(57)【要約】【課題】燃料利用率の向上を図ることができる電気化学セル評価用ホルダを提供する。【解決手段】電気化学セル評価用ホルダ１Ａは、燃料極側収容凹部を有する燃料極側筐体２と空気極側収容凹部を有する空気極側筐体３とが、セル部３２を中心として一対の集電体３３およびシール部材３４を介在しながら突き合わせた状態で固定され、外周部分に燃料ガスを排出する空間１９が形成されるように燃料極側収容凹部１６に収容して燃料ガスを拡散する燃料ガス拡散板１５Ａには、ガスが導入されるガス導入孔１５ａが中央部に形成され、ガスの導入側の手前に堰１５ｂが形成されるようにガスの導入側から排出側に向かって放射状の溝１５ｃが形成される。【選択図】図１
2020191207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを供給する燃料ガス導入管と、供給された燃料ガスを排出する燃料ガス排出管と、前記燃料ガス導入管と前記燃料ガス排出管に連通する燃料極側収容凹部とを有する燃料極側筐体と、
空気ガスを供給する空気ガス導入管と、供給された空気ガスを排出する空気ガス排出管と、前記空気ガス導入管と前記空気ガス排出管に連通する空気極側収容凹部とを有する空気極側筐体と、
燃料極と空気極との間に電解質を挟んで構成されるセル部と、
外周部分に前記燃料ガスを排出する空間が形成されるように前記燃料極側収容凹部に収容され、前記燃料ガスを拡散する燃料ガス拡散板と、
外周部分に前記空気ガスを排出する空間が形成されるように前記空気極側収容凹部に収容され、前記空気ガスを拡散する空気ガス拡散板と、
前記セル部の燃料極と前記燃料ガス拡散板との間に設けられる燃料極側集電体と、
前記セル部の空気極と前記空気ガス拡散板との間に設けられる空気極側集電体と、
前記セル部を中心として一対のシール部材を介在しながら前記燃料極側筐体と前記空気極側筐体とを突き合わせた状態で固定された電気化学セル評価用ホルダにおいて、
前記燃料ガス拡散板および前記空気ガス拡散板には、ガスが導入されるガス導入孔が形成されるとともに、ガスの導入側から排出側に向かってガスの導入側よりも排出側に断面積が小さい複数の溝が形成されることを特徴とする電気化学セル評価用ホルダ。
【請求項２】
燃料ガスを供給する燃料ガス導入管と、供給された燃料ガスを排出する燃料ガス排出管と、前記燃料ガス導入管と前記燃料ガス排出管に連通する燃料極側収容凹部とを有する燃料極側筐体と、
空気ガスを供給する空気ガス導入管と、供給された空気ガスを排出する空気ガス排出管と、前記空気ガス導入管と前記空気ガス排出管に連通する空気極側収容凹部とを有する空気極側筐体と、
燃料極と空気極との間に電解質を挟んで構成されるセル部と、
外周部分に前記燃料ガスを排出する空間が形成されるように前記燃料極側収容凹部に収容され、前記燃料ガスを拡散する燃料ガス拡散板と、
外周部分に前記空気ガスを排出する空間が形成されるように前記空気極側収容凹部に収容され、前記空気ガスを拡散する空気ガス拡散板と、
前記セル部の燃料極と前記燃料ガス拡散板との間に設けられる燃料極側集電体と、
前記セル部の空気極と前記空気ガス拡散板との間に設けられる空気極側集電体と、
前記セル部を中心として一対のシール部材を介在しながら前記燃料極側筐体と前記空気極側筐体とを突き合わせた状態で固定された電気化学セル評価用ホルダにおいて、
前記燃料ガス拡散板および前記空気ガス拡散板には、ガスが導入されるガス導入孔が形成されるとともに、ガスの排出側の手前に堰を設けてガスの導入側から排出側に向かって複数の溝が形成されることを特徴とする電気化学セル評価用ホルダ。
【請求項３】
前記燃料ガス拡散板および前記空気ガス拡散板の外周面には、それぞれ凸部が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の電気化学セル評価用ホルダ。
【請求項４】
前記燃料ガス拡散板および前記空気ガス拡散板の中心部に前記ガス導入孔が形成され、前記複数の溝が前記ガス導入孔からガスの排出側に延出する放射状の溝からなり、該放射状の溝を連結する連結溝が形成されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電気化学セル評価用ホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板型セルを用いた固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell ：ＳＯＦＣ）の性能特性を評価するための電気化学セル評価用ホルダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、平板型セルを用いた固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell ：ＳＯＦＣ）の性能特性を評価するための電気化学セル評価用ホルダとしては、例えば下記特許文献１に開示されるものが知られている。
【０００３】
この特許文献１に開示される電気化学セル評価用ホルダは、挟持部品である燃料ガス拡散板、燃料極用集電体、セル部、一対のガスケット、空気極用集電体、空気ガス拡散板を積層士、燃料極側収容凹部と空気極側収容凹部とが対向するように燃料極側筐体と空気極側筐体とを突き合わせた状態で挟持させてボルトとナットにより締結固定して組み立てたものである。
【０００４】
ところで、この種の燃料電池の普及拡大に向けた動きとして、発電効率の向上が図られている。この発電効率の向上を図るためには、高燃料利用率下での運転が重要な要素の一つとなっており、高燃料利用率下での単セル評価技術の開発が求められている。なお、燃料利用率とは、供給した燃料ガスに対する、発電によって消費された燃料ガスの割合を示すものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１０５６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の電気化学セル評価用ホルダでは、ガスを拡散するための複数の溝が拡散板の端から端まで形成されているので、供給されたガスが拡散板の溝を通って端から抜け出て排出されてしまう。このため、拡散板の端部（ガスの下流側）においてガスが十分に拡散されずに排出されてしまい、十分な燃料利用率を得ることができなかった。その結果、従来の拡散板では、高燃料利用率下での単セルの評価試験を行うのに適していなかった。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、燃料利用率の向上を図ることができる電気化学セル評価用ホルダを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された電気化学セル評価用ホルダは、燃料ガスを供給する燃料ガス導入管と、供給された燃料ガスを排出する燃料ガス排出管と、前記燃料ガス導入管と前記燃料ガス排出管に連通する燃料極側収容凹部とを有する燃料極側筐体と、
空気ガスを供給する空気ガス導入管と、供給された空気ガスを排出する空気ガス排出管と、前記空気ガス導入管と前記空気ガス排出管に連通する空気極側収容凹部とを有する空気極側筐体と、
燃料極と空気極との間に電解質を挟んで構成されるセル部と、
外周部分に前記燃料ガスを排出する空間が形成されるように前記燃料極側収容凹部に収容され、前記燃料ガスを拡散する燃料ガス拡散板と、
外周部分に前記空気ガスを排出する空間が形成されるように前記空気極側収容凹部に収容され、前記空気ガスを拡散する空気ガス拡散板と、
前記セル部の燃料極と前記燃料ガス拡散板との間に設けられる燃料極側集電体と、
前記セル部の空気極と前記空気ガス拡散板との間に設けられる空気極側集電体と、
前記セル部を中心として一対のシール部材を介在しながら前記燃料極側筐体と前記空気極側筐体とを突き合わせた状態で固定された電気化学セル評価用ホルダにおいて、
前記燃料ガス拡散板および前記空気ガス拡散板には、ガスが導入されるガス導入孔が形成されるとともに、ガスの導入側から排出側に向かってガスの導入側よりも排出側に断面積が小さい複数の溝が形成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載された電気化学セル評価用ホルダは、燃料ガスを供給する燃料ガス導入管と、供給された燃料ガスを排出する燃料ガス排出管と、前記燃料ガス導入管と前記燃料ガス排出管に連通する燃料極側収容凹部とを有する燃料極側筐体と、
空気ガスを供給する空気ガス導入管と、供給された空気ガスを排出する空気ガス排出管と、前記空気ガス導入管と前記空気ガス排出管に連通する空気極側収容凹部とを有する空気極側筐体と、
燃料極と空気極との間に電解質を挟んで構成されるセル部と、
外周部分に前記燃料ガスを排出する空間が形成されるように前記燃料極側収容凹部に収容され、前記燃料ガスを拡散する燃料ガス拡散板と、
外周部分に前記空気ガスを排出する空間が形成されるように前記空気極側収容凹部に収容され、前記空気ガスを拡散する空気ガス拡散板と、
前記セル部の燃料極と前記燃料ガス拡散板との間に設けられる燃料極側集電体と、
前記セル部の空気極と前記空気ガス拡散板との間に設けられる空気極側集電体と、
前記セル部を中心として一対のシール部材を介在しながら前記燃料極側筐体と前記空気極側筐体とを突き合わせた状態で固定された電気化学セル評価用ホルダにおいて、
前記燃料ガス拡散板および前記空気ガス拡散板には、ガスが導入されるガス導入孔が形成されるとともに、ガスの排出側の手前に堰を設けてガスの導入側から排出側に向かって複数の溝が形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載された電気化学セル評価用ホルダは、請求項１または２の電気化学セル評価用ホルダにおいて、
前記燃料ガス拡散板および前記空気ガス拡散板の外周面には、それぞれ凸部が形成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載された電気化学セル評価用ホルダは、請求項１〜３の何れかの電気化学セル評価用ホルダにおいて、
前記燃料ガス拡散板および前記空気ガス拡散板の中心部に前記ガス導入孔が形成され、前記複数の溝が前記ガス導入孔からガスの排出側に延出する放射状の溝からなり、該放射状の溝を連結する連結溝が形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、導入されたガスがそのまま排出されることなく集電体を介してセル部の各電極に略均等に拡散して燃料利用率の向上を図ることができ、高燃料利用率下での単セルの評価試験を行うのに適した電気化学セル評価用ホルダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る電気化学セル評価用ホルダの第１実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１の燃料極側筐体におけるガスの流れを示す説明図である。
【図３】（ａ）図１の燃料極側筐体におけるガスの流れを示す概略断面図、（ｂ）図１の電気化学セル評価用ホルダに使用されるガス拡散板の収容状態を示す概略平面図である。
【図４】本発明に係る電気化学セル評価用ホルダの第２実施の形態を示す分解斜視図である。
【図５】図４の燃料極側筐体におけるガスの流れを示す説明図である。
【図６】（ａ）図４の燃料極側筐体におけるガスの流れを示す概略断面図、（ｂ）図４の電気化学セル評価用ホルダに使用されるガス拡散板の収容状態を示す概略平面図である。
【図７】本発明に係る電気化学セル評価用ホルダに使用されるガス拡散板の変形例を示す収容状態の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
本発明に係る電気化学セル評価用ホルダ（以下、評価用ホルダと略称する）は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）による平板型の単一セルの評価を行うため、燃料極側筐体と空気極側筐体との間に挟持部品を挟持し、燃料極側筐体と空気極側筐体とを固定部材で締結固定して組み立てる構成を基本構成としている。
【００１６】
［第１実施の形態］
まず、評価用ホルダの第１実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では燃料極側筐体２と空気極側筐体３が左右対称の共通部品で構成され、図１〜図３において燃料極側筐体２と共通部品からなる空気極側筐体３の各部品の符号を括弧内に付記している。
【００１７】
図１に示すように、第１実施の形態の評価用ホルダ１Ａは、燃料極側筐体２と空気極側筐体３とを備える。
【００１８】
燃料極側筐体２は、評価試験時の高温に耐え、且つ後述する挟持部品３１のセル部３２の汚染を防止する効果を備えた例えばアルミナからなる直方体形状を有する。
【００１９】
燃料極側筐体２の一側面には、燃料ガスを供給する燃料ガス導入管１１と、供給された未反応の燃料ガスを排出する燃料ガス排出管１２とが並設される。
【００２０】
燃料極側筐体２には、後述する固定部材３５による空気極側筐体３との締結固定を行うための複数の燃料極側挿通孔１３（図例では、筐体の四隅に貫通して形成され、使用する固定部材３５に応じて孔径が適宜決定される）が形成される。
【００２１】
燃料極側筐体２において、組み立て時の空気極側筐体３と対面する表面には、図２に示すように、後述する挟持部品３１のセル部３２の燃料極に対面して燃料ガス拡散板シール部材１４Ａと燃料ガス拡散板１５Ａとを積層して収容するための燃料極側収容凹部１６が形成される。
【００２２】
図２に示すように、燃料極側収容凹部１６の中央には、燃料ガス導入管１１と連通して燃料ガスを導入するための円形の燃料ガス導入孔１７が形成される。また、燃料極側収容凹部１６には、燃料ガス排出管１２と連通して燃料ガスを排出するための円形の燃料ガス排出孔１８が燃料ガス導入孔１７と並んで形成される。
【００２３】
燃料ガス拡散板シール部材１４Ａは、ガス漏洩防止用として設けられるものであり、弾力性を有するセラミックス（例えば、バーミキュライト、マイカ、アルミナファイバー等）からなるガスケットで構成される。燃料ガス拡散板シール部材１４Ａは、燃料極側収容凹部１６の内壁面との間に図１に示すガス排出用の空間１９が形成されるように、燃料極側収容凹部１６の底部に収容される。
【００２４】
また、燃料ガス拡散板シール部材１４Ａには、収容時に燃料ガス導入孔１７と対応するようにガス通過用の円形の貫通孔１４ａが形成され、燃料ガス排出孔１８と対応するようにガス通過用の円形の貫通孔１４ｂが形成される。
【００２５】
燃料ガス拡散板１５Ａは、評価試験時の高温に耐え、且つ後述する挟持部品３１のセル部３２の汚染を防止する効果を備えた例えばアルミナからなる。燃料ガス拡散板１５Ａは、燃料極側収容凹部１６の内壁面との間に図１や図３（ｂ）に示すガス排出用の空間１９が形成されるように、燃料ガス拡散板シール部材１４Ａ上に積層して燃料極側収容凹部１６に収容される。
【００２６】
また、燃料ガス拡散板１５Ａの中央部には、収容時に燃料ガス導入孔１７に対応するようにガス導入用の円形の貫通孔（ガス導入孔）１５ａが形成される。
【００２７】
さらに、燃料ガス拡散板１５Ａには、図３（ｂ）に示すように、燃料ガスの排出側の手前に堰１５ｂを設けて燃料ガスの導入側から燃料ガスの排出側に向かって複数の溝１５ｃが形成される。具体的に、燃料ガス拡散板１５Ａは、貫通孔１５ａの中心から外周に向かって複数本の放射状の溝１５ｃが延出し、ガス排出用の空間１９の手前の表面に堰１５ｂを形成している。これにより、貫通孔１５ａから導入されて放射状の溝１５ｃを通った燃料ガスは、そのままガス排出用の空間１９から排出されることなく堰１５ｂでせき止められて後述する挟持部品３１の集電体３３Ａの方へ拡散され、後述する挟持部品３１のセル部３２の燃料極に対して略均等に燃料ガスを拡散することができる。
【００２８】
なお、放射状の溝１５ｃの長さは、評価条件として、例えば後述する挟持部品３１のセル部３２への燃料ガスの供給量に応じて適宜設定される。
【００２９】
また、燃料ガス拡散板１５Ａには、放射状の溝１５ｃを連結する連結溝１５ｄが形成される。連結溝１５ｄは、貫通孔１５ａから導入されて放射状の溝１５ｃを通った燃料ガスを分岐させ、より効果的に燃料ガスを拡散させる。なお、図１〜図３における連結溝１５ｄは、貫通孔１５ａに対して同心状に複数形成してもよい。
【００３０】
さらに、燃料ガス拡散板１５Ａの外周面には凸部１５ｅが形成される。この凸部１５ｅは、燃料ガス拡散板１５Ａを燃料極側収容凹部１６に収容した際のガス排出用の空間１９の偏りによりガス拡散が不均一になるのを低減する。
【００３１】
なお、燃料ガス拡散板１５Ａには、後述する挟持部品３１のセル部３２で発電した電流を集電体３３から取り出すためのリード線、後述する挟持部品３１のセル部３２の電圧測定を行うためのリード線などが挿入される挿入溝１５ｆが形成される。
【００３２】
空気極側筐体３は、燃料極側筐体２と同様に、評価試験時の高温に耐え、且つ後述する挟持部品３１のセル部３２の汚染を防止する効果を備えた例えばアルミナからなる直方体形状を有する。
【００３３】
空気極側筐体３の一側面には、空気ガスを供給する空気ガス導入管２１と、供給された未反応の空気ガスを排出する空気ガス排出管２２とが並設される。
【００３４】
空気極側筐体３には、後述する固定部材による燃料極側筐体２との締結固定を行うための複数の空気極側挿通孔２３（図例では、筐体の四隅に貫通して形成され、使用する固定部材に応じて孔径が適宜決定される）が形成される。
【００３５】
空気極側筐体３において、組み立て時の燃料極側筐体２と対面する表面には、図２に示すように、後述する挟持部品３１のセル部３２の空気極に対面して空気ガス拡散板シール部材２４Ａと空気ガス拡散板２５Ａとを積層して収容するための空気極側収容凹部２６が形成される。
【００３６】
図２に示すように、空気極側収容凹部２６の中央には、空気ガス導入管２１と連通して空気ガスを導入するための円形の空気ガス導入孔２７が形成される。また、空気極側収容凹部２６には、空気ガス排出管２２と連通して空気ガスを排出するための円形の空気ガス排出孔２８が空気ガス導入孔２７と並んで形成される。
【００３７】
空気ガス拡散板シール部材２４Ａは、ガス漏洩防止用として設けられるものであり、弾力性を有するセラミックス（例えば、バーミキュライト、マイカ、アルミナファイバー等）からなるガスケットで構成される。空気ガス拡散板シール部材２４Ａは、空気極側収容凹部２６の内壁面との間に図３（ｂ）に示すガス排出用の空間２９が形成されるように、空気極側収容凹部２６の底部に収容される。
【００３８】
また、空気ガス拡散板シール部材２４Ａには、収容時に空気ガス導入孔２７と対応するようにガス通過用の円形の貫通孔２４ａが形成され、空気ガス排出孔２８と対応するようにガス通過用の円形の貫通孔２４ｂが形成される。
【００３９】
空気ガス拡散板２５Ａは、評価試験時の高温に耐え、且つ後述する挟持部品３１のセル部３２の汚染を防止する効果を備えた例えばアルミナからなる。空気ガス拡散板２５Ａは、空気極側収容凹部２６の内壁面との間に図３（ｂ）に示すガス排出用の空間２９が形成されるように、空気ガス拡散板シール部材２４Ａ上に積層して空気極側収容凹部２６に収容される。
【００４０】
また、図３（ｂ）に示すように、空気ガス拡散板２５Ａの中央部には、収容時に空気ガス導入孔２７に対応するようにガス導入用の円形の貫通孔（ガス導入孔）２５ａが形成される。
【００４１】
さらに、空気ガス拡散板２５Ａには、図３（ｂ）に示すように、空気ガスの排出側の手前に堰２５ｂを設けて空気ガスの導入側から空気ガスの排出側に向かって複数の溝２５ｃが形成される。具体的に、空気ガス拡散板２５Ａは、貫通孔２５ａの中心から外周に向かって複数本の放射状の溝２５ｃが延出し、ガス排出用の空間２９の手前の表面に堰２５ｂを形成している。これにより、貫通孔２５ａから導入されて放射状の溝２５ｃを通った空気ガスは、そのままガス排出用の空間２９から排出されることなく堰２５ｂでせき止められて後述する挟持部品３１の集電体３３Ｂの方へ拡散され、後述する挟持部品３１のセル部３２の空気極に対して略均等に空気ガスを拡散することができる。
【００４２】
なお、放射状の溝２５ｃの長さは、評価条件として、例えば後述する挟持部品３１のセル部３２への空気ガスの供給量に応じて適宜設定される。
【００４３】
また、空気ガス拡散板２５Ａには、放射状の溝２５ｃを連結する連結溝２５ｄが形成される。連結溝２５ｄは、貫通孔２５ａから導入されて放射状の溝２５ｃを通った空気ガスを分岐させ、より効果的に空気ガスを拡散させる。なお、図１〜図３における連結溝２５ｄは、貫通孔２５ａに対して同心状に複数形成してもよい。
【００４４】
さらに、空気ガス拡散板２５Ａの外周面には凸部２５ｅが形成される。この凸部２５ｅは、空気ガス拡散板２５Ａを空気極側収容凹部２６に収容した際のガス排出用の空間２９の偏りによりガス拡散が不均一になるのを低減する。
【００４５】
なお、燃料ガス拡散板２５Ａには、挟持部品３１のセル部３２で発電した電流を集電体３３から取り出すためのリード線、挟持部品３１のセル部３２の電圧測定を行うためのリード線などが挿入される挿入溝１５ｆが形成される。
【００４６】
挟持部品３１は、図１に示すように、評価対象となるセル部３２、一対の集電体３３、一対のシール部材３４を含んで構成される。
【００４７】
セル部３２は、例えばＹＳＺ／Ｎｉサーメットなどの燃料極と、例えば（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ3 などの空気極との間に、例えばＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）やＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）などの電解質を一体化して矩形板状の単セルとして構成される。
【００４８】
一対の集電体３３は、高温で酸化しにくい貴金属である例えば金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）製の網などで構成され、燃料極側集電体３３Ａと空気極側集電体３３Ｂとからなる。一対の集電体３３は、図１に示すように、燃料極側筐体２を下方、空気極側筐体３を上方とした場合、燃料極側集電体３３Ａがセル部３２の燃料極の下方に設けられ、空気極側集電体３３Ｂがセル部３２の空気極の上方に設けられる。
【００４９】
一対のシール部材３４は、ガス漏洩防止用として、弾力性を有するセラミックス（例えば、バーミキュライト、マイカ、アルミナファイバー等）からなるガスケットで構成され、燃料極側シール部材３４Ａと空気極側シール部材３４Ｂとからなる。一対のシール部材３４は、図３に示すように、燃料極側シール部材３４Ａが燃料極側集電体３３Ａを取り囲むように設けられ、空気極側シール部材３４Ｂが空気極側集電体３３Ｂを取り囲むように設けられる。
【００５０】
固定部材３５は、アルミナ製のボルト３５ａと、ボルト３５ａと螺合するアルミナ製のナット３５ｂと、燃料極側挿通孔１３又は空気極側挿通孔２３の何れか一方側（図１の例では空気極側挿通孔２３）に挿入されるセラミックバネ３５ｃとで構成される。
【００５１】
評価用ホルダ１Ａを組み立てる場合には、燃料極側収容凹部１６と空気極側収容凹部２６とが対向するように燃料極側筐体２と空気極側筐体３とを突き合わせた状態で、積層した挟持部品３１（燃料ガス拡散板シール部材１４Ａ、燃料ガス拡散板１５Ａ、燃料極側シール部材３４Ａ、燃料極側集電体３３Ａ、セル部３２、空気極側集電体３３Ｂ、空気極側シール部材３４Ｂ、空気ガス拡散板２５Ａ、空気ガス拡散板シール部材２４Ａの順で積層）を挟持する。その後、評価試験中の雰囲気温度による熱膨張等の影響を吸収するため、空気極側挿通孔２３にセラミックバネ３５ｃを挿入した後、ボルト３５ａを空気極側挿入孔２３から燃料極側挿入孔１３に挿入してナット３５ｂで締結固定する。
【００５２】
［第２実施の形態］
次に、第２実施の形態の評価用ホルダについて図４〜図６を参照しながら説明する。なお、上述した第１実施の形態の評価用ホルダ１Ａと同一の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。また、図４〜図６において燃料極側筐体２と共通部品からなる空気極側筐体３の各部品の符号を括弧内に付記している。
【００５３】
第２実施の形態の評価用ホルダ１Ｂは、拡散板シール部材と拡散板が上述した第１実施の形態の評価用ホルダ１Ａと相違しており、その他の構成は第１実施の形態の評価用ホルダ１Ａと同一である。以下、拡散板シール部材と拡散板の構成について説明する。
【００５４】
燃料ガス拡散板シール部材１４Ｂは、ガス漏洩防止用として設けられるものであり、弾力性を有するセラミックス（例えば、バーミキュライト、マイカ、アルミナファイバー等）からなるガスケットで構成される。燃料ガス拡散板シール部材１４Ｂは、燃料極側収容凹部１６の内壁面との間に図４に示すガス排出用の空間１９が形成されるように、燃料極側収容凹部１６の底部に収容される。
【００５５】
また、燃料ガス拡散板シール部材１４Ｂには、図５に示すように、収容時に燃料ガス導入孔１７と対応するようにガス通過用の横長の貫通孔１４ｃが形成され、燃料ガス排出孔１８と対応するようにガス通過用の円形の貫通孔１４ａが形成される。
【００５６】
燃料ガス拡散板１５Ｂは、評価試験時の高温に耐え、且つ挟持部品３１のセル部３２の汚染を防止する効果を備えた例えばアルミナからなる。燃料ガス拡散板１５Ｂは、燃料極側収容凹部１６の内壁面との間に図４や図６（ｂ）に示すガス排出用の空間１９が形成されるように、燃料ガス拡散板シール部材１４Ｂ上に積層して燃料極側収容凹部１６に収容される。
【００５７】
また、燃料ガス拡散板１５Ｂの左側端部には、図６（ｂ）に示すように、収容時に燃料ガス導入孔１７に対応するように縦長のガス導入用の貫通孔１５ｇが形成される。さらに、燃料ガス拡散板１５Ｂの右側端部には、図６（ｂ）に示すように、収容時に燃料ガス排出孔１８に対応するように縦長のガス排出用の貫通孔１５ｈがガス導入用の貫通孔１５ｇと平行に形成される。
【００５８】
また、燃料ガス拡散板１５Ｂには、図６（ｂ）に示すように、燃料ガスの排出側の手前に堰１５ｂを設けて燃料ガスの導入側から燃料ガスの排出側に向かって複数の溝１５ｉが形成される。具体的に、燃料ガス拡散板１５Ｂには、ガス導入用の貫通孔１５ｇからガス排出用の貫通孔１５ｈに向かって複数本の平行な溝１５ｉが延出し、ガス排出用の貫通孔１５ｈの手前の表面に堰１５ｂを形成している。これにより、ガス導入用の貫通孔１５ｇから導入されて平行な溝１５ｉを通ったガスは、そのままガス排出用の貫通孔１５ｈから排出されることなく堰１５ｂでせき止められて挟持部品３１の集電体３３Ａの方へ拡散され、挟持部品３１のセル部３２の燃料極に対して略均等に燃料ガスを拡散することができる。
【００５９】
なお、平行な溝１５ｉの長さは、挟持部品３１のセル部３２への燃料ガスの供給量に応じて適宜設定される。
【００６０】
さらに、燃料ガス拡散板１５Ｂには、図６（ｂ）に示すように、挟持部品３１のセル部３２で発電した電流を集電体３３から取り出すためのリード線、挟持部品３１のセル部３２の電圧測定を行うためのリード線などが挿入される挿入溝１５ｆが形成される。
【００６１】
空気ガス拡散板シール部材２４Ｂは、ガス漏洩防止用として設けられるものであり、弾力性を有するセラミックス（例えば、バーミキュライト、マイカ、アルミナファイバー等）からなるガスケットで構成される。空気ガス拡散板シール部材２４Ｂは、空気極側収容凹部２６の内壁面との間に図４に示すガス排出用の空間２９が形成されるように、空気極側収容凹部２６の底部に収容される。
【００６２】
また、空気ガス拡散板シール部材２４Ｂには、図５に示すように、収容時に空気ガス導入孔２７と対応するようにガス通過用の横長の貫通孔２４ｃが形成され、空気ガス排出孔２８と対応するようにガス通過用の円形の貫通孔２４ａが形成される。
【００６３】
空気ガス拡散板２５Ｂは、評価試験時の高温に耐え、且つ挟持部品３１のセル部３２の汚染を防止する効果を備えた例えばアルミナからなる。空気ガス拡散板２５Ｂは、空気極側収容凹部２６の内壁面との間に図４や図６（ｂ）に示すガス排出用の空間２９が形成されるように、空気ガス拡散板シール部材２４Ｂ上に積層して空気極側収容凹部２６に収容される。
【００６４】
また、空気ガス拡散板２５Ｂの左側端部には、図６（ｂ）に示すように、収容時に空気ガス導入孔２７に対応するように縦長のガス導入用の貫通孔２５ｇが形成される。さらに、空気ガス拡散板２５Ｂの右側端部には、図６（ｂ）に示すように、収容時に空気ガス排出孔２８に対応するように縦長のガス排出用の貫通孔２６ｈがガス導入用の貫通孔２５ｇと平行に形成される。
【００６５】
さらに、空気ガス拡散板２５Ｂには、図６（ｂ）に示すように、空気ガスの排出側の手前に堰２５ｂを設けて空気ガスの導入側から空気ガスの排出側に向かって複数の溝２５ｉが形成される。具体的に、空気ガス拡散板２５Ｂには、ガス導入用の貫通孔２５ｇからガス排出用の貫通孔２５ｈに向かって複数本の平行な溝２５ｉが延出し、ガス排出用の貫通孔２５ｈの手前の表面に堰２５ｂを形成している。これにより、ガス導入用の貫通孔２５ｇから導入されて平行な溝２５ｉを通った空気ガスは、そのままガス排出用の貫通孔２５ｈから排出されることなく堰２５ｂでせき止められて挟持部品３１の集電体３３Ｂの方へ拡散され、挟持部品３１のセル部３２の空気極に対して略均等に空気ガスを拡散することができる。
【００６６】
なお、平行な溝２５ｉの長さは、挟持部品３１のセル部３２への空気ガスの供給量に応じて適宜設定される。
【００６７】
さらに、空気ガス拡散板２５Ｂには、図６（ｂ）に示すように、挟持部品３１のセル部３２で発電した電流を集電体３３から取り出すためのリード線、挟持部品３１のセル部３２の電圧測定を行うためのリード線などが挿入される挿入溝２５ｆが形成される。
【００６８】
［拡散板の変形例］
次に、拡散板の変形例について図７を参照しながら説明する。なお、図７の拡散板は図３（ｂ）の変形例であり、図３（ｂ）と同一の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００６９】
図７の燃料ガス拡散板１５Ｃは、中央部の貫通孔１５ａからガス排出用の空間１９に向かって延出する放射状の溝１５ｃの先端部１５ｊの幅が細く形成されてガス排出用の空間１９に連通する。
【００７０】
また、空気ガス拡散板２５Ｃは、燃料ガス拡散板１５Ｃと同様に、中央部の貫通孔２５ａからガス排出用の空間２９に向かって延出する放射状の溝２５ｃの先端部２５ｊが細く形成されてガス排出用の空間２９に連通する。
【００７１】
なお、図７の燃料ガス拡散板１５Ｃの放射状の溝１５ｃおよび空気ガス拡散板２５Ｃの放射状の溝２５ｃは、中央部の貫通孔１５ａ，２５ａからガス排出用の空間２９に向かって徐々に細くなるように形成してガス排出用の空間１９，２９に連通してもよい。また、放射状の溝１５ｃ，２５ｃの幅だけでなく深さを変えることもできる。すなわち、燃料ガス拡散板１５Ｃの放射状の溝１５ａおよび空気ガス拡散板２５Ｃの放射状の溝２５ｃは、それぞれの断面積がガスの入口側よりも出口側が小さく形成される構成であればよい。
【００７２】
ところで、上述した実施の形態では、評価対象のセル部３２を矩形状の単セルとし、燃料極側筐体２と空気極側筐体３を直方体形状、燃料ガス拡散板シール部材１４Ａ，１４Ｂ、燃料ガス拡散板１５Ａ，１５Ｂ、燃料極側収容凹部１６、空気ガス拡散板シール部材２４Ａ，２４Ｂ、空気ガス拡散板２５Ａ，２５Ｂ、空気極側収容凹部２６、集電体３３Ａ，３３Ｂ、シール部材３４Ａ，３４Ｂを矩形状とした場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではない。例えば、評価対象のセル部３２を円形状の単セルとし、燃料極側筐体２と空気極側筐体３を円柱形状、燃料ガス拡散板シール部材１４Ａ，１４Ｂ、燃料ガス拡散板１５Ａ，１５Ｂ、燃料極側収容凹部１６、空気ガス拡散板シール部材２４Ａ，２４Ｂ、空気ガス拡散板２５Ａ，２５Ｂ、空気極側収容凹部２６、集電体３３Ａ，３３Ｂ、シール部材３４Ａ，３４Ｂを円形状としてもよい。
【００７３】
このように、本実施の形態によれば、図７に示すように、ガスが導入されるガス導入孔が形成されるとともに、ガスの導入側から排出側に向かってガスの導入側よりも排出側の断面積が小さい複数の溝が形成される燃料ガス拡散板１５Ｃおよび空気ガス拡散板２５Ｃを採用している。また、別の構成として、図３（ｂ）や図６（ｂ）に示すように、ガスが導入されるガス導入孔が形成されるとともに、ガスの導入側の手前に堰を設けてガスの導入側から排出側に向かって複数の溝が形成される燃料ガス拡散板１５Ａ（１５Ｂ）および空気ガス拡散板２５Ａ（２５Ｂ）を採用している。これにより、導入されたガスがそのまま排出されることなく集電体の方へ拡散され、特に、ガス拡散板の端部（ガスの下流側）でのガスの偏りが改善され、集電体を介してセル部の各電極に略均等に拡散して燃料利用率の向上を図ることができる。その結果、高燃料利用率下での単セルの評価試験を行うのに適した評価用ホルダを提供することができる。
【００７４】
また、図３（ｂ）に示すように、燃料ガス拡散板１５Ａおよび空気ガス拡散板２５Ａの外周面それぞれに凸部１５ｅ，２５ｅを形成すれば、拡散板を収容した際のガス排出用の空間の偏りによりガス拡散が不均一になるのを低減することができる。
【００７５】
さらに、図１〜図３に示すように、燃料ガス拡散板１５Ａおよび空気ガス拡散板２５Ａに形成される複数の溝が中心部のガス導入孔１５ａ，２５ａからガスの排出側に延出する放射状の溝１５ｃ，２５ｃの場合、放射状の溝１５ｃ，２５ｃを連結する連結溝１５ｄ，２５ｄを形成すれば、ガス導入孔１５ａ，２５ａから導入されて放射状の溝１５ｃ，２５ｃを通ったガスを連結溝１５ｄ，２５ｄにより分岐させ、より効果的にガスを拡散させることができる。
【００７６】
以上、本発明に係る電気化学セル評価用ホルダの最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００７７】
１Ａ，１Ｂ  電気化学セル評価用ホルダ
２  燃料極側筐体
３  空気極側筐体
１１  燃料ガス導入管
１２  燃料ガス排出管
１３  燃料極側挿通孔
１４Ａ，１４Ｂ  燃料ガス拡散板シール部材
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  貫通孔
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ  燃料ガス拡散板
１５ａ，２５ａ  貫通孔
１５ｂ，２５ｂ  堰
１５ｃ，２５ｃ  放射状の溝
１５ｄ，２５ｄ  連結溝
１５ｅ，２５ｅ  凸部
１５ｆ，２５ｆ  挿入溝
１５ｇ，１５ｈ，２５ｇ，２５ｈ  貫通孔
１５ｉ，２５ｉ  平行な溝
１５ｊ，２５ｊ  先端部
１６  燃料極側収容凹部
１７  燃料ガス導入孔
１８  燃料ガス排出孔
１９  ガス排出用の空間
２１  空気ガス導入管
２２  空気ガス排出管
２３  空気極側挿通孔
２４Ａ，２４Ｂ  空気ガス拡散板シール部材
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ  空気ガス拡散板
２６  空気極側収容凹部
２７  空気ガス導入孔
２８  空気ガス排出孔
２９  ガス排出用の空間
３１  挟持部品
３２  セル部
３３（３３Ａ，３３Ｂ）  集電体
３４（３４Ａ，３４Ｂ）  シール部材
３５  固定部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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