(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板型の燃料電池セルとこの燃料電池セルを収容する収容部材とからなる単スタックを複数積層した平板型燃料電池スタックにおいて、
前記燃料電池セルは、電極として燃料極と空気極とを有し、
前記燃料極と空気極のうち支持電極でない電極側に配置される第１の前記収容部材は、前記燃料電池セルの支持電極でない電極と対向するように配置される第１の板状部材と、前記支持電極でない電極と対向する面と反対側の前記第１の板状部材の面に積層される第２の板状部材と、前記第１の板状部材と反対側の前記第２の板状部材の面に積層されるガス混合防止板となる第３の板状部材とを含み、
前記燃料極と空気極のうち支持電極側に配置される第２の前記収容部材は、前記燃料電池セルの支持電極と対向するように配置される第４の板状部材と、前記支持電極と対向する面と反対側の前記第４の板状部材の面に積層される第５の板状部材と、前記支持電極と対向する前記第４の板状部材の面に積層される第６の板状部材とを含み、
前記第１の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、前記第１の板状部材を貫通するように中心部に形成されたガス供給穴とを有し、
前記第２の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、ガス供給用の１つの前記マニホルドと連通する位置から前記第１の板状部材のガス供給穴と連通する位置まで前記第２の板状部材を貫通するように形成されたガス供給用の複数のスリットと、前記第２の板状部材と一体で前記複数のスリットの長手方向に沿って各スリットの間を分けるように設けられた梁とを有し、
前記第３の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴を有し、
前記第４の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、前記第４の板状部材を貫通するように中心部に形成されたガス供給穴とを有し、
前記第５の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、ガス供給用の前記マニホルドと連通する位置から前記第４の板状部材のガス供給穴と連通する位置まで前記第５の板状部材を貫通するように形成されたガス供給用のスリットとを有し、
前記第６の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、中央部に形成された燃料電池セル収納用の貫通穴とを有し、
前記第２の板状部材の上下に前記第３の板状部材と前記第１の板状部材とを密着させることにより、この第２の板状部材の複数のスリットを前記支持電極でない電極に単一のガスを供給するガス供給流路として構成し、
前記第５の板状部材の上下に前記第４の板状部材と他の単スタックの第１の収容部材とを密着させることにより、この第５の板状部材のスリットを前記支持電極にガスを供給するガス供給流路として構成することを特徴とする平板型燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の平板型燃料電池スタックにおいて、
前記第４の板状部材は、前記燃料電池セルの支持電極よりも外側の位置に前記第４の板状部材を貫通するように形成された２つのガス回収穴をさらに有し、
前記第５の板状部材は、前記ガス回収穴と連通する位置からガス回収用の前記マニホルドと連通する位置まで前記第５の板状部材を貫通するように形成されたガス回収用の２本のスリットをさらに有し、
前記２つのガス回収穴から回収したガスをそれぞれ別のガス回収用のマニホルドに導くことを特徴とする平板型燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１記載の平板型燃料電池スタックにおいて、
前記第４の板状部材は、前記燃料電池セルの支持電極よりも外側の位置に前記第４の板状部材を貫通するように形成された２つのガス回収穴をさらに有し、
前記第５の板状部材は、前記ガス回収穴と連通する位置からガス回収用の前記マニホルドと連通する位置まで前記第５の板状部材を貫通するように形成されたガス回収用の２本のスリットをさらに有し、
前記２つのガス回収穴から回収したガスを共通のガス回収用のマニホルドに導くことを特徴とする平板型燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項１記載の平板型燃料電池スタックにおいて、
前記第５の板状部材は、ガス供給用の１つの前記マニホルドと連通する位置から前記第４の板状部材のガス供給穴と連通する位置まで前記第５の板状部材を貫通するように形成された前記ガス供給用のスリットを複数有し、さらにこの複数のスリットの長手方向に沿って各スリットの間を分けるように前記第５の板状部材と一体で設けられた梁を有し、
前記第５の板状部材の上下に前記第４の板状部材と他の単スタックの第１の収容部材とを密着させることにより、この第５の板状部材の複数のスリットを前記支持電極に単一のガスを供給するガス供給流路として構成することを特徴とする平板型燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板型の燃料電池セルと燃料電池セルを収容する収容部材とからなる単スタックを複数積層した平板型燃料電池スタックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スタック化した燃料電池では、燃料供給流路と空気供給流路にオリフィスを形成することにより、燃料の分配を均一化させる設計となっている。オリフィスの加工精度はガスの分配性能とスタック出力に大きく影響を及ぼすため、精度よく作製する必要がある（特許文献１、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１７７３６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】M.Yokoo，K.Mizuki，K.Watanabe，K.Hayashi，“Development of a high power density 2.5kW class solid oxide fuel cell stack”，Journal of Power Sources 196，2011，p.7937-7944
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の燃料電池の燃料供給流路および空気供給流路の形成方法としては、セパレータとなる板状の部材にエッチング加工により溝を形成する方法があった。しかしながら、このような形成方法では、加工精度のよいエッチング加工を用いると、加工費用が増加するという問題点があった。また、加工精度を低くすると、流路の断面積がセル毎に異なることにより、ガスの各セルへの分配が不均一になり、燃料電池スタックの性能が低下するという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ガス分配の均一性の向上と加工費用の低減とを両立させることができる平板型燃料電池スタックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、平板型の燃料電池セルとこの燃料電池セルを収容する収容部材とからなる単スタックを複数積層した平板型燃料電池スタックにおいて、前記燃料電池セルは、電極として燃料極と空気極とを有し、前記燃料極と空気極のうち支持電極でない電極側に配置される第１の前記収容部材は、前記燃料電池セルの支持電極でない電極と対向するように配置される第１の板状部材と、前記支持電極でない電極と対向する面と反対側の前記第１の板状部材の面に積層される第２の板状部材と、前記第１の板状部材と反対側の前記第２の板状部材の面に積層されるガス混合防止板となる第３の板状部材とを含み、前記燃料極と空気極のうち支持電極側に配置される第２の前記収容部材は、前記燃料電池セルの支持電極と対向するように配置される第４の板状部材と、前記支持電極と対向する面と反対側の前記第４の板状部材の面に積層される第５の板状部材と、前記支持電極と対向する前記第４の板状部材の面に積層される第６の板状部材とを含み、前記第１の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、前記第１の板状部材を貫通するように中心部に形成されたガス供給穴とを有し、前記第２の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、ガス供給用の１つの前記マニホルドと連通する位置から前記第１の板状部材のガス供給穴と連通する位置まで前記第２の板状部材を貫通するように形成されたガス供給用の複数のスリットと、前記第２の板状部材と一体で前記複数のスリットの長手方向に沿って各スリットの間を分けるように設けられた梁とを有し、前記第３の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴を有し、前記第４の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、前記第４の板状部材を貫通するように中心部に形成されたガス供給穴とを有し、前記第５の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、ガス供給用の前記マニホルドと連通する位置から前記第４の板状部材のガス供給穴と連通する位置まで前記第５の板状部材を貫通するように形成されたガス供給用のスリットとを有し、前記第６の板状部材は、端部に形成されたマニホルドを構成する貫通穴と、中央部に形成された燃料電池セル収納用の貫通穴とを有し、前記第２の板状部材の上下に前記第３の板状部材と前記第１の板状部材とを密着させることにより、この第２の板状部材の複数のスリットを前記支持電極でない電極に単一のガスを供給するガス供給流路として構成し、前記第５の板状部材の上下に前記第４の板状部材と他の単スタックの第１の収容部材とを密着させることにより、この第５の板状部材のスリットを前記支持電極にガスを供給するガス供給流路として構成することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の平板型燃料電池スタックの１構成例において、前記第４の板状部材は、前記燃料電池セルの支持電極よりも外側の位置に前記第４の板状部材を貫通するように形成された２つのガス回収穴をさらに有し、前記第５の板状部材は、前記ガス回収穴と連通する位置からガス回収用の前記マニホルドと連通する位置まで前記第５の板状部材を貫通するように形成されたガス回収用の２本のスリットをさらに有し、前記２つのガス回収穴から回収したガスをそれぞれ別のガス回収用のマニホルドに導くことを特徴とするものである。
また、本発明の平板型燃料電池スタックの１構成例において、前記第４の板状部材は、前記燃料電池セルの支持電極よりも外側の位置に前記第４の板状部材を貫通するように形成された２つのガス回収穴をさらに有し、前記第５の板状部材は、前記ガス回収穴と連通する位置からガス回収用の前記マニホルドと連通する位置まで前記第５の板状部材を貫通するように形成されたガス回収用の２本のスリットをさらに有し、前記２つのガス回収穴から回収したガスを共通のガス回収用のマニホルドに導くことを特徴とするものである。
また、本発明の平板型燃料電池スタックの１構成例において、前記第５の板状部材は、ガス供給用の１つの前記マニホルドと連通する位置から前記第４の板状部材のガス供給穴と連通する位置まで前記第５の板状部材を貫通するように形成された前記ガス供給用のスリットを複数有し、さらにこの複数のスリットの長手方向に沿って各スリットの間を分けるように前記第５の板状部材と一体で設けられた梁を有し、前記第５の板状部材の上下に前記第４の板状部材と他の単スタックの第１の収容部材とを密着させることにより、この第５の板状部材の複数のスリットを前記支持電極に単一のガスを供給するガス供給流路として構成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スリット（ガス供給流路）の高さが加工精度によらず第２の板状部材の厚さにより決定されるので、セル毎のガス供給流路の断面積の差を小さくすることが可能となり、またガス供給流路の加工方法として安価な打ち抜き加工を利用することができるので、加工精度の高いガス供給流路を安価に形成することが可能となり、各燃料電池セルへのガス分配の均一性の向上と加工費用の低減とを両立させることができる。
【００１１】
また、本発明では、第２の板状部材と一体の梁をスリットの長手方向に沿って設けて各スリットを分離するようにしたことにより、平板型燃料電池スタックに荷重が掛けられたときに、スリット（ガス供給流路）の上下の板が撓んでガス供給流路の内部に押し出されることを防止することができ、ガス供給流路の寸法精度を担保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る平板型燃料電池スタックの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る平板型燃料電池スタックの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る平板型燃料電池スタックの構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［発明の原理］
本発明では、燃料電池セルの燃料極または空気極にガスを供給するガス供給流路を打ち抜き加工可能な３枚の金属板で構成することにより、ガス分配の均一性の向上と加工費用の低減とを両立させる。
【００１４】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る平板型燃料電池スタックの構成を示す分解斜視図である。本実施の形態の平板型燃料電池スタック１は、平面視円形の平板型の燃料電池セル２と、燃料電池セル２を収容する収容部材とを備え、これらを１組として複数組重ねて設けた構造を有する。燃料電池セル２は、空気極と呼ばれる陽極と燃料極と呼ばれる陰極とで電解質の層を挟んだ構造を有する。燃料電池セル２には、燃料極によって機械的強度を担保する燃料極支持型や空気極によって機械的強度を担保する空気極支持型などが存在する。
【００１５】
燃料電池セル２は、支持電極側の収容部材と支持電極と反対側の収容部材とによって挟まれるようにして収容部材の中に収容される。なお、これら収容部材の少なくとも一部は、各燃料電池セル２の燃料極側に供給される燃料と空気極側に供給される空気とが混合しない状態で各燃料電池セル２を電気的に接続するセパレータとしての機能を有する。
【００１６】
本実施の形態では、燃料電池セル２を収容する収容部材のうち、支持電極と反対側（図１の上側）の収容部材のみについて説明する。支持電極側の収容部材については後述する。燃料電池セル２が燃料極支持型の場合、燃料極が支持電極なので、支持電極と反対側の収容部材は、空気極と対向する収容部材となる。また、燃料電池セル２が空気極支持型の場合、空気極が支持電極なので、支持電極と反対側の収容部材は、燃料極と対向する収容部材となる。
【００１７】
図１に示すように、支持電極と反対側の収容部材は、金属からなる平面視矩形の平板型のガス混合防止板３（第３の板状部材）と、支持電極と反対側の電極にガスを供給するガス供給流路６（スリット）が形成された、金属からなる平面視矩形の平板型のガス供給流路板４（第２の板状部材）と、支持電極と反対側の電極にガスを供給するガス供給穴８が中心部に設けられた、金属からなる平面視矩形の平板型のガス供給穴板５（第１の板状部材）とから構成される。これらの板は、燃料電池セル２の支持電極と反対側の電極上に、ガス供給穴板５、ガス供給流路板４、ガス混合防止板３の順に積層される。
【００１８】
ガス混合防止板３とガス供給流路板４とガス供給穴板５の各々の四隅には、電極にガスを供給したりガスを回収したりするためのマニホルドを構成する貫通穴９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが形成されている。また、ガス供給流路板４には、ガス供給用のマニホルドを構成する貫通穴９ｄと連通する位置から後述するガス供給穴８と連通する中心部の位置まで、ガス供給流路板４を貫通するガス供給流路６が形成されている。ガス供給穴板５には、スタックの積層時にガス供給流路６と連通する中心部の位置にガス供給穴８が形成されている。これらのガス供給流路６、ガス供給穴８および貫通穴９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、打ち抜き加工によって予め形成されている。
【００１９】
１枚のセルを用いた平板型燃料電池の組み立て手順を簡単に説明すると、後述する支持電極側の収容部材を組み立てた後に、この支持電極側の収容部材の上に、支持電極が下になるようにして燃料電池セル２を搭載し、この燃料電池セル２の上にガス供給穴板５、ガス供給流路板４、ガス混合防止板３を順に積層する。これらの板の積層によって各板に形成された貫通穴９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが連結され、収容部材の四隅にマニホルドが形成されることになる。また、ガス供給流路６は、ガス混合防止板３とガス供給穴板５とによって挟まれることになる。こうして、平板型燃料電池の単スタックの組み立てが完了する。高い発電出力を得るためには、単スタックを例えば１０ユニットから４０ユニット積層すればよい。
【００２０】
平板型燃料電池スタックの組み立て後、８００℃程度の高温下で金属板同士を拡散接合して気密性を確保する。なお、本実施の形態では、支持電極と反対側の電極の上にガス供給穴板５を直接搭載しているが、これに限るものではなく、支持電極と反対側の電極と、ガス供給穴板５との間に、耐熱網や多孔質金属、波打ち板などの凹凸を有する導電性の板を挿入してもよい。
【００２１】
次に、支持電極と反対側のガスの流れについて簡単に説明する。燃料または空気のいずれかであるガスは、ガス供給用のマニホルドを構成する貫通穴９ｄからガス供給流路６を通ってガス供給穴板５のガス供給穴８に供給され、ガス供給穴８から支持電極と反対側の電極に供給される。燃料電池セル２が燃料極支持型の場合、支持電極と反対側の電極（空気極）に供給されるガスは空気である。一方、燃料電池セル２が空気極支持型の場合、支持電極と反対側の電極（燃料極）に供給されるガスは燃料ガスである。
【００２２】
燃料電池セル２が空気極支持型の場合、貫通穴９ｄは燃料供給用のマニホルドとなり、ガス供給流路６は燃料供給用の流路となる。この場合、ガス供給流路６は、燃料供給用のマニホルドを構成する貫通穴９ｄの断面積に対する当該ガス供給流路６の断面積の比率（以下、第１の比率という）が、０．０１５以上０．０５以下、望ましくは０．０１５以上０．０２以下に設定されている。なお、ガス供給流路６の断面積とは、当該流路におけるガスの流通方向（図１の例では手前から奥に向かう方向）に対して垂直方向の面積のことを意味する。また、マニホルドの断面積とは、当該マニホルドにおけるガスの流通方向（図１では上下方向）に対して垂直な方向の面積のことを意味する。第１の比率を０．０１５以上０．０５以下、望ましくは０．０１５以上０．０２以下に設定することにより、燃料の圧力損失を抑えつつ、各燃料電池セル２に燃料を均一に分配することが可能となり、結果として、平板型燃料電池スタックの性能を向上させることができる。
【００２３】
一方、燃料電池セル２が燃料極支持型の場合、貫通穴９ｄは空気供給用のマニホルドとなり、ガス供給流路６は空気供給用の流路となる。この場合、ガス供給流路６は、空気供給用のマニホルドを構成する貫通穴９ｄの断面積に対する当該ガス供給流路６の断面積の比率（以下、第２の比率という）が、０．０３以上０．１０以下、望ましくは０．０４以上０．０６以下に設定されている。第２の比率を０．０３以上０．１０以下、望ましくは０．０４以上０．０６以下に設定することにより、空気の圧力損失を抑えつつ、各燃料電池セル２に空気を均一に分配することが可能となり、結果として、平板型燃料電池スタックの性能を向上させることができる。
【００２４】
以上の第１の比率および第２の比率については、特許文献１に開示されている。本実施の形態では、燃料電池セル２が空気極支持型の場合、第１の比率が上記の範囲になるようにガス供給流路６の幅（ガスの流通方向に対して垂直方向の寸法）およびガス供給流路板４の厚さを適宜選定すればよい。また、燃料電池セル２が燃料極支持型の場合、第２の比率が上記の範囲になるようにガス供給流路６の幅およびガス供給流路板４の厚さを適宜選定すればよい。
【００２５】
以上のように、本実施の形態では、ガス供給流路６の高さが加工精度によらずガス供給流路板４の厚さにより決定されるので、セル毎のガス供給流路６の断面積の差を小さくすることが可能となり、またガス供給流路６の加工方法として安価な打ち抜き加工を利用することができるので、加工精度の高いガス供給流路６を安価に形成することが可能となり、各燃料電池セル２へのガス分配の均一性の向上と加工費用の低減とを両立させることができる。
【００２６】
なお、支持電極と反対側の電極に供給するガスの流量が大きく、ブロワの出力（すなわち圧力ヘッド）を下げたい場合には、ガス供給流路板４に形成するガス供給流路６の幅を大きくする方法が考えられる。このとき、幅１０ｍｍ以上のガス供給流路６を設けたいときには、図１に示すようにガス供給流路６を複数に分割し、ガス供給流路板４と一体の梁７をガス供給流路６の長手方向（図１の例では手前から奥に向かう方向）に沿って設けて各供給流路６の間を分けるようにすればよい。このような梁７を設けることにより、燃料電池スタックに荷重が掛けられたときに、ガス供給流路６の上下のガス混合防止板３とガス供給穴板５とが撓んでガス供給流路６の内部に押し出されることを防止することができ、組立時のオリフィス（ガス供給流路６）の寸法精度を担保することが可能となる。
【００２７】
ガス供給流路６の幅が１０ｍｍ以下の場合は梁７を設ける必要はない。ガス供給流路６の幅の総計が１０ｍｍを超え、２０ｍｍ未満の場合には、１０ｍｍ以下の幅のガス供給流路６を２本形成して、この２本のガス供給流路６の間に１本の梁７を設けるようにすればよい。ガス供給流路６の幅の総計が２０ｍｍ以上の場合には、梁７の本数を増やし、各ガス供給流路６の幅が１０ｍｍを超えないようにすればよい。梁７の最小幅は打ち抜き加工が可能な幅によって決まり、梁７の最大幅は要求されるガス供給流路６の幅によって決まる。
【００２８】
なお、図１では図示していないが、支持電極と反対側の電極からガスを回収する流路をガス供給流路６と同様にガス供給流路板４に形成してもよい。
【００２９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図２は本発明の第２の実施の形態に係る平板型燃料電池スタックの構成を示す分解斜視図である。本実施の形態では、燃料電池セル２を収容する収容部材のうち、支持電極側（図２の下側）の収容部材のみについて説明する。支持電極と反対側の収容部材は第１の実施の形態で説明したとおりである。燃料電池セル２が燃料極支持型の場合、支持電極側の収容部材は、燃料極と対向する収容部材となる。また、燃料電池セル２が空気極支持型の場合、支持電極側の収容部材は、空気極と対向する収容部材となる。
【００３０】
図２に示すように、支持電極側の収容部材は、金属からなる平面視矩形の平板型のセル収納板１０（第４の板状部材）と、支持電極にガスを供給するガス供給穴１４が中心部に設けられた、金属からなる平面視矩形の平板型のガス供給穴板１１（第１の板状部材）と、支持電極にガスを供給するガス供給流路１６（スリット）とガスを回収するガス回収流路１７（スリット）とが形成された、金属からなる平面視矩形の平板型のガス供給・回収流路板１２（第２の板状部材）とから構成される。これらの板は、ガス供給・回収流路板１２、ガス供給穴板１１、セル収納板１０の順に積層される。
【００３１】
支持電極と反対側の収容部材と同様に、セル収納板１０とガス供給穴板１１とガス供給・回収流路板１２の各々の四隅には、マニホルドを構成する貫通穴９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが形成されている。セル収納板１０には、その中央部にセル収納用の例えば平面視円形の貫通穴１３が形成されている。セル収納板１０の厚さは、燃料電池セル２の厚さと同じか、燃料電池セル２よりも僅かに厚い程度に設定されている。ガス供給穴板１１の上に燃料電池セル２を直接搭載する場合には、セル収納板１０の厚さは燃料電池セル２と同じ厚さでよい。貫通穴１３の径は、燃料電池セル２の外径よりも少し大きい寸法に設定されており、この貫通穴１３の中に燃料電池セル２が配置される。
【００３２】
ガス供給穴板１１には、中心部の位置にガス供給穴１４が形成され、スタックの積層時に貫通穴１３と連通する位置にガス回収穴１５が形成されている。ガス供給・回収流路板１２には、ガス供給用のマニホルドを構成する貫通穴９ｂと連通する位置からガス供給穴１４と連通する中心部の位置まで、ガス供給・回収流路板１２を貫通するガス供給流路１６が形成され、さらにガス回収用のマニホルドを構成する貫通穴９ａ，９ｃと連通する位置からガス回収穴１５と連通する位置まで、ガス供給・回収流路板１２を貫通するガス回収流路１７が形成されている。これらの貫通穴９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、貫通穴１３、ガス供給穴１４、ガス回収穴１５、ガス供給流路１６およびガス回収流路１７は、打ち抜き加工によって予め形成されている。
【００３３】
１枚のセルを用いた平板型燃料電池の組み立て手順を簡単に説明すると、ガス供給・回収流路板１２、ガス供給穴板１１、セル収納板１０の順に積層した後に、セル収納板１０の貫通穴１３の中に、支持電極が下になるようにして燃料電池セル２を収納し、この燃料電池セル２の上に第１の実施の形態で説明したガス供給穴板５、ガス供給流路板４、ガス混合防止板３を順に積層する。こうして、平板型燃料電池の単スタックの組み立てが完了する。第１の実施の形態で説明したとおり、高い発電出力を得るためには、単スタックを例えば１０ユニットから４０ユニット積層すればよい。この場合、ガス供給流路１６およびガス回収流路１７は、ガス供給穴板１１と他の単スタックのガス混合防止板３とによって挟まれることになる。
【００３４】
平板型燃料電池スタックの組み立て後、８００℃程度の高温下で金属板同士を拡散接合して気密性を確保する。なお、本実施の形態では、ガス供給穴板１１の上に燃料電池セル２を直接搭載しているが、これに限るものではなく、燃料電池セル２の支持電極とガス供給穴板１１との間に、耐熱網や多孔質金属、波打ち板などの凹凸を有する導電性の板を挿入してもよい。
【００３５】
次に、支持電極側のガスの流れについて簡単に説明する。燃料または空気のいずれかであるガスは、ガス供給用のマニホルドを構成する貫通穴９ｂからガス供給流路１６を通ってガス供給穴板１１のガス供給穴１４に供給され、ガス供給穴１４から支持電極に供給される。そして、使用済みのガスは、ガス供給穴板１１のガス回収穴１５からガス供給・回収流路板１２のガス回収流路１７を通ってガス回収用のマニホルドを構成する貫通穴９ａ，９ｃに排出され、これらのマニホルドから外部に排出される。上記のとおり、貫通穴１３の径は燃料電池セル２の外径よりも少し大きい寸法に設定されており、この貫通穴１３の端部の位置、具体的には燃料電池セル２の外周部よりも僅かに外側の位置にガス回収穴１５が設けられている。燃料電池セル２が燃料極支持型の場合、支持電極（燃料極）に供給されるガスは燃料ガスである。一方、燃料電池セル２が空気極支持型の場合、支持電極（空気極）に供給されるガスは空気である。
【００３６】
燃料電池セル２が燃料極支持型の場合、貫通穴９ｂは燃料供給用のマニホルドとなり、ガス供給流路１６は燃料供給用の流路となる。この場合、ガス供給流路１６は、上記第１の比率が、０．０１５以上０．０５以下、望ましくは０．０１５以上０．０２以下に設定されている。一方、燃料電池セル２が空気極支持型の場合、貫通穴９ｂは空気供給用のマニホルドとなり、ガス供給流路１６は空気供給用の流路となる。この場合、ガス供給流路１６は、上記第２の比率が、０．０３以上０．１０以下、望ましくは０．０４以上０．０６以下に設定されている。
【００３７】
本実施の形態では、燃料電池セル２が燃料極支持型の場合、第１の比率が上記の範囲になるようにガス供給流路１６の幅（ガスの流通方向に対して垂直方向の寸法）およびガス供給・回収流路板１２の厚さを適宜選定すればよい。また、燃料電池セル２が空気極支持型の場合、第２の比率が上記の範囲になるようにガス供給流路１６の幅およびガス供給・回収流路板１２の厚さを適宜選定すればよい。
【００３８】
以上のように、本実施の形態では、ガス供給流路１６の高さが加工精度によらずガス供給・回収流路板１２の厚さにより決定されるので、セル毎のガス供給流路１６の断面積の差を小さくすることが可能となり、またガス供給流路１６の加工方法として安価な打ち抜き加工を利用することができるので、加工精度の高いガス供給流路１６を安価に形成することが可能となり、各燃料電池セル２へのガス分配の均一性の向上と加工費用の低減とを両立させることができる。
【００３９】
なお、幅１０ｍｍ以上のガス供給流路１６を設けたいときには、第１の実施の形態と同様にガス供給流路１６を複数に分割し、ガス供給・回収流路板１２と一体の梁を各供給流路１６の間に設けるようにすればよい。
【００４０】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図３は本発明の第３の実施の形態に係る平板型燃料電池スタックの構成を示す分解斜視図である。本実施の形態では、燃料電池セル２を収容する収容部材のうち、支持電極側（図３の下側）の収容部材のみについて説明する。支持電極と反対側の収容部材は第１の実施の形態で説明したとおりである。
【００４１】
図２に示すように、支持電極側の収容部材は、セル収納板１０と、ガス供給穴板１１と、ガス供給流路１６とガス回収流路１７ａとが形成された、金属からなる平面視矩形の平板型のガス供給・回収流路板１２ａ（第２の板状部材）とから構成される。これらの板は、ガス供給・回収流路板１２ａ、ガス供給穴板１１、セル収納板１０の順に積層される。
【００４２】
セル収納板１０とガス供給穴板１１については第２の実施の形態で説明したとおりである。支持電極と反対側の収容部材と同様に、ガス供給・回収流路板１２ａの四隅には、マニホルドを構成する貫通穴９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが形成されている。また、ガス供給・回収流路板１２ａには、ガス供給用のマニホルドを構成する貫通穴９ｂと連通する位置からガス供給穴１４と連通する中心部の位置まで、ガス供給・回収流路板１２ａを貫通するガス供給流路１６（スリット）が形成され、さらにガス回収用のマニホルドを構成する貫通穴９ｄと連通する位置からガス回収穴１５と連通する位置まで、ガス供給・回収流路板１２ａを貫通するガス回収流路１７ａ（スリット）が形成されている。これらの貫通穴９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、ガス供給流路１６およびガス回収流路１７ａは、打ち抜き加工によって予め形成されている。
【００４３】
１枚のセルを用いた平板型燃料電池の組み立て手順を簡単に説明すると、ガス供給・回収流路板１２ａ、ガス供給穴板１１、セル収納板１０の順に積層した後に、セル収納板１０の貫通穴１３の中に、支持電極が下になるようにして燃料電池セル２を収納し、この燃料電池セル２の上に第１の実施の形態で説明したガス供給穴板５、ガス供給流路板４、ガス混合防止板３を順に積層する。こうして、平板型燃料電池の単スタックの組み立てが完了する。第１の実施の形態で説明したとおり、高い発電出力を得るためには、単スタックを例えば１０ユニットから４０ユニット積層すればよい。この場合、ガス供給流路１６およびガス回収流路１７ａは、ガス供給穴板１１と他の単スタックのガス混合防止板３とによって挟まれることになる。
【００４４】
平板型燃料電池スタックの組み立て後、８００℃程度の高温下で金属板同士を拡散接合して気密性を確保する。なお、第２の実施の形態で説明したとおり、燃料電池セル２の支持電極とガス供給穴板１１との間に、耐熱網や多孔質金属、波打ち板などの凹凸を有する導電性の板を挿入してもよい。
【００４５】
燃料または空気のいずれかであるガスは、ガス供給用のマニホルドを構成する貫通穴９ｂからガス供給流路１６を通ってガス供給穴板１１のガス供給穴１４に供給され、ガス供給穴１４から支持電極に供給される。そして、使用済みのガスは、ガス供給穴板１１のガス回収穴１５からガス供給・回収流路板１２ａのガス回収流路１７ａを通ってガス回収用のマニホルドを構成する貫通穴９ｄに排出され、このマニホルドから外部に排出される。燃料電池セル２が燃料極支持型の場合、支持電極（燃料極）に供給されるガスは燃料ガスである。一方、燃料電池セル２が空気極支持型の場合、支持電極（空気極）に供給されるガスは空気である。ガス供給流路１６の第１の比率または第２の比率は、第１、第２の実施の形態で説明した範囲になるように設定すればよい。
【００４６】
こうして、本実施の形態では、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、スタックの積層時に２つのガス回収穴１５と連通する２本のガス回収流路１７ａを用いて使用済みのガスを１つの貫通穴９ｄに導くので、セル近傍のガスの流れを担保したまま、ガス回収用のマニホルドの数を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、平板型燃料電池に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…平板型燃料電池スタック、２…燃料電池セル、３…ガス混合防止板、４…ガス供給流路板、５，１１…ガス供給穴板、６，１６…ガス供給流路、７…梁、８，１４…ガス供給穴、９ａ〜９ｄ，１３…貫通穴、１０…セル収納板、１２，１２ａ…ガス供給・回収流路板、１５…ガス回収穴、１７，１７ａ…ガス回収流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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