(57)【要約】  高い発電効率を実現し得る固体酸化物形燃料電池を提供する。  第１のセパレータ１０は、酸化剤ガス極３２ａの上に配されている。第１のセパレータ１０には、酸化剤ガス極３２ａに酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路１２ａが形成されている。第２のセパレータ５０は、燃料極３３ａの上に配されている。第２のセパレータ５０には、燃料極３３ａに燃料ガスを供給するための燃料ガス流路５２ａが形成されている。第１のセパレータ１０は、酸化剤ガス流路１２ａの幅が、酸化剤ガス極３２ａから離れるに従って段階的にまたは連続的に狭くなるように構成されている。第２のセパレータ５０は、燃料ガス流路５２ａの幅が、燃料極３３ａから離れるに従って段階的にまたは連続的に狭くなるように構成されている。
2012133044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体酸化物電解質層と、前記固体酸化物電解質層の一主面の上に配された燃料極と、前記固体酸化物電解質層の他主面の上に配された空気極とを有する発電要素と、
前記空気極の上に配されており、前記空気極に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路が形成されている第１のセパレータと、
前記燃料極の上に配されており、前記燃料極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路が形成されている第２のセパレータと、
を備え、
前記第１のセパレータは、前記酸化剤ガス流路の幅が、前記空気極から離れるに従って段階的にまたは連続的に狭くなるように構成されており、
前記第２のセパレータは、前記燃料ガス流路の幅が、前記燃料極から離れるに従って段階的にまたは連続的に狭くなるように構成されている、燃料電池。
【請求項２】
前記第１のセパレータは、前記酸化剤ガス流路を幅方向において複数に区画する線状凸部を有し、
前記第２のセパレータは、前記燃料ガス流路を幅方向において複数に区画する線状凸部を有する、請求項１に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。特に、本発明は、固体酸化物形燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、新たなエネルギー源として、燃料電池に対する注目が大きくなってきている。燃料電池には、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）、溶融炭酸塩形燃料電池、リン酸形燃料電池、固体高分子形燃料電池等がある。これらの燃料電池の中でも、固体酸化物形燃料電池では、液体の構成要素を用いる必要が必ずしもなく、炭化水素燃料を用いるときに内部での改質も可能である。このため、固体酸化物形燃料電池に対する研究開発が盛んに行われている。【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、図８に示す固体酸化物形燃料電池１００が開示されている。固体酸化物形燃料電池１００は、２つの発電要素１０１ａ、１０１ｂを備えている。発電要素１０１ａ、１０１ｂは、セパレータ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにより挟持されている。セパレータ１０２ａの発電要素１０１ａ側の表面と、セパレータ１０２ｂの発電要素１０１ｂ側の表面には、複数の酸化剤ガス流路１０３ａ、１０３ｂが形成されている。一方、セパレータ１０２ｂの発電要素１０１ａ側の表面と、セパレータ１０２ｃの発電要素１０１ｂ側の表面には、複数の燃料ガス流路１０４ａ、１０４ｂが形成されている。複数の酸化剤ガス流路１０３ａ、１０３ｂと、複数の燃料ガス流路１０４ａ、１０４ｂとは、互いに直交する方向に延びている。複数の酸化剤ガス流路１０３ａ、１０３ｂと、複数の燃料ガス流路１０４ａ、１０４ｂのそれぞれの横断面は、略矩形状である。【０００４】
固体酸化物形燃料電池１００では、複数の酸化剤ガス流路１０３ａ、１０３ｂを経由して発電要素１０１ａ、１０１ｂに酸化剤ガスが供給される。複数の燃料ガス流路１０４ａ、１０４ｂを経由して発電要素１０１ａ、１０１ｂに燃料ガスが供給される。これにより、発電が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３９５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
固体酸化物形燃料電池１００では、酸化剤ガスや燃料ガスの供給圧を高くすると、セパレータ１０２ａ〜１０２ｃが損傷しやすい。このため、酸化剤ガスや燃料ガスの供給圧を高くして発電効率を向上することが困難であるという問題がある。【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みて成されたものであり、その目的は、高い発電効率を実現し得る固体酸化物形燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る燃料電池は、発電要素と、第１のセパレータと、第２のセパレータとを備えている。発電要素は、固体酸化物電解質層と、燃料極と、空気極とを有する。燃料極は、固体酸化物電解質層の一主面の上に配されている。空気極は、固体酸化物電解質層の他主面の上に配されている。第１のセパレータは、空気極の上に配されている。第１のセパレータには、空気極に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路が形成されている。第２のセパレータは、燃料極の上に配されている。第２のセパレータには、燃料極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路が形成されている。第１のセパレータは、酸化剤ガス流路の幅が、空気極から離れるに従って段階的にまたは連続的に狭くなるように構成されている。第２のセパレータは、燃料ガス流路の幅が、燃料極から離れるに従って段階的にまたは連続的に狭くなるように構成されている。【０００９】
本発明に係る燃料電池のある特定の局面では、第１のセパレータは、酸化剤ガス流路を幅方向において複数に区画する線状凸部を有する。第２のセパレータは、燃料ガス流路を幅方向において複数に区画する線状凸部を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い発電効率を実現し得る固体酸化物形燃料電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池の略図的分解斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池のｙ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池のｘ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池の一部分のｙ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池の一部分のｘ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。
【図６】図６は、第３の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池の一部分のｙ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。
【図７】図７は、第３の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池の一部分のｘ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。
【図８】図８は、特許文献１に記載の固体酸化物形燃料電池の略図的分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１３】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１４】
《第１の実施形態》
図１は、第１の実施形態に係る燃料電池の略図的分解斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る燃料電池のｙ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。図３は、第１の実施形態に係る燃料電池のｘ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。
【００１５】
図１〜図３に示すように、第１の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池１は、第１のセパレータ１０と、第１の多孔質体２０と、発電要素３０と、第２の多孔質体４０と、第２のセパレータ５０とを有する。固体酸化物形燃料電池１では、第１のセパレータ１０と、第１の多孔質体２０と、発電要素３０と、第２の多孔質体４０と、第２のセパレータ５０とがこの順番で積層されている。
【００１６】
なお、本実施形態の固体酸化物形燃料電池１は、第１及び第２の多孔質体２０，４０並びに発電要素３０の積層体をひとつのみ有している。但し、本発明は、この構成に限定されない。本発明の燃料電池は、例えば、第１及び第２の多孔質体及び発電要素の積層体を複数有していてもよい。その場合、隣り合う積層体は、セパレータにより隔離される。
【００１７】
（発電要素３０）
発電要素３０は、酸化剤ガス流路（酸化剤ガス用マニホールド）６１から供給される酸化剤ガスと、燃料ガス流路（燃料ガス用マニホールド）６２から供給される燃料ガスとが反応し、発電が行われる部分である。ここで、酸化剤ガスは、例えば、空気や酸素ガス等の有酸素ガスにより構成することができる。また、燃料ガスは、水素ガスや、一酸化炭素ガスなどの炭化水素ガス等を含むガスとすることができる。
【００１８】
（固体酸化物電解質層３１）
発電要素３０は、固体酸化物電解質層３１を備えている。固体酸化物電解質層３１は、イオン導電性が高いものであることが好ましい。固体酸化物電解質層３１は、例えば、安定化ジルコニアや、部分安定化ジルコニアなどにより形成することができる。安定化ジルコニアの具体例としては、１０ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア（１０ＹＳＺ）、１１ｍｏｌ％スカンジア安定化ジルコニア（１１ＳｃＳＺ）等が挙げられる。部分安定化ジルコニアの具体例としては、３ｍｏｌ％イットリア部分安定化ジルコニア（３ＹＳＺ）、等が挙げられる。また、固体酸化物電解質層３１は、例えば、ＳｍやＧｄ等がドープされたセリア系酸化物や、ＬａＧａＯ３を母体とし、ＬａとＧａとの一部をそれぞれＳｒ及びＭｇで置換したＬａ０．８Ｓｒ０．２Ｇａ０．８Ｍｇ０．２Ｏ（３−δ）などのペロブスカイト型酸化物などにより形成することもできる。
【００１９】
固体酸化物電解質層３１は、空気極層３２と燃料極層３３とにより挟持されている。すなわち、固体酸化物電解質層３１の一主面の上に空気極層３２が形成されており、他主面の上に燃料極層３３が形成されている。
【００２０】
（空気極層３２）
空気極層３２は、空気極３２ａを有する。空気極３２ａは、カソードである。空気極３２ａにおいては、酸素が電子を取り込んで、酸素イオンが形成される。空気極３２ａは、多孔質で、伝導率が高く、かつ、高温において固体酸化物電解質層３１等と固体間反応を起こしにくいものであることが好ましい。空気極３２ａは、例えば、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）、Ｓｎをドープした酸化インジウム、ＰｒＣｏＯ３系酸化物、ＬａＣｏＯ３系酸化物、ＬａＭｎＯ３系酸化物などにより形成することができる。ＬａＭｎＯ３系酸化物の具体例としては、例えば、Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３（通称：ＬＳＭ）、Ｌａ０．８Ｓｒ０．２Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ３（通称：ＬＳＣＦ）や、Ｌａ０．６Ｃａ０．４ＭｎＯ３（通称：ＬＣＭ）等が挙げられる。空気極３２ａは、上記材料の２種以上を混合した混合材料により構成されていてもよい。
【００２１】
（燃料極層３３）
燃料極層３３は、燃料極３３ａを有する。燃料極３３ａは、アノードである。燃料極３３ａにおいては、酸素イオンと燃料ガスとが反応して電子を放出する。燃料極３３ａは、多孔質で、電子伝導性が高く、かつ、高温において固体酸化物電解質層３１等と固体間反応を起こしにくいものであることが好ましい。燃料極３３ａは、例えば、ＮｉＯ、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）・ニッケル金属の多孔質サーメットや、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）・ニッケル金属の多孔質サーメット等により構成することができる。燃料極層３３は、上記材料の２種以上を混合した混合材料により構成されていてもよい。
【００２２】
（第１のセパレータ１０）
発電要素３０の空気極層３２の上には、第１のセパレータ本体１１と、第１の流路形成部材１２とにより構成されている第１のセパレータ１０が配置されている。第１のセパレータ１０には、空気極３２ａに酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路１２ａが形成されている。この酸化剤ガス流路１２ａは、酸化剤ガス用マニホールド６１からｘ方向のｘ１側からｘ２側に向かって延びている。酸化剤ガス流路１２ａは、ｘ方向に沿って延びる複数の線状凸部１２ｃによって、酸化剤ガス流路１２ａの幅方向であるｙ方向において複数に区画されている。
【００２３】
第１のセパレータ本体１１及び第１の流路形成部材１２の材料は、特に限定されない。第１のセパレータ本体１１及び第１の流路形成部材１２のそれぞれは、例えば、イットリア安定化ジルコニアなどの安定化ジルコニアや、部分安定化ジルコニア等により形成することができる。また、第１のセパレータ本体１１及び第１の流路形成部１２のそれぞれは、例えば、希土類金属が添加されたランタンクロマイトやチタン酸ストロンチウムなどの導電性セラミックスやアルミナやケイ酸ジルコニウムなどの絶縁性セラミックスなどによっても形成することができる。
【００２４】
複数の線状凸部１２ｃのそれぞれには、複数のビアホール電極１２ｃ１が埋設されている。複数のビアホール電極１２ｃ１は、複数の線状凸部１２ｃをｚ方向に貫通するように形成されている。また、第１のセパレータ本体１１には、複数のビアホール電極１２ｃ１の位置に対応して複数のビアホール電極１１ｃが形成されている。複数のビアホール電極１１ｃは、第１のセパレータ本体１１を貫通するように形成されている。これら複数のビアホール電極１１ｃ及び複数のビアホール電極１２ｃ１により、線状凸部１２ｃの第１のセパレータ本体１１とは反対側の表面から第１のセパレータ本体１１の線状凸部１２ｃとは反対側の表面にまで至る複数のビアホール電極が構成されている。
【００２５】
ビアホール電極１１ｃ及びビアホール電極１２ｃ１の材質は、特に限定されない。ビアホール電極１１ｃ及びビアホール電極１２ｃ１のそれぞれは、例えば、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金、アルカリ土類金属を添加したランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ３）、ランタンフェレート（ＬａＦｅＯ３）や、ランタンストロンチウムマンガナイト（ＬＳＭ：Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  Ｍａｎｇａｎｉｔｅ）等により形成することができる。
【００２６】
（第２のセパレータ５０）
発電要素３０の燃料極層３３の上には、第２のセパレータ本体５１と、第２の流路形成部材５２とにより構成されている第２のセパレータ５０が配置されている。第２のセパレータ５０には、燃料極３３ａに燃料ガスを供給するための燃料ガス流路５２ａが形成されている。この燃料ガス流路５２ａは、燃料ガス用マニホールド６２からｙ方向のｙ１側からｙ２側に向かって延びている。燃料ガス流路５２ａは、ｙ方向に沿って延びる複数の線状凸部５２ｃによって、燃料ガス流路５２ａの幅方向であるｘ方向において複数に区画されている。
【００２７】
第２のセパレータ本体５１及び第２の流路形成部材５２の材料は、特に限定されない。第２のセパレータ本体５１及び第２の流路形成部材５２のそれぞれは、例えば、安定化ジルコニアや、部分安定化ジルコニア等により形成することができる。また、第２のセパレータ本体５１及び第２の流路形成部５２のそれぞれは、例えば、希土類金属が添加されたランタンクロマイトやチタン酸ストロンチウムなどの導電性セラミックス、アルミナやケイ酸ジルコニウムなどの絶縁性セラミックスなどによっても形成することができる。
【００２８】
複数の線状凸部５２ｃのそれぞれには、複数のビアホール電極５２ｃ１が埋設されている。複数のビアホール電極５２ｃ１は、複数の線状凸部５２ｃをｚ方向に貫通するように形成されている。また、第２のセパレータ本体５１には、複数のビアホール電極５２ｃ１の位置に対応して複数のビアホール電極５１ｃが形成されている。複数のビアホール電極５１ｃは、第２のセパレータ本体５１を貫通するように形成されている。これら複数のビアホール電極５１ｃ及び複数のビアホール電極５２ｃ１により、線状凸部５２ｃの第２のセパレータ本体５１とは反対側の表面から第２のセパレータ本体５１の線状凸部５２ｃとは反対側の表面にまで至る複数のビアホール電極が構成されている。
【００２９】
ビアホール電極５１ｃ及びビアホール電極５２ｃ１の材質は、特に限定されない。ビアホール電極５１ｃ及びビアホール電極５２ｃ１のそれぞれは、例えば、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｇ−Ｐｔ合金、ニッケル金属、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）・ニッケル金属や、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）・ニッケル金属等により形成することができる。
【００３０】
（第１の多孔質体２０及び第２の多孔質体４０）
線状凸部１２ｃと、空気極３２ａとの間には、第１の多孔質体２０が配されている。第１の多孔質体２０は、空気極３２ａにおいて酸化剤ガス流路１２ａと面している部分を覆うように形成されている。具体的には、本実施形態では、第１の多孔質体２０は、空気極３２ａの実質的に全体を覆うように形成されている。
【００３１】
酸化剤ガス流路１２ａから供給される酸化剤ガスは、第１の多孔質体２０内を拡散しながら空気極３２ａ側に向かう。従って、空気極３２ａに高い均一性で酸化剤ガスを供給することができる。
【００３２】
一方、線状凸部５２ｃと、燃料極３３ａとの間には、第２の多孔質体４０が配されている。第２の多孔質体４０は、燃料極３３ａにおいて燃料ガス流路５２ａと面している部分を覆うように形成されている。具体的には、本実施形態では、第２の多孔質体４０は、燃料極３３ａの実質的に全体を覆うように形成されている。
【００３３】
燃料ガス流路５２ａから供給される燃料ガスは、第２の多孔質体４０内を拡散しながら燃料極３３ａ側に向かう。従って、燃料極３３ａに高い均一性で燃料ガスを供給することができる。
【００３４】
第１及び第２の多孔質体２０，４０のそれぞれの材質は、特に限定されない。本実施形態では、第１及び第２の多孔質体２０，４０のそれぞれは、導電部材により構成されている。具体的には、本実施形態では、第１の多孔質体２０は、空気極３２ａと同じ材料からなる。第２の多孔質体４０は、燃料極３３ａと同じ材料からなる。このため、空気極３２ａは、第１の多孔質体２０を介してビアホール電極１２ｃ１，１１ｃに電気的に接続されている。燃料極３３ａは、第２の多孔質体４０を介してビアホール電極５２ｃ１，５１ｃに電気的に接続されている。
【００３５】
なお、第１及び第２の多孔質体２０，４０は、本発明において必須の構成要素ではない。従って、第１及び第２の多孔質体２０，４０を設けなくてもよい。
【００３６】
ところで、図８に示す固体酸化物形燃料電池１００では、複数の酸化剤ガス流路１０３ａ、１０３ｂと、複数の燃料ガス流路１０４ａ、１０４ｂとのそれぞれの横断面は、略矩形状である。このため、固体酸化物形燃料電池１００では、酸化剤ガスや燃料ガスの供給圧を高くすると、セパレータ１０２ａ〜１０２ｃの酸化剤ガス流路１０３ａ、１０３ｂや燃料ガス流路１０４ａ、１０４ｂの角部付近の部分に応力が集中する。このため、酸化剤ガスや燃料ガスの供給圧を高くすると、セパレータ１０２ａ〜１０２ｃに亀裂が生じたりする虞がある。
【００３７】
また、固体酸化物形燃料電池１００を、一体焼成により作製した場合、発電要素１０１ａ、１０１ｂとセパレータ１０２ａ〜１０２ｃとの焼成時における収縮挙動の相違に起因する応力がセパレータ１０２ａ〜１０２ｃの酸化剤ガス流路１０３ａ、１０３ｂや燃料ガス流路１０４ａ、１０４ｂの角部付近の部分に集中する。従って、一体焼成時にセパレータ１０２ａ〜１０２ｃに亀裂が生じたりする虞がある。
【００３８】
それに対して本実施形態では、図２に示すように、第１のセパレータ１０は、酸化剤ガス流路１２ａのｙ方向に沿った幅が空気極３２ａから離れるに従って（ｚ１側に向かって）段階的に狭くなるように構成されている。また、図３に示すように、第２のセパレータ５０は、燃料ガス流路５２ａのｘ方向に沿った幅が燃料極３３ａから離れるに従って（ｚ２側に向かって）段階的に狭くなるように構成されている。すなわち、流路１２ａ、５２ａの側壁に段差構造が形成されている。
【００３９】
このため、酸化剤ガスや燃料ガスの供給圧を高くした場合であっても、酸化剤ガスや燃料ガスの供給圧に起因する応力は、セパレータ１０，５０に分散して加わる。よって、固体酸化物形燃料電池１では、セパレータ１０，５０に亀裂が生じ難く、酸化剤ガスや燃料ガスの供給圧を高くし得る。さらに発電時においても、セパレータ１０，５０に亀裂が生じ難く、安定して発電できる。従って、高い発電効率を実現し得る。
【００４０】
また、一体焼成時におけるセパレータ１０，５０と発電要素３０との収縮挙動の相違に起因する応力も、セパレータ１０，５０に分散して加わる。従って、セパレータ１０，５０に亀裂が生じ難く、高い良品率で安定して固体酸化物形燃料電池１を製造することができる。
【００４１】
なお、本実施形態のような形状の酸化剤ガス流路１２ａ及び燃料ガス流路５２ａを形成する方法としては、例えば、開口部の大きさが大きな開口部を形成したグリーンシートの上に、開口部の大きさが小さな開口部を形成したグリーンシートを積層することにより、第１の流路形成部材１２の線状凸部１２ｃ以外の部分を構成するための積層体を構成し、その積層体を焼成する方法などが挙げられる。
【００４２】
以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００４３】
《第２の実施形態》
図４は、第２の実施形態に係る燃料電池の一部分のｙ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。図５は、第２の実施形態に係る燃料電池の一部分のｘ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。なお、図４及び図５において、発電要素３０と、第２の多孔質体４０と、第２のセパレータ５０とは、第１の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池１のものと実質的に同様であるため、図示を省略している。
【００４４】
第１の実施形態では、酸化剤ガス流路１２ａ及び燃料ガス流路５２ａのそれぞれの幅が一段階に狭くなるようにセパレータ１０，５０を構成する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。
【００４５】
例えば、図４に示すように、第１のセパレータ１０は、酸化剤ガス流路１２ａの幅が多段階に狭くなるように構成されている。また、図５に示すように、第２のセパレータ５０は、燃料ガス流路５２ａの幅が多段階に狭くなるように構成されている。このようにすることにより、セパレータ１０，５０の特定の箇所に応力が集中して加わることをより効果的に抑制することができる。従って、セパレータ１０，５０に亀裂が生じ難く、より高い発電効率を実現し得ると共に、より高い良品率を実現し得る。
【００４６】
但し、流路１２ａ、５２ａの幅が異なる部分が多すぎると、固体酸化物形燃料電池１の製造が困難となる。このため、セパレータ１０，５０は、流路１２ａ、５２ａが１段〜１０段の範囲で多段階に狭くなるように構成されていることが好ましい。
【００４７】
《第３の実施形態》
図６は、第３の実施形態に係る燃料電池の一部分のｙ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。図７は、第３の実施形態に係る燃料電池の一部分のｘ方向及びｚ方向に沿った略図的断面図である。なお、図６及び図７において、発電要素３０と、第２の多孔質体４０と、第２のセパレータ５０とは、第１の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池１のものと実質的に同様であるため、図示を省略している。
【００４８】
図６及び図７に示すように、本実施形態では、流路１２ａ、５２ａの幅が連続的に狭くなるようにセパレータ１０，５０が構成されている。このようにすることにより、セパレータ１０，５０の特定の箇所に応力が集中して加わることをさらに効果的に抑制することができる。従って、セパレータ１０，５０に亀裂が生じ難く、さらに高い発電効率を実現し得ると共に、さらに高い良品率を実現し得る。
【符号の説明】
【００４９】
１…固体酸化物形燃料電池
１０…第１のセパレータ
１１…第１のセパレータ本体
１１ｃ…ビアホール電極
１２…第１の流路形成部材
１２ａ…酸化剤ガス流路
１２ｃ…線状凸部
１２ｃ１…ビアホール電極
２０…第１の多孔質体
３０…発電要素
３１…固体酸化物電解質層
３２…空気極層
３２ａ…空気極
３３…燃料極層
３３ａ…燃料極
４０…第２の多孔質体
５０…第２のセパレータ
５１…第２のセパレータ本体
５１ｃ…ビアホール電極
５２…第２の流路形成部材
５２ａ…燃料ガス流路
５２ｃ…線状凸部
５２ｃ１…ビアホール電極
６１…酸化剤ガス用マニホールド
６２…燃料ガス用マニホールド
【図１】
2012133044.tif 000003
【図２】
2012133044.tif 000004
【図３】
2012133044.tif 000005
【図４】
2012133044.tif 000006
【図５】
2012133044.tif 000007
【図６】
2012133044.tif 000008
【図７】
2012133044.tif 000009
【図８】
2012133044.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月9日(2013.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体酸化物電解質層と、前記固体酸化物電解質層の一主面の上に配された燃料極と、前記固体酸化物電解質層の他主面の上に配された空気極とを有する発電要素と、
前記空気極の上に配されており、前記空気極に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路が形成されている第１のセパレータと、
前記燃料極の上に配されており、前記燃料極に燃料ガスを供給するための燃料ガス流路が形成されている第２のセパレータと、
を備え、
前記第１のセパレータは、前記酸化剤ガス流路の幅が、前記空気極から離れるに従って段階的にまたは連続的に狭くなるように構成されており、かつ前記第１のセパレータは、前記酸化剤ガス流路を幅方向において複数に区画する線状凸部を有し、
前記第２のセパレータは、前記燃料ガス流路の幅が、前記燃料極から離れるに従って段階的にまたは連続的に狭くなるように構成されており、かつ前記第２のセパレータは、前記燃料ガス流路を幅方向において複数に区画する線状凸部を有する、燃料電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2012133044.tif 000011
【国際調査報告】
2012133044.tif 000012
2012133044.tif 000013
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