
る装置である。この電気化学反応を効率よく行わせるた
めには一般には多孔質な電極が使用される。燃料側電極
及び酸化剤側電極における反応は次の通りである。燃料側電極：H₂＋CO₃ ^2-→H₂0＋CO₂＋2e ・・・（１）酸化剤側電極：CO₂＋1/2O₂＋2e→CO₃ ^2- ・・・（２）燃料側電極では、式（１）に示されるように燃料のH₂は
電解質中のCO₃ ^2- と反応し、水とCO₂ と電子を生成す
る。この電子は燃料側電極６を通して外部負荷に送られ
た後、酸化剤側電極に流れ込む。酸化剤側電極ではこの
電子とCO₂ 及び酸化剤0₂からCO₃ ^2- を生成し、電解質中
に溶解することによって電池反応が進行する。即ち、図
２３及び図２４において、燃料ガスマニホールド９ａか
ら供給された燃料ガスは、燃料ガス流路４に流れ込み、
燃料側電極６の内部で式（１）に示される反応を起こ
す。同様に酸化剤ガスも酸化剤側マニホールド１０ａか
ら酸化剤ガス流路５に流れ込み、式（２）に従って反応
する。図２５はバイポーラプレート１を示す斜視図であ
り、バイポーラプレート１の表面及び裏面の両端に平行
に、例えば金属の平板を溶接することにより、ガスシー
ル部１３ａ、１３ｂを形成し、ガス流路内の反応ガスが
外部に漏れるのを防止している。また、ガスシール部１
３ａ、１３ｂの端部はマニホールド９ａ、１０ａと接触
し、やはり反応ガスが電池外部へ流出するのを防止して
いる。

【０００４】ところで燃料電池は単位電池から得られる
電圧が１Ｖ程度と限られている。このため、高電圧を得
るために、電極・電解質層・バイポーラプレート等から
構成された単セルを図２４に示したように直列に積層す
る手段がとられている。また、より高い電流を得るため
にセルを大面積化する開発も押し進められている。発電
システムとして高出力を得るためには、セルの高積層、
大面積化が必要不可欠であり、実用化のためには、１m²
級の電極面積を有する単セルを１００個以上積んだ積層
電池を１つの電池スタックとすることが開発の目処とさ
れている。

【０００５】また、燃料には化石燃料を改質して水素を
得ることが必要となっている。改質触媒を用いて化石燃
料を水素に改質しているが、この改質方式として外部改
質方式と内部改質方式の開発が進められている。外部改
質方式とは、積層電池の外部に改質器を備え、化石燃料
ガスを電池投入前に改質し、水素を電池に供給するもの
である。対する内部改質方式とは、電池内部に改質触媒
を備え、積層電池の内部で化石燃料ガスを水素に改質す
るものである。さらに、内部改質方式には間接内部改質
方式と直接内部改質方式の２種類あり、前者は積層電池
内に改質器を有するものであり、後者は電池内燃料流路
内に改質触媒を有し改質するものである。また、最近で
は特開昭６１−１９３３７２号公報に示されるように、
２種類の内部改質方式の利点を生かし、間接内部改質と
直接内部改質を併用した方式の開発が進められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の溶融炭酸塩型燃
料電池は以上のように構成されており、発電システムと
して実用化されるには、４万時間程度の運転が可能なこ
とが期待されている。ところが、長時間運転される間に
生じる特定セルの特性低下が事実上電池の寿命を決めて
いる。劣化したセルにより寿命が規制されない運転方法
が実現できれば、溶融炭酸塩型燃料電池の長時間運転が
可能になる。例えば、特開昭６１−１３８４６８号公報
では、燃料電池において、所定数の単位電池を積層した
積層体で１つのセルブロックを構成し、各独立構成され
たセルブロックを積層した積層組立体で電池スタックを
構成するとともに、各セルブロックごとにそれぞれマニ
ホールドを配備させ、運転途中で不良単位電池が生じた
場合には、この不良単位電池を含むセルブロックの集電
板端子間を短絡し、併せてこのセルブロックのマニホー
ルド入口に配備されるガス流量調整弁を閉めて反応ガス
の供給を停止することにより、継続運転を可能としてい
る。また、特開昭６１−１４８７７０号公報や特開平４
−３６６５６１号公報では、不良セルあるいはそれを含
む数個のセルに対して、ガス出入り口を遮蔽するととも
に、それに隣接する上下セルを電気的に短絡させる部材
を装着させることにより、継続運転を可能とする方法を
唱えている。

【０００７】これらは劣化したセルあるいはそれを含む
数セルをダミー化することにより継続運転は可能となる
ものの、スタック全体の出力は低下する。そこでスタッ
クの出力を低下させない方法として、不良セルを良好セ
ルに交換することが考えられる。事実、燃料電池スタッ
クのセル交換はリン酸型燃料電池では既に行われている
ことである。例えば特開昭６１−１３８４６８号公報に
は、リン酸型燃料電池を実施例とし、単位電池積層体
（セルブロック）の両端に端板を配し、この両端間を連
結して単位電池を積層体ごとに締め付けることにより、
締め付けられた単位ごとに電池を交換する手法を提唱し
ている。しかし、この構造では高出力を得るために高積
層の燃料電池を考えた場合、セルブロック数を多くすれ
ば、ブロックの締め付け構造の複雑さから高さが高くな
るばかりでなく、セルブロック両端に位置する端板の数
が多くなるため、重量も大きくなり、電池のコンパクト
化、軽量化に対しては極めて不利な構造となる。一方、
セルブロック内の単位電池の積層数を増やし、セルブロ
ック数を減らせば、前述の問題はなくなるが、電池交換
単位のセル数が多くなるため、交換時に必要となる費用
と時間が嵩むことになる。そこで燃料電池の重量や高さ
が大きくならず、電池交換単位のセル数が極力少なくな
るスタックの構造が望まれる。

【０００８】一方、上記構成の燃料電池に対して隣り合
うセルブロックの端板同士を密着させる方法も考えられ
る。この構造による溶融炭酸塩型燃料電池の場合は、電
解質である炭酸塩は、運転時に電池内より這い出し、電
池内部材以外にも付着する。端板の材料であるステンレ
ス鋼等は、この炭酸塩に濡れた状態で作動温度におかれ
ると、焼結が顕著に進んだり腐食が激しくなる。また、
電解質の融点は５００℃程度であるため、電池が降温さ
れると電解質が凝固し、部材同士を接着してしまうこと
は溶融炭酸塩型特有の現象である。このため、電池交換
を行う際に、端板間を剥離させるためには比較的大きな
力が必要となり、その際に単位電池積層体の接触を維持
するために、剛性の高い端板間で電池部材界面に剥離が
生じぬように締め付けを確実に行う必要があった。この
ため必然的に端板の厚みや重量が大きくなり、結果的に
はスタックの軽量化・コンパクト化に対して不利となる
ことが問題となっていた。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、軽量かつコンパクトな構成で、
さらにはセルの劣化による電池交換時に小単位で容易に
交換できる溶融炭酸塩型燃料電池の積層構造、及び積層
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る溶融炭酸
塩型燃料電池は、スタックの上端セルと下端セルの間に
少なくとも一層の剥離層を設け、上記スタックを上記剥
離層において分割可能としたものである。

【００１１】また、上記剥離層を少なくとも２枚の金属
板材を重ね合わせたバイポーラプレートで構成したもの
である。

【００１２】また、上記剥離層を少なくとも２枚の金属
板間に離型剤を介在させたバイポーラプレートで構成し
たものである。

【００１３】また、上記剥離層をスタック内の特定のセ
ル間に介在させた面圧保持用支持板とバイポーラプレー
トで構成したものである。

【００１４】また、上記面圧保持用支持板とバイポーラ
プレートの間に、離型剤を介在させたものである。

【００１５】また、少なくとも２枚の面圧保持用支持板
を重ね合わせた層をスタック内の特定のセル間に介在さ
せて剥離層を構成したものである。

【００１６】また、上記２枚の面圧保持用支持板間に離
型剤を介在させたものである。

【００１７】また、積層された複数個のセルを少なくと
も２枚の面圧保持用支持板で複数のセルユニットに分割
し、上記面圧保持用支持板間に挟まれたセルユニットの
締め付けが可能な構造としたものである。

【００１８】また、面圧保持用支持板内に間接内部改質
器を配備したものである。

【００１９】また、上記離型剤を導電性を有する材料で
構成したものである。

【００２０】また、上記離型剤を炭素系離型剤で構成し
たものである。

【００２１】また、炭素系離型剤が晒されるガス雰囲気
を非酸化性ガス雰囲気、または還元ガス雰囲気としたも
のである。

【００２２】また、スタックを覆う筐体内に非酸化性ガ
スまたは燃料ガスを流すようにしたものである。

【００２３】また、上記離型剤として、導電性を有する
離型剤と電気絶縁性を有する離型剤を併用したものであ
る。

【００２４】また、上記離型剤として、電気絶縁性を有
する離型剤を用いるとともに、上記離型剤に接する上下
２枚の部材間を電気的に接続させる手段を設けたもので
ある。

【００２５】また、スタックに燃料ガス及び酸化剤ガス
を流すガスマニホールドを、セルの積層方向に対して複
数個に分割してユニット化し、各ユニットのガスマニホ
ールドに接続するガスラインに流量調整手段を設けたも
のである。

【００２６】また、ガスマニホールドにより分割された
セルユニット内の上端セルと下端セルとを電気的に短絡
する手段を設けたものである。

【００２７】また、ガスマニホールドにより分割された
セルユニットに対し、隣り合う上記セルユニット間に、
電気絶縁性離型剤を介在させ、個々のセルユニットをス
タックより電気的に切り離し可能とする手段を設けたも
のである。

【００２８】また、この発明に係る溶融炭酸塩型燃料電
池の製造方法は、剥離層で分割されるセルユニット毎に
電池運転を行い、特性を評価した後、各セルユニットを
積層してスタックを形成するものである。

【００２９】また、面圧保持用支持板間に挟まれたセル
ユニットを締め付け、セルを締め付けた状態で各セルユ
ニットを積層してスタックを形成するものである。

【００３０】また、スタックに燃料ガス及び酸化剤ガス
を流すガスマニホールドの構造が内部マニホールド型で
あるものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。実施の形態１では電池部材を損なうこと
なく、セル間で剥離が可能となる構造のものを示す。図
１はこの発明の実施の形態１による溶融炭酸塩型燃料電
池のバイポーラプレートの構成図である。図１（ａ）に
おいて、３ａは従来よりバイポーラプレートとして使用
されているニッケル／ＳＵＳクラッド板からなる金属板
材であり、３ｂはＳＵＳからなる金属板材である。ここ
でいうＳＵＳとは通常ＳＵＳ３１６ＬやＳＵＳ３１０Ｓ
であるが、今回はＳＵＳ３１６Ｌを用いた。これらの金
属板材３ａ、３ｂの表面にアルミニウム溶射を施したガ
スシール材１３ａ、１３ｂをそれぞれ溶接し、バイポー
ラプレートを燃料側（プレート３ａ）と酸化剤側（プレ
ート３ｂ）に分離させた構成とした。これら２枚の金属
板材３ａ、３ｂを重ね合わせ組み合わせたバイポーラプ
レート１ａの構成を図１（ｂ）に示した。なお、本実施
の形態１の部材寸法は、バイポーラプレート外寸が200
×200mm、ガスシール材１３ａ、１３ｂが200×20 mm、
有効電極面積が160×160mmである。このように２枚の金
属板材３ａ、３ｂを重ね合わせて構成されたバイポーラ
プレート１ａを用いて、図２４に示すものと同様の燃料
電池スタックを構成する。なお、バイポーラプレート１
ａはスタックの上端セルと下端セルの間の任意のセル間
に設置され、他のセル間には従来と同様のバイポーラプ
レート１を設置すればよい。バイポーラプレート１ａの
設置箇所が剥離層となる。

【００３２】図２はこの発明の実施の形態１に係わる他
のバイポーラプレートの構成図である。図２（ａ）にお
いて、２ａは炭素系離型剤であり、ここでは例えば100
μm厚のカーボンペーパである。カーボンペーパ２ａ
は、図１に示したものと同様、200 mm角の金属板材３
ａ、３ｂの間に挟み込まれ、図２（ｂ）に示すようなバ
イポーラプレート１ｂを構成する。

【００３３】図３はこの発明の実施の形態１に係わる他
のバイポーラプレートの構成図である。図３（ａ）にお
いて、２ｂは炭素系離型剤であり、ここではカーボンペ
ーストである。カーボンペースト２ｂは、一方の金属板
材３ｂの上に例えば20μm 厚に塗布されて、金属板材３
ａ、３ｂの間に挟み込まれ、図３（ｂ）に示すようなバ
イポーラプレート１ｃを構成する。

【００３４】図４はこの発明の実施の形態１に係わる他
のバイポーラプレートの構成図である。図４（ａ）にお
いて、１３ｃはカーボンペーパ２ａと厚みが同等なＳＵ
Ｓ３１６Ｌの薄板である。また、この薄板１３ｃは酸化
剤ガスに対するシール材であり、酸化剤ガスマニホール
ドに接する部分に配置される。シール材１３ｃは図１に
示したものと同様の金属板材３ａ、３ｂの間にカーボン
ペーパ２ａとともに挟み込まれ、図４（ｂ）に示すよう
なバイポーラプレート１ｄを構成する。

【００３５】図５はこの発明の実施の形態１に係わる他
のバイポーラプレートの構成図である。図４に示したバ
イポーラプレート１ｄでは、金属板材３ａ、３ｂの間に
カーボンペーパ２ａとＳＵＳ３１６Ｌ１３ｃのシール材
を介在させたが、図５（ａ）（ｂ）では、カーボンペー
パの代わりにジルコニアフェルト２ｃを挟み込み、バイ
ポーラプレート１ｅを構成する。

【００３６】図６はこの発明の実施の形態１に係わる他
のバイポーラプレートの構成図である。図１に示したバ
イポーラプレート１ａでは、金属板材３ａ、３ｂは、ニ
ッケル／ＳＵＳ３１６Ｌのクラッド板とＳＵＳ３１６Ｌ
板を使用したが、図６（ａ）（ｂ）では、金属板材３
ｃ、３ｄとしてニッケル／５Ａｌ−２０Ｃｒ−Ｆｅのク
ラッド板と５Ａｌ−２０Ｃｒ−Ｆｅ板を用い、バイポー
ラプレート１ｆを構成する。

【００３７】次に、図１〜図６に示された構成のバイポ
ーラプレート１ａ〜１ｆの特性を説明する。上記バイポ
ーラプレート１ａ〜１ｆと１枚の従来型バイポーラプレ
ート１を用いて８セルの単位電池を積層し、特性評価用
の溶融炭酸塩型燃料電池スタックを作成した。図７は上
記スタックを側面から見た模式図である。これに燃料及
び酸化剤ガス用マニホールドを取り付け、燃料電池を完
成した後、通常の６５０℃で、およそ1000時間の発電試
験を行った。その後、室温まで降温した後、スタックの
解体を行い、電池部材を損なわずに剥離が可能であるか
どうかの判断を行った。

【００３８】スタック解体の際の各バイポーラプレート
の剥離状況は、次表に示される結果となった。

【００３９】

【表１】

【００４０】まず、上端板１１をつり上げた際に、最初
に剥離した界面は、カーボンペーパを介在させたバイポ
ーラプレート１ｂ層であり、金属板材３ａと３ｂが分離
した。次に剥離した界面は、カーボンペーストを塗布し
たバイポーラプレート１ｃ層であり、同様に金属板材３
ａと３ｂが分離した。ここまでは分解の際に特に力を加
えることなく自然に剥がれた。次にその他のバイポーラ
プレート層の密着界面にスクレーパーを挿入したとこ
ろ、バイポーラプレート１ｄ、１ｅ、１ｆは、若干の力
を加えることにより、電池部材を損なうことなく金属板
材間で分離が可能であった。バイポーラプレート１ａで
も、同様に密着界面にスクレーパーを挿入し、剥離を試
みた結果、かなり困難を要するものの、何とか電池部材
を損なうことなく金属板材間で分離が可能であった。言
うまでもなく、従来型のバイポーラプレート１によって
構成されたものは、すべての部材が電解質により強固に
密着しており、剥離を無理矢理に行った場合には、金属
部材の変形、電解質層及び電極等の破断を生じる結果と
なった。

【００４１】以上のように、従来型のバイポーラプレー
トを用いた燃料電池スタックでは部材を損傷することな
く、セル部材を分離することは不可能であったが、本発
明によるバイポーラプレートをセルとセルの間に用いて
スタックを構成すれば、このバイポーラプレートを用い
た箇所が剥離層となり、部材を損傷することなくセル単
位で分離することが可能となった。

【００４２】なお、分離に際して離型剤として作用した
カーボンペーパやカーボンペーストは酸化剤雰囲気では
酸化し、二酸化炭素として気化することが知られている
が、表に示したとおり、バイポーラプレート１ｂ、１ｃ
において減肉量は激しいものの、薄いカーボン層が残存
し、離型剤としての機能を発揮した。バイポーラプレー
ト１ｄでは、カーボン減肉量がバイポーラプレート１
ｂ、１ｃに比べて少ない結果となったが、これはシール
材１３ｃがあるため、カーボンペーパが晒された雰囲気
が燃料ガス雰囲気のみであったためであると考えられ
る。バイポーラプレート１ｅで用いたジルコニアフェル
トは、運転前の形状、厚みをほぼ保ち、離型剤として最
も安定であると考えられる。これにも関わらず、離型性
がバイポーラプレート１ｂ、１ｃに比較し劣っていた原
因は、電池内部より逸散した電解質が部材表面を伝わ
り、ジルコニアフェルト層をぬらし、剥離界面層に付着
して密着したためと思われる。対するカーボンは電解質
を弾き、上記のような密着が起こりにくいため、離型性
が優れていると考えられる。このことより、炭素系材料
は雰囲気によっては減肉量は大きいものの、酸化物に比
較し、より優れた離型剤材料と判断できる。離型剤を用
いなかったバイポーラプレート１ａと１ｆを比較した場
合、バイポーラプレート１ｆで使用した５Ａｌ−２０Ｃ
ｒ−Ｆｅは、バイポーラプレート１ａで使用したＳＵＳ
３１６Ｌより、溶融塩に対して安定な材料であることか
ら、腐食層によって保持される電解質量が少なく、離型
性が良好であったと思われる。このように離型性の善し
悪しはガス雰囲気・電解質の有無等により左右されるも
のの、本発明の構成により部材を損なうことなくセル間
の剥離が可能となった。

【００４３】実施の形態２上記実施の形態１では、200mm 角の大きさの２枚の金属
板材を用い、これら金属板材の界面で分離が可能な分離
型バイポーラプレートの効果を示したが、ここでは大面
積の溶融炭酸塩型燃料電池について説明する。まず、電
極有効面積5000cm²の大面積の分離型バイポーラプレー
トについて述べる。分離型バイポーラプレートとしては
図２と同じ離型剤、即ちバイポーラプレートと同じサイ
ズのカーボンペーパを介在させたバイポーラプレート
を、例えば３枚用い、１０セルよりなる燃料電池スタッ
クの一部に適用して、発電試験を4000時間行った。その
後、上記スタックを解体し、上端板をつり上げた際、離
型剤を介在させた分離型バイポーラプレートの界面で容
易に剥離し、本発明の効果が確認できた。しかし、３枚
のうちの１枚で、図８に示すように分離型バイポーラプ
レートの一部に反りが生じ、電池内の部材界面の一部
（図８では電解質層８と燃料側電極６の間）に剥離が生
じた。この結果より、本発明の分離型バイポーラプレー
トは面積がある程度大きいと、場合によっては電池内の
部材界面で剥離が生ずる場合があり、再度積層を行った
場合に、接触抵抗やガスリーク等が大きくなる可能性が
あることがわかった。このように、大面積のスタックで
分離型バイポーラプレートを用いた場合、隣り合う電池
界面での剥離は可能となるが、場合によっては電池内の
電池部材界面で剥離が生じる可能性がある。そこで、本
実施の形態２では、大面積のスタックで電池内部材の界
面での剥離を防止し、より確実なセル交換が可能となる
構造を示す。

【００４４】以下に実施の形態２について説明する。図
９に示されるような15mmの厚みを有するステンレス製板
材の面圧保持用支持板２１の上に、図１０に示されるよ
うな、従来から用いられている部材及び構成で５セルの
単位電池を積層し、さらに下端部に使用した面圧保持用
支持板２１と同様の面圧保持用支持板２１を上端部に乗
せた。この５セルで構成されたセルユニットを、従来よ
り行われているように絶縁板に挟み込み、その両端から
電池に所定の面圧を印可した。さらにガスマニホールト゛
等を取り付けた後、昇温を行い、発電試験を行った。電
池が管理基準を満たす特性を有することを確認した後、
降温を行い、ガスマニホールド等を取り外した後、図１
１に示すように５セルで構成されるセルユニットを、例
えばネジよりなる面圧保持用支持棒２２により面圧保持
用支持板２１間で締め付けし、電池部材間の密着性を保
ったまま、試験装置より取り外した。同様にして他のセ
ルユニットを組み立て、各々、発電試験を行って特性の
評価を行い、すべて管理基準を満たしていることを確認
した。

【００４５】このようにして得られた複数のセルユニッ
トを面圧保持用支持板２１と面圧保持用支持板２１間に
カーボンペーパ２ａを介在させながら積層し、積層され
た複数のセルユニットに対し面圧保持機構により面圧を
印可した後、個々のセルユニットの面圧保持用支持板２
１間の支持棒２２を取り外した。この時の燃料電池スタ
ックの積層の外観は図１２に示されるとおりである。こ
のようにして得られた燃料電池スタックにおいて、スタ
ック解体の際の剥離状況は、実施の形態１と同様、離型
剤であるカーボンペーパ２ａを介在させた面圧保持用支
持板２１と面圧保持用支持板２１との界面で容易に剥離
し、部材を損傷することなくセルユニット単位で分離す
ることが可能となった。しかも面圧保持用支持板の存在
により反りによる電池内の電池部材界面での剥離も起こ
らなかった。また、セルユニット間での剥離が容易とな
ったことから、従来のような電積層ブロック間に配置さ
れた極めて剛性の高い端板を必要とせず、スタックの軽
量化・コンパクト化に対し、非常に有利となる。

【００４６】なお、上記実施の形態においては、複数の
セルユニットを面圧保持用支持板２１と面圧保持用支持
板２１との間にカーボンペーパ２ａを介在させながら積
層したものを示したが、カーボンペーパ２ａの代わりに
実施の形態１と同様、カーボンペースト等の離型剤を介
在させてもよいし、離型剤の無いものでもよい。また、
上記実施の形態では２枚の面圧保持用支持板２１を重ね
合わせた箇所が剥離層となり、セルユニット単位で分離
するものを示したが、スタック内の特定のセル間に１枚
の面圧保持用支持板２１を介在させ、この面圧保持用支
持板２１と面圧保持用支持板２１に隣接するバイポーラ
プレート１とで剥離層を構成するようにしてもよい。な
お、この場合においても、面圧保持用支持板２１とバイ
ポーラプレート１との間に離型剤を介在させてもよい。

【００４７】実施の形態３．本実施の形態では上記実施
の形態２で示した、複数のセルユニットを積層した燃料
電池スタックよりなる燃料電池の運転、及びセルの劣化
によるセル交換について説明する。実施の形態２で示さ
れものと同様のセルユニットを複数個用意し、セルユニ
ット毎に予め発電試験を行ない、特性を評価しておく。
次に得られた例えば６個のセルユニットのうち１つを交
換用に残し、他の５個のセルユニットを実施の形態２と
同様、面圧保持用支持板２１と面圧保持用支持板２１間
にカーボンペーパ２ａを介在させながら積層する。この
際、隣り合うセルユニットの燃料及び酸化剤ガスの流れ
方向が交互に逆となるように積層し、スタックを構成す
る。このスタックに面圧保持機構により面圧を印可した
後、個々のセルユニットの面圧保持用支持板２１間の支
持棒２２を取り外した。続いて各セルユニットに燃料及
び酸化剤ガスの供給用及び酸化剤出口用のガスマニホー
ルドを取り付けた。また、燃料ガス及び酸化剤ガスの供
給ラインには、流量調整用のバルブを取り付けるととも
に、スタックを筐体で覆い、筐体内には窒素ガスをパー
ジした。図１３は、本スタックの構成及びガスの流れを
示したものである。

【００４８】以上のようなスタックを製造し、発電を開
始した。初期特性は、スタック作成前に行った各々のセ
ルユニットの評価の特性をほぼ再現し、燃料利用率が80
％で150 mA／cm²負荷時のスタック平均電圧は780 mVで
あり、各セルユニット電圧はすべて管理基準を満たす数
値を示した。また、スタック内の最高温度と最低温度の
差はおよそ60℃であった。この後、連続して発電を継続
した結果、他のセルユニット電圧に比較し、１つのセル
ユニットの劣化率が大きく、ついには極端な電圧低下が
生じ、連続発電が不可能となった。そこで燃料供給ガス
流量調整用バルブを調整し、劣化したセルユニットの供
給ガス流量を他のブロックより多量にした結果、再び連
続発電が可能となった。

【００４９】その後発電を継続した結果、以前に劣化し
たセルユニットの電池特性は再び低下傾向を示した。そ
こで発電を停止し、スタックを降温した。図１４に示す
ように低下が生じたセルユニット１０３の両端に設置し
た２枚の面圧保持用支持板２１間に面圧保持用支持棒２
２を取り付けることにより、セルユニット内の上端セル
と下端セルを電気的に短絡させた。また、このセルユニ
ット１０３への燃料ガス及び酸化剤ガスの供給バルブを
閉めることにより、このセルユニット１０３へのガスの
供給を停止した。この後、再び昇温し、短絡させたセル
ユニット以外の４つのセルユニット１０１、１０２、１
０４、１０５に対して燃料及び酸化剤ガスを投入し、発
電を開始した。この結果、再び高燃料利用率の運転が可
能となり、発電効率の高いスタックが再現された。

【００５０】次に上述のスタックにおいて運転初期に近
い発電量及び発電効率を得るために、劣化したセルユニ
ット１０３を交換する方法について説明する。図１５は
セルユニット交換の模式図を示したものである。上述の
不良セルを含んだスタックを降温した後、全セルユニッ
トの両端に介在させた面圧保持用支持板２１に面圧保持
用支持棒２２を取り付け、各セルユニットを締め付け
た。この後マニホールド等を取り外すとともに、スタッ
ク全体の面圧加重装置を外し、先に短絡させたセルユニ
ット１０３をセルユニット１０２とセルユニット１０４
より取り外した。次に予め製造し、特性評価済みの交換
用のセルユニット１０６を劣化したセルユニット１０３
と交換し、先に行った積層法と同じ方法で、再びセルユ
ニット間にカーボンペーパを挟んで５つのセルユニット
を有するスタックを積層した。スタック全体に面圧を印
可し、外部マニホールド等を取り付けるなどの工程を経
て、スタックを完成させた。その後、スタックを昇温
し、発電を行った。この結果、スタック全体（５セルユ
ニット）の高燃料利用率の運転が可能となり、ほぼ運転
初期に近い発電量及び発電効率が得られた。

【００５１】このように、複数のセルにより構成される
セルユニット間にカーボンペーパを介在させてスタック
を積層し、個々のセルユニットに供給されるガスライン
にガス流量調整用バルブを設ければ、運転時に特定のセ
ルユニットの特性が低下し、連続運転が困難となった場
合にも、各セルユニットへのガス供給量を調整すること
により、スタックの寿命を延ばす効果があることを確認
した。また、特定のセルユニットがさらに劣化し、各セ
ルユニットへのガス流量の調整をおこなっても連続発電
が困難となった場合には、そのセルユニットを電気的に
短絡させるとともに、そのセルユニットへのガスの供給
を停止することにより、連続発電を継続することができ
ることを述べた。さらに劣化したセルユニットを健全な
セルユニットと交換することにより、運転初期の発電量
・発電効率に近い運転がより長時間可能となることを述
べた。

【００５２】また、従来の構造で構成されたスタックで
は、スタックの最高温度と最低温度の差は100 ℃程度で
あったが、本スタックではセルユニットのガスの流れ方
向を交互としたことでスタックの温度分布が小さくなっ
た。即ち、隣り合うセルユニット間で比較的温度の低い
ガス入り口付近と比較的温度の高いガス出口付近の熱バ
ランスの効果があることが確認された。

【００５３】また、複数のセルで構成される本実施の形
態のセルユニットは面圧保持用支持板間で締め付けが可
能なのでセルユニットの交換が容易に、かつ確実に行え
る。さらに、セルユニット単位で特性評価してから積層
できるのでスタックの信頼性が向上する。また、セルユ
ニットを締め付けた状態で積層することにより、剥離界
面以外での部材間の接触を損なうことなく、セルユニッ
トの積層あるいは交換が容易となる。

【００５４】また、実施の形態３ではカーボンペーパ２
ａをセルユニット間の離型剤とし、スタック筐体内に非
酸化性ガスである窒素を流した例を挙げた。この結果、
長時間の発電においても、カーボンペーパの酸化による
減肉はほとんどなく、カーボンペーパが晒される雰囲気
を非酸化性の雰囲気とすることにより、カーボンペーパ
が長時間で安定に使用できることが確認された。

【００５５】実施の形態４．本実施の形態４では離型剤
のガス雰囲気について述べる。実施の形態３ではスタッ
ク筐体内に非酸化性ガスである窒素を流した例を挙げた
が、燃料ガス雰囲気としても炭素系材料による離型剤の
安定性に対して、同様あるいはそれ以上の効果が期待で
きる。また、筐体内にガスを流さなくても、例えば、実
施の形態１で示したバイポーラプレート１ｃの構造をと
れば、離型剤のガス雰囲気を還元雰囲気とすることがで
きる。面圧保持用支持板２１を用いたものに対しても、
バイポーラプレート１ｃの場合と同様、図１６に示すよ
うに隣り合うセルユニットの面圧保持用支持板２１の間
に酸化雰囲気（酸化剤側ガスマニホールド１０ａからの
酸化雰囲気）に晒されないようシール材１３ｃを介在さ
せ、還元ガス（燃料ガスマニホールド９ａからの還元雰
囲気）に晒された構造とし、燃料及び酸化剤ガスマニホ
ールド９ａ、１０ａが複数のセルユニットを覆う構造と
すれば、筐体内のガスを制御することなく、カーボンペ
ーパ２ａは還元雰囲気に晒されることになり、材料の安
定性が確保される。また、図１７に示すように、燃料排
ガスを筐体内に供給すれば、セルユニット間の離型剤は
還元雰囲気に晒されることになり、同様の効果が期待で
きる。

【００５６】さらにこれまで非酸化性雰囲気あるいは還
元雰囲気に晒して安定となる離型剤として、カーボンペ
ーパやカーボンペーストを例に挙げたが、炭素系材料で
あれば同様にスタック構成部材表面を濡らして広がる電
解質をはじく効果もあり、ステンレス等の焼結防止剤と
して働くことも期待でき、使用可能と考えられる。例え
ば、カーボン粉末やあるいはポリマー系の材料を使用し
ても昇温時に炭化するものであれば使用可能である。

【００５７】また、非酸化性ガスの例として、窒素ガス
を例に挙げたが、窒素／炭酸ガスの混合ガスやアルゴン
等の不活性ガスあるいはその混合ガスであってもよい。
さらに離型剤としては一般に焼き付け防止剤として使用
される金属ペースト、例えば金ペーストや銀ペーストな
どの適用も考えられ、非酸化性雰囲気あるいは還元雰囲
気で同様に安定性が確保される。

【００５８】実施の形態５．本実施の形態５ではセルユ
ニット間の電気的接続について述べる。実施の形態２、
３、４では２枚の面圧保持用支持板間に電気導電性のあ
る離型剤を用いたが、実施の形態１で示したバイポーラ
プレート１ｄ（ジルコニアフェルト２ｃとＳＵＳ１３ｃ
とで構成）と同様の構造をとり、セルユニット間の導電
性を他の部材に付与すれば、離型剤として絶縁材料の適
用も可能である。例えば図１６に示される構成におい
て、ガスシール材１３ｃがセルユニット間で電気導電性
を有すれば、離型剤２ａとしてアルミナやリチウムアル
ミネート、ジルコニア等のフェルトやペーパあるいはペ
ーストや粉末及び粒子等の絶縁材料を使用できる。ま
た、図１８に示すように、セルユニット間の２つの面圧
保持用支持板２１全面に絶縁性離型剤２ｄを介在させ、
上記面圧保持用支持板２１間で電気的に接続させる接続
部材２３を設ける構造としても本発明の適用が可能であ
ることは言うまでもない。このようにすれば、離型剤と
して電気導電性の低い材料を適用することも可能とな
り、離型剤としてより優れたものが使用できるようにな
る。さらにこの構造であれば、特定のセルユニットをス
タックより電気的に切り離すことも可能となる。即ち、
実施の形態３で示すような面圧保持用支持棒２２を用い
たセルユニット短絡方法では、図１９に示すように、短
絡されたセルユニット内の部材がすべて等電位となるた
め部材の腐食等を招いたが、図１８の構成において、特
定のセルユニットと接続する接続部材２３を外し、その
上下のセルユニットを短絡させれば、図２０に示すよう
に、特定のセルユニットを電気的にもガス的にもスタッ
クより切り離すことが可能となり、部材の腐食を促進す
ることなくセルユニットのダミー化が可能となる。

【００５９】実施の形態６．これまでスタック構造とし
てスタック外部にマニホールドを設けた外部マニホール
ドタイプを例に挙げ述べてきたが、スタック内部にマニ
ホールドを設けた内部マニホールド構造を有するスタッ
クにおいても上記各実施の形態を適用することが可能で
ある。とくに内部マニホールド型のものでは、セルユニ
ット単位で特性評価する場合も、セルユニットを積層、
交換する場合も、その時々にマニホールドを取り外した
り装着させたりする必要がなく、セルユニットの積層、
交換が容易となる。

【００６０】また、積層電池内部に改質触媒を備え、燃
料ガスを水素に改質する内部改質スタックに対して、上
記各実施の形態を適用することも可能である。特に内部
改質器を面圧保持用支持板内に設け、面圧保持用支持板
に内部改質機能を持たせれば、単に剛性板を面圧保持用
支持板とした場合に比べ、無駄の無い構造となり、スタ
ックの軽量化及びコンパクト化に有利なものとなる。図
２１及び図２２は内部マニホールド構造を有した内部改
質スタックに対して、本発明の構成を適用したものであ
る。図２１（ａ）は面圧保持用支持板の外観を示す一例
であり、内部改質触媒２４を有する内部改質器を面圧保
持用支持板２１ａの内部に設けるとともに、この支持板
２１ａに燃料ガス供給ライン及び燃料ガス排気ラインを
つなぐ構造とする。この面圧保持用支持板２１ａと、酸
化剤ガス供給ライン及び酸化剤ガス排気ラインをつない
だ面圧保持用支持板２１ｂとを用いてセルユニット化し
た外観の一例を図２１（ｂ）に示す。さらに、図２２
（ａ）（ｂ）は上記セルユニットを面圧保持用支持板２
１ａ、２１ｂ間にカーボンペーパを介在させて積層する
とともに、ガスの流れ方向を隣り合うセルユニットで変
えて積層したものである。図２２（ａ）（ｂ）は燃料ガ
スと酸化剤ガスの流れの様子を示すものである。このよ
うな構成とすることにより、内部マニホールド構造のス
タックにおいても、軽量かつコンパクトな構造で、セル
ユニット単位で分離が可能となり、セルの劣化による電
池交換時に小単位でセル交換が可能となる。また、面圧
保持用支持板に内部改質機能を設置したことにより、無
駄の無い構造となり、スタックの軽量化及びコンパクト
化に有利なものとなる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る溶融炭酸
塩型燃料電池は、スタックの上端セルと下端セルの間に
少なくとも一層の剥離層を設け、上記スタックを上記剥
離層において分割可能としたので、良好なセルを損なう
ことなく、容易にセルの分離が可能となり、劣化したセ
ルあるいはそのセルを含むセルユニットの交換が極めて
容易になる。

【００６２】また、上記剥離層を少なくとも２枚の金属
板材を重ね合わせたバイポーラプレートで構成したの
で、セル単位での分離が可能となり、セルの劣化による
電池交換時に小単位でセル交換が可能となる。

【００６３】また、上記剥離層を少なくとも２枚の金属
板間に離型剤を介在させたバイポーラプレートで構成し
たので、低コストで確実にセル単位の分離が可能とな
る。

【００６４】また、上記剥離層をスタック内の特定のセ
ル間に介在させた面圧保持用支持板とバイポーラプレー
トで構成したので、大面積の燃料電池に対しても、剥離
が容易となったことから、軽量かつコンパクトな構造で
セル単位の分離が可能となる。

【００６５】また、上記面圧保持用支持板とバイポーラ
プレートの間に、離型剤を介在させたので、低コストで
確実にセル単位の分離が可能となる。

【００６６】また、少なくとも２枚の面圧保持用支持板
を重ね合わせた層をスタック内の特定のセル間に介在さ
せて剥離層を構成したので、大面積の燃料電池に対して
も、剥離が容易となり、軽量かつコンパクトな構造でセ
ル単位、あるいはセルユニット単位での分離が可能とな
る。

【００６７】また、上記２枚の面圧保持用支持板間に離
型剤を介在させたので、低コストで確実にセルユニット
単位の分離が可能となる。

【００６８】また、積層された複数個のセルを少なくと
も２枚の面圧保持用支持板で複数のセルユニットに分割
し、上記面圧保持用支持板間に挟まれたセルユニットの
締め付けが可能な構造としたので、セルユニットの交換
が容易に、かつ確実に行える効果がある。

【００６９】また、面圧保持用支持板内に間接内部改質
器を配備したので、コンパクトな構成で、かつ内部改質
器を備えた燃料電池が得られる。

【００７０】また、上記離型剤を導電性を有する材料で
構成したので、セル間、あるいはセルユニット間を接続
させる必要がなく、構成が簡単となる。

【００７１】また、上記離型剤を炭素系離型剤で構成し
たので、剥離層において電解質をはじくため、部材の密
着をふせぐことができる。

【００７２】また、炭素系離型剤が晒されるガス雰囲気
を非酸化性ガス雰囲気、または還元ガス雰囲気としたの
で、炭素系離型剤の変質を防ぐことができる。

【００７３】また、スタックを覆う筐体内に非酸化性ガ
スまたは燃料ガスを流すようにしたので、上記と同様の
効果がある。

【００７４】また、上記離型剤として、導電性を有する
離型剤と電気絶縁性を有する離型剤を併用したので、離
型剤として種々のものが使用でき、より優れた離型剤の
使用が可能となる。

【００７５】また、上記離型剤として、電気絶縁性を有
する離型剤を用いるとともに、上記離型剤に接する上下
２枚の部材間を電気的に接続させる手段を設けたので、
離型剤としてさらに種々のものが使用でき、より優れた
離型剤の使用が可能となる。

【００７６】また、スタックに燃料ガス及び酸化剤ガス
を流すガスマニホールドを、セルの積層方向に対して複
数個に分割してユニット化し、各ユニットのガスマニホ
ールドに接続するガスラインに流量調整手段を設けたの
で、特定のセルの特性が低下し定常負荷がとれなくなっ
た場合にも、各セルユニットへ供給するガス流量の分配
を調整し、低下したセルを含むセルユニットのガス流量
を増すことによって特性を向上させ、定常負荷運転をの
ばす等の、セル交換前の応急処理が可能となる。

【００７７】また、ガスマニホールドにより分割された
セルユニット内の上端セルと下端セルを電気的に短絡す
る手段を設けたので、定常運転負荷運転が困難となった
セルを含むセルユニットをダミー化し、他の良好なセル
ユニットによる継続運転が可能となる。

【００７８】また、ガスマニホールドにより分割された
セルユニットに対し、隣り合う上記セルユニット間に、
電気絶縁性離型剤を介在させ、個々のセルユニットをス
タックより電気的に切り離し可能とする手段を設けたの
で、不良セル含むセルユニットを電気的に切り離すこと
が可能となり、セル部材の腐食を促進することなく、劣
化したセルを含むセルユニットのダミー化が可能とな
り、ダミー化したセルユニットの材料腐食を促進するこ
となく、他の良好なセルユニットによる継続運転が可能
となる。

【００７９】また、剥離層で分割されるセルユニット毎
に電池運転を行い、特性を評価した後、各セルユニット
を積層してスタックを形成したので、スタックの信頼性
が向上する。

【００８０】また、面圧保持用支持板間に挟まれたセル
ユニットを締め付け、セルを締め付けた状態で各セルユ
ニットを積層してスタックを形成するので、剥離層以外
の部材間の接触を損なうことなく、セルユニットの積層
あるいは交換が可能となる。

【００８１】また、スタックに燃料ガス及び酸化剤ガス
を流すガスマニホールドの構造を内部マニホールド型と
したので、セルユニットの特性評価が容易となる上、セ
ルユニットの積層、交換が極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係わるバイポーラ
プレートを示す斜視図である。

【図２】この発明の実施の形態１に係わる他のバイポ
ーラプレートを示す斜視図である。

【図３】この発明の実施の形態１に係わる他のバイポ
ーラプレートを示す斜視図である。

【図４】この発明の実施の形態１に係わる他のバイポ
ーラプレートを示す斜視図である。

【図５】この発明の実施の形態１に係わる他のバイポ
ーラプレートを示す斜視図である。

【図６】この発明の実施の形態１に係わる他のバイポ
ーラプレートを示す斜視図である。

【図７】この発明の実施の形態１に係わるバイポーラ
プレートを用いた溶融炭酸塩型燃料電池スタックを示す
説明図である。

【図８】この発明の実施の形態１に係わる溶融炭酸塩
型燃料電池スタックの不具合を説明する説明図である。

【図９】この発明の実施の形態２に係わる面圧保持用
支持板を示す斜視図である。

【図１０】この発明の実施の形態２に係わる溶融炭酸
塩型燃料電池スタックの一部を示す斜視図である。

【図１１】この発明の実施の形態２に係わる溶融炭酸
塩型燃料電池スタックを示す説明図である。

【図１２】この発明の実施の形態２に係わる溶融炭酸
塩型燃料電池スタック全体を示す斜視図である。

【図１３】この発明の実施の形態３による溶融炭酸塩
型燃料電池のガスの流れを説明する説明図である。

【図１４】この発明の実施の形態３による溶融炭酸塩
型燃料電池におけるセル劣化時の動作を説明する説明図
である。

【図１５】この発明の実施の形態３による溶融炭酸塩
型燃料電池におけるセルユニットの交換を説明する説明
図である。

【図１６】この発明の実施の形態４に係わる溶融炭酸
塩型燃料電池スタックの構造を説明する説明図である。

【図１７】この発明の実施の形態４による溶融炭酸塩
型燃料電池のガスの流れを説明する説明図である。

【図１８】この発明の実施の形態５に係わる溶融炭酸
塩型燃料電池スタックの構造を説明する説明図である。

【図１９】この発明の実施の形態３による溶融炭酸塩
型燃料電池の電気の流れを説明する説明図である。

【図２０】この発明の実施の形態５による溶融炭酸塩
型燃料電池の電気の流れを説明する説明図である。

【図２１】この発明の実施の形態６に係わる面圧保持
用支持板及び溶融炭酸塩型燃料電池スタックを説明する
説明図である。

【図２２】この発明の実施の形態６による溶融炭酸塩
型燃料電池のガスの流れを説明する説明図である。

【図２３】一般的な溶融炭酸塩型燃料電池を示す斜視
図である。

【図２４】従来の溶融炭酸塩型燃料電池スタック全体
を示す斜視図である。

【図２５】従来のバイポーラプレートを示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆバイポーラ
プレート、２ａカーボンペーパ、２ｂカーボンペー
スト、２ｃジルコニアフェルト、２ｄ絶縁性離型
剤、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ金属板材、４燃料ガス
流路、５酸化剤ガス流路、６燃料側電極、７酸化
剤側電極、８電解質層、９ａ燃料ガス供給用マニホ
ールド、１０ａ酸化剤ガス供給用マニホールド、１１
上端板、１２下端板、１３ａ，１３ｂ，１３ｃガ
スシール材、２１，２１ａ，２１ｂ面圧保持用支持板、
２２面圧保持用支持棒、２３接続部材、２４内部
改質触媒、１０１，１０２，１０４，１０５セルユニ
ット、１０３劣化したセルユニット、１０６交換用
のセルユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者細川純一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者前田秀雄東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者吉岡省二東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者久後光孝東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解質層を両側から挟む燃料側電極と酸
化剤側電極、並びに上記各電極の外側に燃料ガス及び酸
化剤ガスを各々流す流路を設けた単セルを、上記燃料ガ
スと上記酸化剤ガスとの混合を防止するバイポーラプレ
ートを介して複数個積層して溶融炭酸塩型燃料電池スタ
ックを構成し、上記スタックの上端セルと下端セルの間
に少なくとも一層の剥離層を設け、上記スタックを上記
剥離層において分割可能としたことを特徴とする溶融炭
酸塩型燃料電池。
【請求項２】剥離層は少なくとも２枚の金属板材を重
ね合わせたバイポーラプレートからなることを特徴とす
る請求項１記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項３】剥離層は少なくとも２枚の金属板間に離
型剤を介在させたバイポーラプレートからなることを特
徴とする請求項１記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項４】剥離層は、スタック内の特定のセル間に
介在させた面圧保持用支持板とバイポーラプレートとか
らなることを特徴とする請求項１記載の溶融炭酸塩型燃
料電池。
【請求項５】面圧保持用支持板とバイポーラプレート
の間に、離型剤を介在させたことを特徴とする請求項４
記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項６】剥離層は、少なくとも２枚の面圧保持用
支持板を重ね合わせた層をスタック内の特定のセル間に
介在させて構成したことを特徴とする請求項１記載の溶
融炭酸塩型燃料電池。
【請求項７】２枚の面圧保持用支持板間に離型剤を介
在させたことを特徴とする請求項６記載の溶融炭酸塩型
燃料電池。
【請求項８】積層された複数個のセルを少なくとも２
枚の面圧保持用支持板で複数のセルユニットに分割し、
上記面圧保持用支持板間に挟まれたセルユニットの締め
付けが可能な構造としたことを特徴とする請求項４ない
し７のいずれかに記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項９】面圧保持用支持板内に間接内部改質器を
配備したことを特徴とする請求項４ないし８のいずれか
に記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項１０】離型剤が導電性を有する材料であるこ
とを特徴とする請求項３、５、または７のいずれかに記
載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項１１】離型剤が炭素系離型剤であることを特
徴とする請求項１０記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項１２】炭素系離型剤が晒されるガス雰囲気を
非酸化性ガス雰囲気、または還元ガス雰囲気としたこと
を特徴とする請求項１１記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項１３】スタックを覆う筐体内に非酸化性ガス
または燃料ガスを流すようにしたことを特徴とする請求
項１２記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項１４】離型剤として、導電性を有する離型剤
と電気絶縁性を有する離型剤を併用したことを特徴とす
る請求項３、５、または７のいずれかに記載の溶融炭酸
塩型燃料電池。
【請求項１５】離型剤として、電気絶縁性を有する離
型剤を用いるとともに、上記離型剤に接する上下２枚の
部材間を電気的に接続させる手段を設けたことを特徴と
する請求項３、５、または７のいずれかに記載の溶融炭
酸塩型燃料電池。
【請求項１６】スタックに燃料ガス及び酸化剤ガスを
流すガスマニホールドを、セルの積層方向に対して複数
個に分割してユニット化し、各ユニットのガスマニホー
ルドに接続するガスラインに流量調整手段を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項１７】ガスマニホールドにより分割されたセ
ルユニット内の上端セルと下端セルとを電気的に短絡す
る手段を設けたことを特徴とする請求項１６記載の溶融
炭酸塩型燃料電池。
【請求項１８】ガスマニホールドにより分割されたセ
ルユニットに対し、隣り合う上記セルユニット間に、電
気絶縁性離型剤を介在させ、個々のセルユニットをスタ
ックより電気的に切り離し可能とする手段を設けたこと
を特徴とする請求項１６記載の溶融炭酸塩型燃料電池。
【請求項１９】剥離層で分割されるセルユニット毎に
電池運転を行い、特性を評価した後、各セルユニットを
積層してスタックを形成することを特徴とする請求項１
記載の溶融炭酸塩型燃料電池の製造方法。
【請求項２０】面圧保持用支持板間に挟まれたセルユ
ニットを締め付け、セルを締め付けた状態で各セルユニ
ットを積層してスタックを形成することを特徴とする請
求項８または１９記載の溶融炭酸塩型燃料電池の製造方
法。
【請求項２１】スタックに燃料ガス及び酸化剤ガスを
流すガスマニホールドの構造が内部マニホールド型であ
ることを特徴とする請求項１９または２０記載の溶融炭
酸塩型燃料電池の製造方法。