(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封柔軟性リンク（５）によって互いに分離された金属基板（３）とセラミック基板（２）とを備え、前記金属基板と前記セラミック基板との分離空間が分離方向（Ｘ）を規定する、デバイスであって、
前記セラミック基板（２）が、バック−テーパー溝（２０）を備え、
前記密封柔軟性リンク（５）が、金属素子（３０）と、接合−形成マス（５０）とを備え、
前記金属素子（３０）が、前記金属基板に結合された一端部（３００）と、前記セラミック基板の前記溝内に収容された他端部（３０１）とを備え、
前記金属素子が、前記分離方向（Ｘ）に沿って弾性的に変形可能であると共に、前記分離方向（Ｘ）に対して垂直な半径方向（Ｒ）に沿って弾性的に変形可能であり、
前記接合−形成マス（５０）が、前記セラミック基板よりも大きな熱膨張係数を有し、前記バック−テーパー溝内に収容された前記金属素子の前記他端部に接着結合され、
前記接合−形成マスが、前記バック−テーパー溝（２０）の先細の側壁（２００）の一部に直接的に接触した状態で嵌合されることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
７００℃以上において、前記接合−形成マスが、前記バック−テーパー溝の前記先細の側壁（２００）の一部に対して密接に合わせられることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記金属素子及び前記金属基板が、互いに一体的に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記セラミック素子の前記溝内に収容された前記金属素子の他端部が、フック形状部（３０１）を有し、
前記半径方向に沿って弾性的に変形可能となるように、前記フック形状部の内側に、前記接合−形成マスが存在しないことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記金属素子が、前記セラミック基板の溝内に収容された部分と異なる折り畳み蛇腹部（３００）を備え、
前記蛇腹部（３００）が、前記金属基板と前記セラミック基板との間の分離方向に沿って弾性的に変形可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記金属基板の金属が、フェライト鋼又はニッケルベース合金を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記セラミック基板が、ジルコニアであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記セラミック基板が、イットリア化ジルコニアであることを特徴とする請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記バック−テーパー溝が、雫形又は鳩の尾形の断面（２０）を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記接合−形成マス（５０）が、ろう接はんだであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも一つのデバイスを備えた電解槽（ＨＴＥ）であって、
前記金属基板（３）が、カソードのインターコネクタを形成し、
前記セラミック基板（２）が、電解セル支持体を形成することを特徴とする電解槽。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも二つのデバイスを備えた電解槽であって、
２つの前記金属基板の一方が、カソードのインターコネクタを形成し、
２つの前記金属基板の他方が、アノードのインターコネクタを形成し、
単一の電解セルの支持体を形成することにより、単一のセラミック基板が、前記カソード及びアノードのインターコネクタと結合されることを特徴とする電解槽。
【請求項１３】
前記セラミック基板、前記金属素子、前記バック−テーパー溝及び前記マスの各々が、円環形であり、前記柔軟性リンクが、前記円環形に沿って連続的に形成されたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電解槽。
【請求項１４】
前記接合−形成マスが、前記電解槽の作動温度よりも、少なくとも５０℃だけ高い融点を有することを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電解槽。
【請求項１５】
金属基板（３）とセラミック基板（２）との間の密封柔軟性リンク（５）の形成方法であって、前記金属基板と前記セラミック基板とが、前記金属基板と前記セラミック基板との間の分離空間により互いに分離され、それにより、分離方向（Ｘ）を規定しており、
ａ／前記セラミック基板（２）内のバック−テーパー溝（２０）を形成するステップ、
ｂ／前記分離方向（Ｘ）に沿って弾性的に変形可能な部分と、前記分離方向（Ｘ）に対して垂直な半径方向（Ｒ）に沿って弾性的に変形可能な他の部分（３０１）とを含む金属素子（３０）を、前記金属基板にリンクさせるステップ、
ｃ／前記溝の一部をマス（５０）で満たすステップであって、前記マスが、前記セラミック基板よりも大きな熱膨張係数を有するステップ、
ｄ／前記半径方向（Ｒ）に沿って弾性的に変形可能な前記他の部分（３０１）を前記溝内に挿入すると共に、弾性的に変形可能な前記他の部分が前記半径方向に沿って変形可能なままとなるように、前記マスを液体状態に移行するまで加熱するステップ、
ｅ／前記マスを、その固化及びそのネッキングが生じる温度まで、冷却するステップ、
ｆ／前記金属素子（３０）を中間の弾性的変形状態とするように、前記金属基板（３）とセラミック基板（２）とを離隔させるように相対的に移動させるステップであって、前記マス（５０）が、前記溝（２０）の先細の側壁（２００）の一部と直接的に接触して適合されるまで、分離が行われるステップ、
が実行される
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記ステップｆ／の後で、７００℃以上の温度まで加熱するステップが少なくとも１回実行され、前記接合−形成マス（５０）が、前記バック−テーパー溝（２０）の先細の側壁（２００）の一部に密接に嵌合されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記マスが、ろう接はんだ（５０）であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ろう接はんだが、銀であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ステップｆ／が実行される温度が、室温であることを特徴とする請求項１５から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のデバイスを備えた燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、金属基板及びセラミック基板間における密封柔軟性リンクの形成に関する。
【０００２】
特に、電気化学セルとも呼ばれる電解セルのセラミック支持体と金属インターコネクタとの間の密封に関する。
【０００３】
一般的に、これは、高温で作動するセラミック−金属リンクに適応される。
【０００４】
有利に、これは、水素製造に用いられる高温スチーム電解槽（一般的に、及び以下においてＨＴＥと示される）に適応される。
【０００５】
また、これは、高温で作動する燃料電池（通常、固体酸化物燃料電池と呼ばれ、以下においてＳＯＦＣと示される）に適応されうる。
【背景技術】
【０００６】
ＨＴＥは、６００℃から１，０００℃の間における水の電気分解により水素を製造することを目的とした電気化学システムである。これらが、水素を製造するための最も有力な方法の一つに相当する。
【０００７】
従って、本出願人は、温暖化ガスを生成しない、特に、原子力、地熱又は太陽源である熱源に連結された電解槽の迅速な製造を検討している。
【０００８】
優位性のある製造コストを達成するための選択肢の一つは、気相中において高温で水を電解することである。この技術に対し、長時間にわたる密封の維持及びガスの操作が、主な障害の一つである。
【０００９】
実際には、所定温度に対し、セラミックの三層スタックから構成された電気化学セルが使用されるが、その脆弱性が、欠点の一つである。後者が、適用可能な力を制限しうる。さらに、電解質材料が、低温で低いイオン伝導特性を有するため、従って、抵抗損を制限するために、作動温度を７００℃以上にまで上げる必要がある。このことが、金属材料、特に、バイポーラ板及び接合部の強度に対する問題を生じさせる。酸化が、バイポーラ板に対する高温の大きな欠点として現われる場合、接合部の機械的強度が、さらに不利な点となる。
【００１０】
スタック構造の２つの大きな組には、いわゆるチューブ状の組と、平面状の組とが存在する。
【００１１】
チューブ状に構造が、単純な密封の可能性を提供し、チューブ自体の底部が、密封材である。しかしながら、これは、特に、電流ラインの長さにより、大きな抵抗損を生じるという欠点を有する。
【００１２】
平面状の構造が、高出力に対しさらなる視点を提供する。２つのインターコネクタ間におけるセラミックの３層スタックが、平面状であるが、チューブ状の構造の場合よりも、密封の問題がさらに重要となる。この結果、各部分間、即ち、アノードのインターコネクタとアノードを含むセルの部分との間、カソードのインターコネクタとカソードを含むセルの部分との間、の各々における密封を保証する必要がある。密封を保証することによって、形成された水素と酸素との間だけでなく、実際のシステム（電解セル及びアノード及びカソードのインターコネクタ）と外部の媒体との間の再結合を生じさせないことが可能である。これらの密封を形成するために引き起こされる大きな問題は、これらが、金属材料とセラミック材料との間の温度に対する耐性を有さなければならないことである。これらのセラミック材料が、低い熱膨張係数を有し（通常、ほぼ１０．１０−６／℃程度）、かつ脆い。このため、形成される密封リンクが、セルを保護するように設けられるべきであり、膨張差をサポートするように十分に柔軟であるべきであり、長時間に及ぶ高温での密封の維持を保証するように、良好な耐クリープ性をも有するべきである。
【００１３】
これらのシステムの密封に対する標準的な解決策は、今日において、ガラスをベースとしている。
【００１４】
しかしながら、開発の現状では、このタイプの接合部が、いくつかの欠点を有する。これは、そのガラス転移温度以下において脆く、特に、異なる膨張のため、応力が加えられると破損しやすい。このことは、非特許文献１であるレビューにおいて発表されたＰａｕｌ  Ａ．  Ｌｅｓｓｉｎｇの研究によって確認されている。
【００１５】
また、ガラスが、熱過渡の間に応力を生じるスタックの部品間において硬いリンクを形成する。さらに、ガラスの基板上に密封が形成された場合、セルを変更することなく、部品の分解が、困難であり、さらには、不可能である。さらに、ガラスが、重力の影響を受けるため、頂上の又は“天井の”接合部に対し、最新の注意を要する。ガラスが、ゆっくり流れ、アセンブリの寿命を減らし、数ｂａｒの中程度の圧力に耐えることが出来ない場合がある。産業上利用されるＨＴＥに対し、これらの圧力が、長期間にわたって考慮されなければならない。最後に、ガラスは、常に、セル及びインターコネクタの他の部品と化学的に適合するものではなく、接合面の著しい腐食を生じうる。
【００１６】
これらの欠点が、上記においてＰａｕｌ  Ａ．  Ｌｅｓｓｉｎｇの研究において特に言及されていた代替の密封の解決策に対する研究につながる。
【００１７】
他の解決策が、セラミック上のインターコネクタの金属をろう接することで構成される。ここで、セラミック上のインターコネクタ金属のウェッティング及びこれらの両材料間の熱膨張差を得ることで、大きな寸法に対するこの動作が極めて困難となる。実際には、通常、ろう接はんだ（ｂｒａｚｉｎｇ  ｓｏｌｄｅｒ）の固化後の冷却が、セラミックの破損を引き起こす。
【００１８】
最後に、雲母又は単純金属をベースとした他の圧縮接合部が提案され、これらは、加熱の間にセルを破壊することなく有効な密封を得るような、温度で維持され、制御される外部締め付けを必要とする。
【００１９】
従って、上記の従来技術では、密封を得るための金属接合部の変形性と、長期間にわたる機械的強度との間に存在する折衷案をとるという指針が、想定される。特に、その材料よりも、その構造により接合部の柔軟性を求めることが、言及され、また、密封機能を満たすための、弾性材料と容易に可塑化する材料との組み合わせが言及されている。こういう状況であるため、今日において、ＳＯＦＣ及び／又はＨＴＥに適用可能な金属接合部に対する成果がほとんど提案されていない。
【００２０】
従って、本発明の目的は、金属基板とセラミック基板との間の新規なタイプのリンクを提案することであり、その密封が、通常７００℃以上である高温において効果的に確保され、ＳＯＦＣ及び／又はＨＴＥに適用可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】Ｐａｕｌ  Ａ．  Ｌｅｓｓｉｎｇ，‘Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ４２  （２００７）；  ｐｐ  ３４６５−３４７６’
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的のための本発明の対象は、密封柔軟性リンクによって互いに分離されたバック−テーパー溝を含むセラミック基板と金属基板との間のデバイスである。
【００２３】
本発明によると、このリンクが、
金属基板に結合された一端部及びセラミック基板の溝内に収容された他端部を含む金属素子であって、後者に対して半径方法に沿った溝内と、分離方向に沿ったセラミック基板と金属基板との間の分離空間内との両方において弾性的に変形可能である金属素子と、
セラミック基板よりも大きな熱膨張係数を有しかつバック−テーパー溝内に収容された金属素子の端部に接着結合された接合−形成マス（ｍａｓｓ）であって、後者の先細の側壁の高さの一部と直接的に接触して取り付けられる接合部と、
を含む。
【００２４】
“接着結合”によって、セラミック基板とは接着しないが、可変金属素子とは接着することが、本願明細書において及び本発明の範囲内において理解されるべきである。これが、銀のような金属によって形成される場合、本発明による接着剤は、ろう接はんだである。
【００２５】
有利に、７００℃以上において、接合部が、バック−テーパー溝の先細の側壁の高さの一部と密接に適合する。従って、接着剤が、銀のようなろう接はんだである場合、その熱膨張係数が、セラミック基板のそれよりも大きく、塑性的に変形している間、ろう接はんだの体積が増加し、バック−テーパー溝の先細傾斜壁に対して固定される。従って、接続リンクが、電解槽（ＨＴＥ）又は高温燃料電池（ＳＯＦＣ）において使用される場合、効率的な密封が、間違いなく得られる。
【００２６】
有利な実施形態によると、金属素子及び金属基板が、単体の部分を形成する。金属基板の金属が、さらに、フェライト鋼又はニッケル−ベースの合金を含んでよい。
【００２７】
有利な代替手段によると、セラミック素子の溝内に収容された金属素子の端部が、フック状であり、このフックの内部が、溝の半径方向に沿って弾性的に変形可能となるように、接合−形成マスを有さない。
【００２８】
他の有利な代替手段によると、金属素子が、セラミック基板の溝内に収容されたものとは異なる蛇腹式折り畳み部を備え、この蛇腹が、金属基板とセラミック基板との間の分離方向に沿って弾性的に変形可能である。
【００２９】
セラミック基板が、ジルコニア、好ましくはイットリア化ジルコニアであってよい。
【００３０】
バック−テーパー溝が、あり形（ｄｏｖｅｔａｉｌ）状又はドロップ（ｄｒｏｐ）形の半径方向の断面（ｒａｄｉａｌ  ｓｅｃｔｉｏｎ）を有してよい。
【００３１】
マス接合部が、有利には、ろう接はんだである。
【００３２】
また、本発明が、上記のような少なくとも一つのリンクを備えた高温電解槽（ＥＨＴ）に関し、金属基板が、カソードのインターコネクタであり、セラミック基板が、電解セル支持体である。
【００３３】
有利な実施形態によると、ＨＴＥが、上記のような少なくとも２つのリンクを備えてよく、２つの金属基板の一方が、カソードのインターコネクタであり、２つの金属基板の他方が、アノードのインターコネクタであり、単一の電解セルの支持体を形成する一方、単一のセラミック基板が、カソード及びアノードのインターコネクタとリンクされる。
【００３４】
有利な実施形態によると、セラミック基板、金属基板、バック−テーパー溝、及びマスの各々が、円環形を有し、柔軟性リンクが、円環形に沿って、連続的に得られる。ウェハー状のＨＴＥを設計しようとする場合に、この実施形態が求められる。
【００３５】
ＨＴＥの作動間に、確実に密封性が低下しないようにするために、接合部が、電解槽の作動温度よりも少なくとも５０℃だけ高い融点を有する。
【００３６】
また、本発明が、金属基板とセラミック基板との間の密封柔軟性リンクの形成方法に係り、ここで、以下のステップが実行される。
ａ／セラミック基板内のバック−テーパー溝を形成するステップ、
ｂ／半径方向に沿った弾性的可変部と、長手方向に沿った他の弾性的可変部とを含む金属素子を、金属基板にリンクさせるステップ、
ｃ／溝の一部をマスで満たすステップであって、このマスが、セラミック基板のそれよりも大きな熱膨張係数を有するステップ、
ｄ／半径方向に沿った弾性的可変部を、いまだ液体状態であるマスを貫通するまで、溝内に挿入するステップ、
ｄ’／マスを、液体状態に移行するまで加熱するステップ、
ｅ／マスを、その固化及びそのネッキング（ｎｅｃｋｉｎｇ）を引き起こす温度まで、冷却させるステップ、
ｆ／金属素子を中間の弾性的変形状態とするように、金属基板とセラミック基板とが離隔するように相対的に移動させるステップであって、マスが、溝の先細の側壁の高さの一部と直接的に接触して適合するまで、この分離が行われるステップ。
【００３７】
有利に、ステップｆ／の後で、７００℃以上の温度まで加熱するステップが少なくとも１回実行され、接合−形成マスが、バック−テーパー溝の先細の側壁の高さの一部と密接に適合される。この結果、ＨＴＥ又は燃料電池ＳＯＦＣの温度が上昇している間に、本発明に従って要求される固定が、直接的に得られうる。
【００３８】
マスが、有利には、ろう接はんだであり、好ましくは、銀である。
【００３９】
この方法の特徴によると、ステップｆ／が実行される温度が、ほぼ室温程度であってよい。
【００４０】
最後に、本発明は、上記のようなリンクを備えた高温で作動する燃料電池（ＳＯＦＣ）に関する。
【００４１】
本発明の他の特徴及び利点が、図面を参照する発明の詳細な説明を読むことにより、よく理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】高温電解槽（ＨＴＥ）において実施された本発明によるリンクの略横部分断面図である。
【図１Ａ】使用された電解セルの構造を概略的に示す図１の詳細図である。
【図２Ａ】図１によるリンクを製造するための異なるステップを示す横部分断面図と同様な概略図である。
【図２Ｂ】図１によるリンクを製造するための異なるステップを示す横部分断面図と同様な概略図である。
【図２Ｃ】図１によるリンクを製造するための異なるステップを示す横部分断面図と同様な概略図である。
【図２Ｄ】図１によるリンクを製造するための異なるステップを示す横部分断面図と同様な概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
提案された密封に関する解決策が、高温電解槽ＨＴＥにおける、図１−２Ｄに概略的に図示されたようなリンクの手段によって達成される。
【００４４】
高温電解槽ＨＴＥが、セラミック支持体２によって支持されかつカソードのインターコネクタ３とアノードのインターコネクタ４との間に挟まれた電解セル１、及び本発明による密封リンク５を備える。
【００４５】
図示されたような電解セル１が、セラミック支持体２によって直接的に支持されかつアノード１１とカソード１２の間に挟まれた電解質１０を含む（図１Ａ）。
【００４６】
このリンク５が、温度での固定を促進するセラミック２内の支持セルホルダー内に形成されたバック−テーパー溝２０内のカソードのインターコネクタ３の金属部３０にろう接された大きな膨張係数を有する軟式の金属接合部５０を焼き嵌め（ｓｈｒｉｎｋ  ｆｉｔｔｉｎｇ）することによる機械的なアセンブリを含む。ある点では、カソードのインターコネクタ３の金属部３０にろう接された金属接合部によって形成されたサブ−アセンブリが、焼き嵌め素子を形成する一方、セラミックセルホルダーが焼き嵌めを形成する。
【００４７】
本発明による金属接合部が、インターコネクタ３０の金属に隣接するがセラミック２に達しない又はセラミック２に対しごくわずかの距離である、即ち、ろう接はんだ５０のセラミック２に対する明確な接着が許容されないろう接はんだ５０によって得られる。
【００４８】
ろう接はんだ５０を形成する金属が、セラミックホルダー２内に形成されたバック−テーパー溝２０を満たす。カソードのインターコネクタ３の金属部３０が、セルホルダー２のバック−テーパー溝２０内に収容された端部３０１を備えて配置される（図２Ａ）。ろう接はんだが液化する場合に、それが、端部３０１の内側に侵入しないように、導入深さが、計算される。次に、マスが溶けるまで、アセンブリの温度が、上げられる（例えば、銀に対して１，０５０℃）。
【００４９】
以下に言及されるように、本発明によると、インターコネクタ３の金属部３０が、Ｒ及びＸの両方の方向に沿って、即ち、一方では、溝２０内に収容されたその自由端部３００において半径方向に、及び、他方では、セラミックのセルホルダー２とカソードのインターコネクタ３のインターコネクト部との間の分離方向に沿ってその直線部３０１において長手方向に弾性的に変形可能である。半径方向Ｒが、その基板に対し平行な溝の横断面に沿って伸びる方向である。長手方向Ｘが、その基板に直交する溝の横断線に沿って伸びる方向である。
【００５０】
一旦カソードのインターコネクタ３が配置されると、ろう接はんだが固化するまで冷却が実施され、前記ろう接はんだ５０のネッキングを伴う（図２Ｂ）。冷却状態での固化及びネッキングが、ろう接はんだ５０と溝２０との間に遊びを生じさせる。
【００５１】
次に、ろう接はんだの冷却及びネッキングの後で、ＨＴＥを形成する部分全体を含む２０℃でのアセンブリ上の位置により、カソードのインターコネクタ３が、再び上方へ移動することが可能となり（図２Ｂにおける距離ｌから図２Ｃにおける距離Ｌまで）、この結果、セラミック２のあり形の溝２０の先細の傾斜壁２００の高さの一部と接合部５０との間の直接的な接触が可能となる（図２Ｃ）。インターコネクタ３及びろう接はんだ５０アセンブリを溝２０の上端に向かって移動させることにより、ろう接はんだ５０が、これによって、傾斜面２００と再び接触する。本発明によると、本願明細書に示さない、インターコネクタ３とセル１との間に配置された柔軟性手段により、垂直上向きの配置にもかかわらず、電気的接触が、保証されることが可能となる。高温においてその後及び作動時に、接合部５０が循環する又はさらにはクリープすることが可能となるように、この垂直な配置により、インターコネクタ３のリンク部３０が、中間の変形状態に弾性的に変形される。
【００５２】
ＨＴＥの作動温度までの加熱が、セラミック２のそれよりも大きな金属ろう接はんだ５０の膨張をともなう。これにより、セルホルダー２のあり形溝２０における金属部３０に対してさらにろう接されたろう接はんだ５０の密接な適合を生じる。密封を得るような本発明による寸法及び材料の選択が、このろう接はんだの可塑化を引き起こす（図２Ｄ）。作動時における温度上昇の間、ろう接はんだ５０の大きな膨張により、それが、溝２０に対して固定され、密封を得るために要求されるように可塑化される。
【００５３】
インターコネクタ３のリンク部３０が、２つの柔軟性領域を有し、これらは、半径方向の柔軟性を与えかつセルホルダー２０が過度の応力を受けないようにする端部３０１におけるフック部と、熱サイクルの又はろう接はんだのクリープの場合において角２００での面との接触を保証するように、垂直方向の柔軟性を与える部分的直線蛇腹部３００とである。
【００５４】
提案された解決策の利点は、圧入とも呼ばれる焼き嵌めによるインターコネクタ３とセラミックセルホルダー２との間の軟質金属の圧縮によって密封を達成することである。次に、密封に対して要求される固定を達成するために、溝２０とその内容物との間の膨張差が使用され、この結果、ねじ又は他の手段によるいずれの外部の作用を回避する。
【００５５】
相対的に厚いセラミックセルホルダー２を用いることで、実在の電解セル１上よりもしっかりとした固定が得られることを見込むことが可能である。金属側３０上のろう接はんだ５０及び溝２０の角２００でのプロファイルが、運搬時における室温において、例えば、高温で得られる密封のみに必要な固定のような機械的強度をアセンブリに与える。
【００５６】
セル１とセルホルダー２との間の結合が、他のろう接はんだ又はガラスをベースとした周知の密封材によって、高温電解槽又は高温燃料電池における実施の範囲内において、達成される。カソード３及びアノード４のインターコネクタ並びにセル１間の相互の支持が、本願明細書には示されない柔軟性手段によって達成される。これらの結合及び相互の支持リンクの両方が、当業者に周知である技術に従って形成されてよい。
【００５７】
提案された解決策において、密封が、カソードのインターコネクタ３のリンク部３０とセルホルダー支持体２との間における軟性ろう接はんだ５０を可塑化することによって達成される。このろう接はんだを可塑化するために要求される力が、加熱ステップ間における、この素子間の膨張差によって得られ、セルホルダー２の構造及びインターコネクタ３のリンク部３０の構造が、この応力及び長時間にわたるその維持を促進する。
【００５８】
図示された実施形態によると、セルホルダーは、大部分がイットリア化ジルコニアである。（銀ろう接はんだの場合）１，０５０℃の温度に対する耐性を有するいずれの電気的絶縁材料が、使用されてよい。セルホルダー支持体２を備えることで、セル１の電解質が、加熱時にそれに応力を加えることなく支持体上に固定され（これが、同じ材料であるため）、密封に関する解決法が、ミリメートルの寸法で開発され、その小さな厚さのためにセル１のみでは解決することが出来ない。最後に、本発明により提供される支持体２を備えることで、セル１のみ上で想定されうるそれらよりもはるかに大きな固定力を想定することが可能であり、これにより、金属接合部５０が、本発明の範囲内において求められる密封を得るように、可塑化されかつ固定化されることが可能となる。
【００５９】
バック―テーパー溝２０の形状が、ラピッドプロトタイピング又はこの特定の形状が形成されかつ焼結されうるいずれの他の方法によって得られうる。図示されたように、あり形部２０を備えることで、溝の及びその内容物の膨張差による固定化を達成することが可能であり、さらに、熱サイクルの場合においてこの固定を保証することが可能である。次に、各サイクルでの接触が、各サイクルにてろう接はんだが可塑化され、密封が昇温の際に維持されうる異なるポイント上で達成される。
【００６０】
図示された実施形態によると、カソードのインターコネクタ３の材料が、ＳＯＦＣ雰囲気での腐食に対するその耐性について定評がある商用のＣｒｏｆｅｒ  ２２ＡＰＵと指定された２２％のクロムを含むフェライト鋼である。他のステンレス鋼又はニッケルをベースとした合金も考えられる。従って、これらの他の考えられる材料の膨張係数も、セルホルダー２のそれとは全くことなりうるため、前記カソードのインターコネクタ３の厚さが、冷却時にセルホルダー２に過度の応力が加えられないように十分に小さいことを確認すべきである。
【００６１】
上記のように、本発明に従うリンク部３０として考えられる金属素子が、図示された実施形態によるフック３０１及び蛇腹部３００によって弾性的に変形可能である。その結果提供された弾性変形などにより、ろう接はんだ５０がクリープを生じる場合に密封を維持するために要求される弾性エネルギーが蓄積される。これが、半径方向Ｒと軸方向Ｘの両方におけるろう接はんだ５０と溝２０の先細の傾斜端部２００との間の接触力の維持を保証する。さらに、これらの柔軟性素子３００，３０１を備えることで、高温電解槽の作動温度でのろう接はんだ５０の大きな温度膨張の間に、セルホルダー２が、過度の応力を受けえない。
【００６２】
図示された実施形態での金属接合部５が、銀タイプの大きな膨張係数を有する軟性ろう接はんだから構成される。本発明の範囲内において、８００℃以上の温度で溶解しかつセルホルダーの材料と反応しないいずれの他の金属合金が考えられうる。ろう接はんだ５０に対して考えられる材料にかかわらず、後者が、インターコネクタ３のリンク３０の金属と完全に固着すべきであり、図示された実施形態においてイットリア化ジルコニアのような、溝２０の材料と反応しえない。実際には、本発明の範囲内において、要求される固定を強めるために、提案された解決策が、セラミック上におけるろう接はんだ５０の付着を必要とせず、溝２０の傾斜側面２００に沿った接合部５のスライドをさえ必要としない。ろう接はんだ及びその融点の選択が、当然ながら、密封リンクを形成するために目標とする作動温度に依存する。
【００６３】
他の改善が、本発明の範囲を逸脱することなく考えられうる。
【００６４】
従って、ＨＴＥにおいて製造された水素を失わずかつカソード部分を密封するための本発明によるリンクが、図面を参照して説明された。このリンクが、アノード側上でも当然に再現されてよく、セルホルダー内の対称的な溝を形成し、これによって酸素側上の密封を達成する。
【００６５】
図示されたようなリンク５が、一般的な円環形のＨＴＥ内に含まれ、その寸法が、Ｒ１＝６０ｍｍ、Ｒ２＝７０ｍｍ、Ｈ＝１０ｍｍ程度である。当然ながら、一般的な長方形又は同じ大きさ若しくは異なる寸法を有する他の形状のコネクトリンクを形成することも可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  電解セル
２  セラミック支持体
３  カソードのインターコネクタ
４  アノードのインターコネクタ
５  密封リンク
１０  電解質
１１  アノード
１２  カソード
３０  金属部
５０  ろう接はんだ
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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