JPH10509840A

JPH10509840A - セラミックで被膜されたバイポーラ板を備えた燃料電池セル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10509840A
Application number: JP8518046A
Authority: JP
Inventors: ヤンジング、トーマス; マルテンス、トーマス
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-12-01
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1998-09-22
Also published as: EP0795204A1; AU3977795A; CA2206537A1; DK0795204T3; AU699402B2; ES2131344T3; EP0795204B1; WO1996017394A1; DE59505729D1; ATE179283T1

Abstract

(57)【要約】固体電解質を備えた高温燃料電池セルにおいて固体電解質（４４）は金属板（３０、３０’）の間に配置され、その金属板の表面には少なくとも部分的に安定化された酸化ジルコニウム（５１、５２）或いは同様な強固に付着する気密な結晶セラミックが被膜される。この被膜は燃料電池セルの縁部における金属板間の間隙を減少し、この減少された間隙をガラスろう緑箔（５３）或いは同様なろう材で満たすことを可能にする。これにより燃料電池セルの接合の際その側面は気密に閉塞される。金属板中に設けられる浸食性の反応ガスの通路（３１、３１′）はこの材料からなる薄い被膜（４１、４１’）により反応ガスの使用に対して保護される。

Description

【発明の詳細な説明】セラミックで被膜されたバイポーラ板を備えた燃料電池セル及びその製造方法この発明は、請求項１の前文に挙げた特徴を備えた燃料電池セル（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３７６０２号明細書）、特にイオン導電性の酸化物からなる固体電解質を備えた高温燃料電池セル（いわゆる固体酸化物燃料電池ＳＯＦＣ）に関する。さらにこの発明は、このようなセルに使用される金属性の導電板の被膜方法並びにこのセルの製造方法に関する。多くの公知の燃料電池セルは管状構造を備えている。これに対して、燃料電池セルの平板形の層構造においては、著しく高いエネルギー密度（現在の経験によれば約１ＭＷ／ｍ³）が期待される。その場合エネルギーの発生は酸素イオンと水素イオンとを制御しつつ水に化学的に変換すること、即ち活性層構造を上下に重なる２つの部分室に分割したそれぞれの活性室において行われる、いわゆる「低温爆鳴ガス反応」に基づいている。部分室の一方には水素を含むガス（例えば水素）、従来の炭化水素燃料から作られた混合ガス（Ｈ₂／ＣＯ／Ｃ０₂）或いは天然ガスの改質により作られた混合ガス（Ｈ₂／ＣＯ／ＣＨ₄）が貫流し、他方の部分室には酸素を含むガス、例えば酸素或いは空気が貫流する。本発明によりさらに発展させようとするこのような高温燃料電池セルはドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３７６０２号明細書に記載されている。活性層構造の最も重要な構成要素は電解質からなる層である。それぞれその上及びその下にある部分室側に向いた電解質の表面は電極として形成され、その電極電位は電解質表面に対向している導電板の接触片から取り出される。このような上及び下方向に導電板によって形成されている活性室を複数個直列接続することにより個々の電解質層に発生した電位差が加算されてかなりの電圧になる。図１は、金属導電性の底板１と蓋板２とにより挟まれほぼ従来技術に相当し以下の特徴を備えるこのようなサンドイッチ構造の基本的構成を示す。・それぞれ一対の上下に配置された金属導電性の板３、４がそれらの間に外側の接合範囲Ａによって囲まれる活性室Ｋを形成し、この活性室はイオン導電性の活性層構造（例えば上述の固体電解質からなる板１４と電解質板の各側のそれぞれ１つの電極層１２、１３）により互いに上下に配置されかつ互いに閉塞された部分室１１、１１’に分割されている。・この活性室Ｋは側方を絶縁性部片５により気密に閉塞され、この絶縁性部片５は外側の接合範囲Ａに配置され、導電板３、４を互いに間隔ｄに保持している。・この導電板３、４の表面６、７はそれぞれ活性室Ｋの範囲において溝が形成され、接触片８、９を形成し、この上にそれぞれ電極面１２、１３を備えた活性層構造が接している。非透過性の固体の場合には全導電率λ_totalは、その固体の導電率帯にありかつ温度が上がるにつれて低下する高い移動度を持つ電子に関係する「金属性」導電率λ_elと、その固体中におけるイオン（酸化物の固体電解質の場合Ｏ^2-）の制限された移動度に基づきかつ温度が上がるにつれて増大するイオン導電率λ_ion とに分けられる。即ち、 λ_total＝λ_el＋λ_ion この部分的導電率λ_el及びλ_ionは、それぞれ対応の電荷担体の濃度と電荷の大きさ及びその固体の結晶構造内の移動度に関係するいわゆる「輸率」ｔ_el及びｔ_ionによって表される。燃料電池セルにとっては、隔離された部分室に供給される酸素と水素とが相応して充電された部分室電極と電子を交換することによってイオン化されることが重要である。Ｈ⁺の生成の際に対応の部分室の電極にはそれぞれ電子が放出され、この電子は対応の導電板を介して導かれて他方の導電板にＯ^2-の生成のために放出されるか或いはセルに接続された負荷回路における電流として取り出される。その場合電解質層はイオンの移動により、イオンが衝突してＨ₂Ｏを形成することを可能にする。従って構造的な点では、個々の活性室の間に配置された導電板はこれらの活性室を反応ガス及びイオンの拡散に対して密封することが必要である。物理的な観点では、少なくとも底板１と蓋板２との間にあってそれぞれ２つの隣接する室を隔離する導電板３、４が、一方の室の部分室においてＨ⁺を発生させ、他方の室の部分室においてＯ^2-を発生させることを可能にするために、高い電子導通性を持たなければならない。従ってこれらの導電板はいわゆる「バイポーラ板（ＢＩＰ）」と呼ばれる。電解質層の材料としては丁度これと逆なことが言える。即ち電解質層は、電極におけるイオン化潜在能が保持され、しかしイオンの必要な移動が行われ得るように、低い電子導通性を持たなければならない。それ故電子とイオンの輸率の比、即ち燃料電池セルの運転温度（６００乃至１０００℃）において電子とイオンの移動度を表す比を考察すると、この比はＢＩＰの場合には電子にとって著しく良好に、電解質層の場合にはイオン（特に酸素イオン）にとって著しく良好に設定されねばならない。電解質１４としては、一般に全体構成の安定性と密封性を確保するために、その縦方向膨張率がＢＩＰ３、４の縦方向膨張に協調する酸化ジルコン（ＺｒＯ₂ ）が使用される。その場合活性層構造Ｋは互いに並置された複数個のユニットに分割することが行われている。その場合層構造Ｋもしくはそのユニットの縁部は、それぞれその内側の接合範囲Ｂに、部分室１２がそれぞれ互いに並置されかつそれぞれ部分室１１に対して気密に閉塞される複数個の空間からなるように保持されている。導電板自体はこの使用領域の要求に特に適合している導電性セラミック、高い非変形性のスチール或いは例えば酸化物が分散されている合金からなる。このような酸化物分散合金（ＯＤＳ合金）の特に好適な例は、５％の鉄と１％の酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）とを含むクロムベース合金である。この場合クロム・鉄合金は主として電解質の縦方向膨張に適合し、他方その中に分散された酸化物は一義的にこの合金の耐食性の改善に役立つ。図１においては一方のガスの供給管１５が示されている。このガスは紙面に対して垂直なガス通路１０に導かれ、（図示されてない）排出管を介して排出される。同様に他方のガスもガス接続管１７を介して接触片８の間の通路に、従って活性室の他方の部分室を通して導かれ、燃料電池セルの他方の側の図１では示されていない排出管を通して排出されることが矢印１６、１６’、１６’’で示されている。低温爆鳴ガス反応の際発生する水は電気エネルギーに変換されない残りの反応エンタルピーと共にこのガス流によって燃料電池セルから排出される。バイポーラ板３、４が部片５によって相互に充分に絶縁されていないと、燃料電池セルの効率に著しく影響することのある内部電流損失が生ずる。このような内部電流損失が１ｏ／ｏｏを越えないように、外側の接合範囲Ａの部片５における絶緑は充分となるように考慮しなければならない。さらに燃料電池セルは、反応ガス対の一方が漏出するような漏洩箇所が実際上あってはならない。燃料電池セルの接合範囲を耐高温性のガラスろうで封止することは普通に行われているが、約７００μｍの通常の層厚においてこのように幅広いろう間隙の封止にはかなりの困難がある。特にこのように幅広いろう間隙をろう材で満たし、しかも内部応力も或いはろう部の失効につながる微小な割れ目も生じないようにすることは技術的に極めて困難である。その場合ろう間隙の密封には多くの場合容積の減少を伴う焼結工程が必要であることが困難に作用している。さらに幅広い間隙を埋めるガラスろうを、ろう材が流出しないように、また活性室にろうが入ると悪影響があるのでろうが活性室の範囲に入らないように焼結することは困難である。ガラスろうとは、一般にろう材の所望の結合を可能とするために（例えば有機性の）結合剤を混合した（多くの場合白色の）酸化物粉末である。ろう付け自体は加熱により行われ、その場合有機結合剤は消失し、残った酸化物は溶着もしくは焼結して、ガスを透過しないアモルファスの充填材を形成する。この焼結したアモルファスの充填材は電子導通性を有するが、これは温度の上昇と共に減少するけれども、特に例えば溶着もしくは焼結過程において酸化クロムがバイポーラ板からガラスろうに拡散する場合にはもはや無視することはできない。さらに焼結過程の間に拡散された酸化クロムの還元及びホウ化クロム或いは絶縁を低下させる他の成分の生成を起こさせることがある。さらに結合材の燃焼もしくは漏出の際に生じた蒸気は健康に有害であり、処理するのが難しい。それ故必要なガラスろうの量は制限されることに注意しなければならない。漏出する結合剤はさらに活性室の他の表面、特に活性層構造の敏感な電極表面を損傷することがある。それ故、間隙幅ｄを完全にはこのようなガラスろうで埋めずに、ろう間隙に電気的に絶縁性のセラミック（例えば「スピネル」ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）からなる適当なフレームをろう付けすることが提案されている。それ故この従来の技術による接合範囲はＢＩＰ／ガラスろう／スピネル／ガラスろう／ＢＩＰの層構造を特徴とする。しかしながらこのような酸化物のフレームはその高さが僅か１００μｍしか許されず、高い製造コスト並びに注意深い取扱いを必要とする。それ故これは実験室でしか使用されず、経済的な製造条件下では使用できない。さらに高い運転温度においては、電解質層の陰極側のガス通路を形成するＢＩＰの表面は特に敏感である。即ちその場合ＢＩＰの合金において酸素腐食、特に酸化クロムを形成させることがある。この酸化クロムは一方では固体拡散によって固体電解質燃料電池の他のコンポーネントに達してこれを損傷する。同様に陽極側ではガス通路においてＢＩＰ表面における水素腐食もしくは炭素腐食を起こし、長期の耐用時間後に対応の接触片のぜい性破壊もしくは損壊に至ることがある。この発明は、燃料電池セルの接合範囲を技術的な基準で経済的に行い得る簡単な方法で気密に且つ電気的に絶縁して密封することを可能とする。特にその場合燃料電池セルの必要な機械的安定性が簡単に得られる。この発明はしかしまた、燃料電池セルの浸食性の運転ガスに曝される表面をこのガスの作用から保護することを可能とする。この発明は、バイポーラ板の表面は少なくとも拡散現象が特に有害である範囲においては電気的に絶縁性の被膜によって保護しなければならないということから出発している。即ちこの保護膜に対しては、反応ガス及び他の中立性の異物に対する僅かな透過性の他に電子の小さい移動性が要求され、一方イオンの特に小さい移動性はその移送が電界を前提とするであろうから必要としない。同じ特性（電子に対する小さい輸率、イオン特に酸素イオンに対する高い輸率）は既に活性層構造の電解質の選択において要求されているので、電解質に対して好適であるような結晶酸化物が被膜に対しても使用される。このことは特に燃料電池セルの接合範囲において行われる。全く同様にこのような保護膜はまたガス通路の表面における拡散阻止層として、浸食性の運転ガスがＢＩＰの材料内に拡散するのを阻止している。電気絶縁性の結晶セラミックからなり強固に接着しかつ非透過性のこのような被膜は、主として、特に安定化成分例えばＣａＯ、Ｙ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣｅＯ₂等によって安定化された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）からなる。またＡｌ₂Ｏ₃或いは前述のスピネル或いはこれらの成分を組み合わせたものも被膜材料として使用できる。さらに被膜自体は層状に、例えば薄い付着層とこれより厚い被覆層とを持つ層に構成される。即ち付着性の良い材料は薄い層として経済的に形成し、安価に付着できる材料はＢＩＰの表面により小さい接着性を持つようにすることが可能である。好適な付着材は例えばＮｉＣｒＡｌＹである。両方のバイポーラ板の一方の板の表面だけが被膜され、これに対向する他方の板の表面は絶縁性の小さい材料を備え、この材料を接合範囲における残った間隙の気密充填だけに利用することでも充分である。被膜材料は、例えば分散或いはコロイドとしてゲル状に被着され、次いで空気中で乾燥され、表面に焼き付けされる。スクリーン印刷或いは湿式粉末スプレー（ＷＰＳ）も可能である。その場合被着された材料は空気中で焼き付けられて焼結される。同様に特に非常に薄い層の場合には、高真空下の化学蒸着（ＣＶＤ）により被膜を形成することができる。また大気プラズマ溶射（ＡＰＳ）或いは高い圧力（例えば６バール）及びそれに応じて大きいビーム速度でのフレーム溶射も上述の保護被膜を形成することを可能とする。ガス通路の範囲では被膜の厚さは約３０乃至５０μｍであることが好ましいが、外側の接合範囲においては被膜の厚さは約３０乃至２００μｍであるのが好ましい。ガラスろうはアモルファス酸化物の粒子を含んでおり、、ろう付けの際絶縁性能の不足したアモルファスの非透過性の物質に焼結するけれども、被膜は殆ど導電性を示さない密度の高い結晶セラミックを備えている。請求項１及びこの発明の観点によれば、燃料電池の絶縁性部片は燃料電池セルの接合範囲において両板の表面に強固に付着する非透過性の膜により形成され、この被膜は電子の導通に対して絶縁的に作用し隣接の表面の間に残る間隙は非透過性の充填材特に上述のガラスろうで満たされる。被膜は、その場合、その電子に対する輸率がイオン（特に酸素イオン）に対するよりもずっと小さい（例えば０．０１以下）の結晶セラミックからなるのがよい。充填材としてはアモルファス酸化物（例えばガラス）が特に好適である。従って部片は、例えばＢＩＰ／結晶セラミック／アモルファス酸化物／結晶セラミック／ＢＩＰの層構造からなる。その場合、両バイポーラ板の１つの板の表面だけに被膜を備える、即ちＢＩＰ／結晶セラミック／アモルファス酸化物／ＢＩＰの層構造とするだけでも充分である。充填材は、例えば始めに結合剤を含む粉末特に酸化物粉末（例えばガラスろう）であり、焼結により固まって実質的に結合剤から分離される。このように焼結され或いは溶着された箔が有利に使用される。このような箔はガラスろう緑箔として市販されており、この発明による燃料電池セルのコスト的に有利な構造に対して特に好適である。他の観点によれば始めに挙げた燃料電池セルは、請求項９による特徴により、少なくともガス通路内ではバイポーラ板の表面に、非透過性で反応ガスに対して耐食性のある結晶セラミックからなりその電子に対する輸率が酸素に対するよりに小さく強固に付着する被膜が取付けられることを特徴とする。この発明による燃料電池セルの製造に関しては、請求項１９に記載するように、先ず溝がつけられたバイポーラ板として必要な板が用意され、その表面の被膜を施すべき部分に被膜が施される。同様に各活性室に対して必要な活性被膜構造が用意される。さらに、結合剤によって結合されその厚さが出来上がった燃料電池セルについて少なくとも部分的に被膜された板表面の間の間隔よりも大きいアモルファス酸化物の粉末からなる箔から出発する。このような箔は長尺に製造され、次いで燃料電池セルの接合範囲に応じて個々の箔（「箔部片」）に切断される。即ちその断面は燃料電池セルの断面にほぼ一致し、活性層構造が嵌まる切開された窓を含む。次に後被膜された板、活性層構造及び箔部片からサンドイッチ構造が形成され、箔部片がそれぞれ２つの板の間にかつ箔部片の自由空聞に位置する。次いでサンドイッチ構造がその高さが燃料電池セルの所定の高さに達するまで焼結される。この発明のこれらの特徴及びその他の特徴を好ましい実施例及び別の３つの図面を参照して説明する。図面において、図１は従来技術に相当する前述の燃料電池セルを、図２はバイポーラ板の表面及びその被膜を、図３は好ましい実施例による燃料電池セルの縁部における活性室の部分断面図を、図４は図３に示された部分を焼結終了前のサンドイッチ構造を示す。冒頭に既に説明した外側の接合範囲Ａは燃料要素の側面側の縁部であり、ここにバイポーラ板が相互間隔ｄで保持されている。図２はこのようなバイポーラ板３０の平面を示し、このバイポーラ板は燃料電池セルの横断面にわたって延在し、この場合複数個の部品からろうで接合されている。外側の接合範囲においてバイポーラ板３０は幅を厚くした縁部３２を有し、ここに金属箔或いは金属板が嵌め込まれている。なお図２は互いに並置された４つの板３２’を示している。幅を厚くした縁部の少なくとも１つの表面は、この発明によれば、（既に始めに言及した）約１５０μｍの厚さを持ち電子の導通に対して実質上絶縁性の結晶セラミックで被膜されている。セラミックは非透過性の充填材を担持している。板３２’の窓には縦溝３１が設けられ、これは板３２’の下側で供給通路３３及び排出通路３４に結合され、バイポーラ板３０の一方の側のガス通路を形成している。一方（図２には示されていないが）板３０の他方の側には、これに対応して横溝がガス通路を形成し、この通路は供給通路３６及び排出通路３７に接続されている。図においてはこれらの通路３６、３７及び横溝に対するガス接続管部３８が示され、他方燃料電池の上及び下に対応して配置された通路３３、３４の接続管部は示されていない。縦溝或いはガス通路３１の間に配置されている部片３９の上面は被膜されていない。それらはむしろ接触片として活性層構造の１つの電極のための電気的接触部を形成している。しかしながら縦溝或いはガス通路３１の表面には同様に結晶セラミックの被膜が施され、その厚さは約３０μｍである。バイポーラ板３０の材料は主として５％の鉄成分を含むクロムベース合金である。図３においては出来上がった燃料電池セルの縁部の横断面が示されている。ここではバイポーラ板３０並びにこれに対応してその下に配置されたバイポーラ板３０’が示されている。ガス通路３３を介して縦溝或いはガス通路３１に酸素を含む反応ガスが供給され、一方これに対応する横溝３１’を通して水素／炭素を含む反応ガスが流れる。両方のバイポーラ板３０、３０’の表面は結晶セラミックからなる被膜４１、４１’を備えており、ガス通路の間にある部片４２だけはその外側は被膜されていない。この外側には、固体イオンを導通するセラミック酸化物、例えば酸化ジルコニウム（Ｙ₂Ｏ₃によって安定化されたＺｒＯ₂）をその主要部（層４４）として形成している活性構造４３が接している。従来公知の技術において普通のように、この電解質層４４の両側には電極層（陰極４５、陽極４６）が配置され、表面の高さの差並びに非平面性を補償するためにこの電極になおそれぞれ１つの補償層４７、４８が設けられている。補償層４８は例えば網状の金属セラミック（いわゆる「サーメット」）で、この場合ニッケルをベースとして構成されている。この補償層の重要な特性は、電子に対して非常に良い導通性を持ち、一方イオンに対する導通性は副次的な役割を持っていることである。電解質及び被膜４１、４１’の材料とは異なり輸率は電子に対しては大きく、イオンに対してはできるだけ小さい。ＢＩＰの被膜を除いてその内容がこの発明の基礎となった冒頭に述べたドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３７６０２号明細書では、補償層はＢＩＰの表面にも、即ちガス通路の表面にも被膜することが提案されている。バイポーラ板３０、３０’は、燃料電池セルの縁部を巡って配置されている部片５０により距離ｄ（約７００μｍ）に保持されている。この部片は燃料電池セルの側面を気密に封止し、ＢＩＰ３０と３０’とを隔離している。この目的のためＢＩＰ３０の表面は、この発明によれば、強固に付着する緻密な隔離層を提供する安定化されたＺｒＯ₂からなる保護膜５１で被膜されている（この被膜の厚さｄ’は約１００μｍ）。これに対応して保護膜５２（厚さｄ''は約１５０μｍ）がＢＩＰ３０’の表面にも設けられている。２つの保護膜５１と５２との間に残る空間はこの部片５０の範囲（外側の接合範囲）では、この発明によれば、溶着したもしくは焼結したガラスろうで満たされ、これはガラスろうの粒子の性質に応じてアモルファス酸化物からなる網細工構造を形成している。部片５０のこの層構造は被膜材対の導電率帯の電子により運ばれる電流を阻止する。同時にろう付け工程の間保護膜は、ガラスろう層の導電率を高めるイオン或いは他の物質が板３０、３０’から部片内に拡散するのを阻止している。従ってガラスろう層５３は運転温度においても低い導通率を持っている。図３が示すように、活性層構造４３の縁部はその外側接合範囲Ａ及びその充填物（ガラスろう５３）を越えて内側の接合範囲Ｂの中に突入した層５４に溶着してバイポーラ板３０’の表面に保持されている。これによりバイポーラ板３０、３０’及び部片５０により形成された活性室がガス通路３１に接続された上側の室４９と、通路３１’に接続された下側の室４９’とに分割され、これらの部分室は相互に気密に閉塞され、電解質を介してのみ互いにイオン導電結合している。この燃料電池セルの最終製造の際に図４に示されたサンドイッチ構造が積層され、このサンドイッチ構造はその後単に充填材（図３における５３、５４）を固定する温度にさらされるだけである。このサンドイッチ構造は保護膜４１’及び５２を備えた下側のバイポーラ板３０’、並びに相互に上下に重ねられている箔５３、５４からなる。この箔は市販のいわゆる「ガラスろう緑箔」から切り出されたものである。このガラスろう緑箔には相応のガラスろう粉末が、ろう付け温度（８００乃至１０００℃）で消失する有機結合剤により結合されている。この箔の厚さは、バイポーラ板３０、３０’の被膜表面の間の距離ｄ₀が出来上がった燃料電池セルに対する所定の寸法より大きくなるように選ばれている。これにより、後のろう付け工程の際ろう材の容積の目減りが起こり、ろう層の高さもかなりの幅にわたって減少することが可能になる。両ガラスろう緑箔５３及び５４は窓状の開口部を持っており、この部分に活性層構造の個々の層、特に補償層４７、４８並びに両電極層４５及び４６を備えた電解質層４４が嵌め込まれる。次いで上側のバイポーラ板３０が載せられる。このようにして多くの被膜されたバイポーラ板とガラスろう緑箔が順次に、出来上がった燃料電池セルが相互に重なった所望の数の活性室を含むのに必要なまで積層される。このようにして生じたサンドイッチ構造はそれから適当な熱処理でろう付けされる。この発明により必要なガラスろう、それ故その中に含まれ通常有毒成分を含む結合剤を全体として減少させることができる。ろうで満たされる間隙の幅は両保護膜の幅だけ減少し、これにより接合部の気密性も強度も改善され、余分のろうが燃料電池セルの範囲に流入し、その機能を損なう危険が著しく少なく或いは完全に除去される。保護膜の材料（例えば安定化したＺｒＯ₂）は高い密度の結晶構造との良好な接着性を持っており、実質上障害となる異物（特に酸化クロム）の溶入及び拡散が生ずることがないので、ガラスろうもバイポーラ板の材料から異物を受け取ることがない。この発明による燃料電池セルの実験によれば、接合範囲の気密性及び絶縁性は、バイポーラ板の間の接合範囲に多大な労力で注意深くろう付けして設けるセラミックのフレームを備えた従来公知の燃料電池セルにおけるのと少なくとも同程度に高いことが示されている。その場合個々のコンポーネントの製造及び加工の費用は引き合う程度に削減されるので、燃料電池セルの技術上の製造が簡略化される。

Claims

【特許請求の範囲】１．酸化物の固体電解質を備えた少なくとも１つの活性室を有し、以下の特徴、即ちａ）この活性室が互いに重なり合って配置された一対の導電板（３０、３０’）によって形成され、イオン導通性の活性層構造（４４乃至４８）によって互いに重なり合って配置され相互に閉塞された部分室（４９、４９’）に分割され、かつ外側の接合範囲（Ａ）によって取り囲まれ、ｂ）この活性室はその側方で絶縁性の部片（５０）によって気密に閉塞され、この絶縁性の部片（５０）は外側の接合範囲（Ａ）に配置されて前記板（３０、３０’）を互いに距離（ｄ）を持って保持し、ｃ）前記板（３０、３０’）の表面は活性室（４９、４９’）の範囲に溝が作られ、かつ接触部片（４２）を形成し、この部分にイオン導電性の活性層構造（４４乃至４８）のそれぞれ１つの電極面（４５、４７；４６、４８）が接し、かつ両部分室の各々を通して反応性のガスが導かれるガス通路（３１、３１’）を有するを備えた燃料電池セルにおいて、絶縁性の部片（５０）を形成するために前記両板（３０、３０’）の一方の板の少なくとも表面が接合範囲において強固に付着する非透過性の電子の導通に対して絶縁性の被膜（５１、５２）を備え、これらの表面の間の残りの間隙が非透過性の充填材（５３）で満たされる（図３）ことを特徴とする燃料電池セル。２．充填材（５３）がアモルファス酸化物、特にガラスからなることを特徴とする請求項１記載の燃料電池セル。３．充填材（５３）がもともと結合剤を含み焼結によって固められかつ殆ど完全に結合剤から解放される粉末、特に酸化物粉末であることを特徴とする請求項２記載の燃料電池セル。４．充填材（５３）が焼結或いは溶着された箔、特にガラスろう緑箔であることを特徴とする請求項３記載の燃料電池セル。５．絶縁部片（５０）の高さが約５００乃至１０００μｍ、好ましくは７００μ ｍであることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の燃料電池セル。６．被膜（５１、５２）が、電子に対する輸率がイオン特に酸素イオンに対する輸率より実質的に小さい結晶セラミックからなることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の燃料電池セル。７．被膜（５１、５２）が反応性ガスに対して耐食性のセラミックからなることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の燃料電池セル。８．板（３０、３０’）の表面の外側の接合範囲（Ａ）に設けられた被膜（５１、５２）が約３０乃至２００μｍの厚さを持っていることを特徴とする請求項６又は７の１つに記載の燃料電池セル。９．酸化物の固体電解質を備えた少なくとも１つの活性室を有し、以下の特徴、即ちａ）この活性室が互いに重なり合って配置された一対の導電板（３０、３０’）によって形成され、イオン導通性の活性層構造（４４乃至４８）によって互いに重なり合って配置され相互に閉塞された部分室（４９、４９’）に分割され、かつ外側の接合範囲（Ａ）によって取り囲まれ、ｂ）この活性室はその側方で絶縁性の部片（５０）によって気密に閉塞され、この絶縁性の部片（５０）は外側の接合範囲（Ａ）に配置されて前記板（３０、３０’）を互いに距離（ｄ）を持って保持し、ｃ）前記板（３０、３０’）の表面は活性室（４９、４９’）の範囲に溝が作られ、かつ接触部片（４２）を形成し、この部分にイオン導通性の活性層構造（４４乃至４８）のそれぞれ１つの電極面（４５、４７；４６、４８）が接し、かつ両部分室の各々を通して反応性のガスが導かれるガス通路（３１、３１ ’）を有するを備えた燃料電池セルにおいて、少なくともガス通路（３１、３１’）において前記板（３０、３０’）の表面に、非透過性で反応ガスに対して耐食性の結晶セラミックからなりその電子に対する輸率が酸素に対するよりはるかに小さい強固に付着する被膜（４１）が設けられている（図３）ことを特徴とする燃料電池セル。１０．被膜（４１）の厚さが３０乃至５０μｍであることを特徴とする請求項９記載の燃料電池セル。１１．活性室（４４乃至４８）がその側方の縁部において内側の接合範囲（Ｂ）に保持され、この部分で板（３０’）の表面が強固に同様に結晶セラミックで被膜され、このセラミック上に非透過性のもう１つの充填材（５２）が設けられていることを特徴とする請求項６乃至１０の１つに記載の燃料電池セル。１２．結晶セラミックが主として酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム或いはスピネルからなることを特徴とする請求項６乃至１１の１つに記載の燃料電池セル。１３．結晶セラミックが安定化成分によって安定されていることを特徴とする請求項１２記載の燃料電池セル。１４．結晶セラミックが空気中で板（３）の表面に焼き付けられていることを特徴とする請求項１２又は１３記載の燃料電池セル。１５．板（３０、３０’）が耐高熱性のスチールからなることを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の燃料電池セル。１６．板（３０、３０’）が酸化物の分散を含むクロムベース合金からなることを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の燃料電池セル。１７．板が導電性のセラミックからなることを特徴とする請求項１乃至１４の１つに記載の燃料電池セル。１８．請求項１乃至１７の１つに記載の燃料電池セルの板（３０、３０’）の１つの表面に強固に付着する非透過性のかつ耐食性の被膜（４１、４１’）を被着する方法において、以下の被膜方法、即ち、大気プラズマスプレー、フレームスプレー（特に高圧フレームスプレー）、被膜材料のコロイド溶液を含むゲルでの被膜及びそれに続く空気中での焼き付け、被膜材料粉末の湿式スプレー及びそれに続く空気中での焼き付け、及び化学蒸着の被膜方法の少なくとも１つが行われることを特徴とする被膜方法。１９．請求項１乃至１７の１つに記載の燃料電池セルの製造方法であって、以下の特徴、即ちａ）互いに上下に重っている多数の活性室のために必要な溝をつけた板（３０、３０’）を用意し、その板の表面に被膜し、ｂ）各１つの活性層構造（４４乃至４８）を各活性室のために用意し、ｃ）・アモルファスの酸化物粉末と結合剤とからなり、・その厚さが出来上がった燃料電池セルの少なくとも部分的に被膜された板表面の間の間隔（ｄ）より大きく、・その横断面積が燃料電池セルの断面にほぼ一致し、・活性層構造が適合する開口部を含む箔を用意し、ｄ）それぞれ２つの板の間に少なくとも１つの箔を含むサンドイッチ構造を作り、その際各活性室に対してそれぞれ活性層構造の１つを前記箔の開口に嵌め込み、ｅ）前記サンドイッチ構造をその高さ（ｄ）が燃料電池セルの所定の高さに達するまで焼結する工程を含む燃料電池セルの製造方法。