(57)【要約】【課題】セルスタックを小型化でき、ユニット化する際の電気的接続の信頼性を向上可能な燃料電池セルスタック、これを用いたセルスタックユニットを提供する。【解決手段】セルスタック１は、燃料ガス流路２１を有する電気絶縁性かつ多孔性の支持基材２と、支持基材２の一方表面にアノード層ａ、固体電解質層ｅ及びカソード層ｃが積層された第１発電セル３１１とその間を直列接続する第１セル間インターコネクタ３１２とを有する第１セルスタック部３１と、これと略平行かつ離間状態で上記一方表面に上記と同様に各層が積層された第２発電セル３２２とその間を直列に接続する第２セル間インターコネクタ３２４とを有する第２セルスタック部３２と、各セルスタック部３１、３２の一方端部に接続された第１電極４１、第２電極４２と、各セルスタック部３１、３２の他方端部間を直列接続する第１スタック間インターコネクタ５１とを有している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方端部から他方端部に向かって燃料ガスを流すための燃料ガス流路（２１）を有する電気絶縁性かつ多孔性の支持基材（２）と、  
該支持基材（２）の一方表面に形成されており、アノード層（ａ）、固体電解質層（ｅ）およびカソード層（ｃ）が上記支持基材（２）側から順に積層されている複数個の第１発電セル（３１１）と該複数個の第１発電セル（３１１）間を直列に接続する第１セル間インターコネクタ（３１２）とを有する第１セルスタック部（３１）と、
該第１セルスタック部（３１）と略平行かつ離間した状態で上記支持基材（２）の一方表面に形成されており、アノード層（ａ）、固体電解質層（ｅ）およびカソード層（ｃ）が上記支持基材（２）側から順に積層されている複数個の第２発電セル（３２２）と該複数個の第２発電セル（３２２）間を直列に接続する第２セル間インターコネクタ（３２４）とを有する第２セルスタック部（３２）と、
上記第１セルスタック部（３１）の一方端部に電気的に接続されており、電流を取り出すために用いられる第１電極（４１）と、
上記第２セルスタック部（３２）の一方端部に電気的に接続されており、上記電流とは正負が異なる電流を取り出すために用いられる第２電極（４２）と、
上記第１セルスタック部（３１）および上記第２セルスタック部（３２）の他方端部間を直列に接続する第１スタック間インターコネクタ（５１）とを有することを特徴とする燃料電池セルスタック（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池セルスタック（１）において、
上記支持基材（２）の一方表面と対向する他方表面に上記第１セルスタック部（３１）と対向させて形成されており、アノード層（ａ）、固体電解質層（ｅ）およびカソード層（ｃ）が上記支持基材（２）側から順に積層されている複数個の第３発電セル（３３３）と該複数個の第３発電セル（３３３）間を直列に接続する第３セル間インターコネクタ（３３４）とを有する第３セルスタック部（３３）と、
該第３セルスタック部（３３）と略平行かつ離間した状態で上記支持基材（２）の他方表面に上記第２セルスタック部（３２）と対向させて形成されており、アノード層（ａ）、固体電解質層（ｅ）およびカソード層（ｃ）が上記支持基材（２）側から順に積層されている複数個の第４発電セル（３４４）と該複数個の第４発電セル（３４４）間を直列に接続する第４セル間インターコネクタ（３４５）とを有する第４セルスタック部（３４）と、
上記第３セルスタック部（３３）の一方端部に電気的に接続されており、電流を取り出すために用いられる第３電極（４３）と、
上記第４セルスタック部（３４）の一方端部に電気的に接続されており、上記電流とは正負が異なる電流を取り出すために用いられる第４電極（４４）と、
上記第３セルスタック部（３３）および上記第４セルスタック部（３４）の他方端部間を直列に接続する第２スタック間インターコネクタ（５２）とをさらに有することを特徴とする燃料電池セルスタック（１）。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池セルスタック（１）が上記支持基材（２）の厚み方向に沿って複数積層されており、上記各燃料電池セルスタック（１）間が電気的に接続されているユニット構造を有することを特徴とする燃料電池セルスタックユニット（７）。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池セルスタックユニット（７）において、
上記ユニット構造は、
上記各燃料電池セルスタック（１）に対応して複数設けられ、上記第１電極（４１）と電気的に接続する第１端子片（７１１）を少なくとも備える第１電流取り出し端子（７１）と、
上記各燃料電池セルスタック（１）に対応して複数設けられ、上記第２電極（４２）と電気的に接続する第２端子片（７２２）を少なくとも備える第２電流取り出し端子（７２）とを有しており、
各第１電流取り出し端子（７１）同士および各第２電流取り出し端子（７２）同士が、互いに電気的に接続されていることを特徴とする燃料電池セルスタックユニット（７）。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池セルスタックユニット（７）において、
上記第３電極（４３）および上記第４電極（４４）が存在する場合、
上記第１電流取り出し端子（７１）は、上記第３電極（４３）と電気的に接続する第３端子片（７１３）をさらに備えるとともに、上記第２電流取り出し端子（７２）は、上記第４電極（４４）と電気的に接続する第４端子片（７２４）をさらに備えていることを特徴とする燃料電池セルスタックユニット（７）。
【請求項６】
請求項４に記載の燃料電池セルスタックユニット（７）において、
上記第１電極（４１）と上記第１端子片（７１１）との間、上記第２電極（４２）と上記第２端子片（７２２）との間に、それぞれ導電性酸化物層（７５）が介在していることを特徴とする燃料電池セルスタックユニット（７）。
【請求項７】
請求項５に記載の燃料電池セルスタックユニット（７）において、
上記第１電極（４１）と上記第１端子片（７１１）との間、上記第３電極（４３）と上記第３端子片（７１３）との間、上記第２電極（４２）と上記第２端子片（７２２）との間、上記第４電極（４４）と上記第４端子片（７２４）との間に、それぞれ導電性酸化物層（７５）が介在していることを特徴とする燃料電池セルスタックユニット（７）。
【請求項８】
請求項６または７に記載の燃料電池セルスタックユニット（７）において、
上記導電性酸化物層（７５）を構成する導電性酸化物は、ランタン−ニッケル系酸化物であることを特徴とする燃料電池セルスタックユニッ（７）。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料電池セルスタックユニット（７）において、
上記導電性酸化物は、Ｓｒ、ＭｎおよびＣｏから選択される少なくとも１種の元素を含有していることを特徴とする燃料電池セルスタックユニット（７）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルスタックおよび燃料電池セルスタックユニットに関し、さらに詳しくは、電解質として固体電解質を利用する燃料電池セルスタックおよび燃料電池セルスタックユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解質として安定化ジルコニア等の固体電解質を用いた燃料電池が知られている。例えば、特許文献１には、多孔質の基体管上に、アノード層、固体電解質層およびカソード層からなる複数個の発電セルと、複数個の発電セル間を電気的に接続するインターコネクタとを有する円筒横縞型の燃料電池セルスタックが開示されている。上記燃料電池セルスタックは、基体管の両端に電流を取り出すための電極が設けられている。そのため、上記燃料電池セルスタックは、基体管の内部に挿通した集電棒と基体管の一方端部とを金属フェルトを介して電気的に接続することにより、基体管の他方端部側に電流を取り出す構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の燃料電池セルスタックは、以下の点で問題がある。すなわち、上記燃料電池セルスタックは、高電圧化を図る場合に、基体管の一方端部から他方端部にかけて発電セルを増やす必要があるので、セルスタックが大型化するという問題がある。また、上記燃料電池セルスタックは、高電圧化にも限界がある。さらに、上記燃料電池セルスタックは、集電棒や金属フェルトを基体管内に配置する必要がある等、集電構造が複雑であり、電流の取り出しが困難である。そのため、上記燃料電池セルスタックは、セルスタックを複数接続してユニット化する際における電気的接続の信頼性が低いという問題がある。上記電気的接続の信頼性の低下は、燃料電池セルスタックユニットの発電性能を低下させる原因になる。
【０００５】
本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、セルスタックを小型化することができ、セルスタックをユニット化する際における電気的接続の信頼性を向上させることが可能な燃料電池セルスタック、またこれを用いた燃料電池セルスタックユニットを提供しようとして得られたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、一方端部から他方端部に向かって燃料ガスを流すための燃料ガス流路を有する電気絶縁性かつ多孔性の支持基材と、
該支持基材の一方表面に形成されており、アノード層、固体電解質層およびカソード層が上記支持基材側から順に積層されている複数個の第１発電セルと該複数個の第１発電セル間を直列に接続する第１セル間インターコネクタとを有する第１セルスタック部と、
該第１セルスタック部と略平行かつ離間した状態で上記支持基材の一方表面に形成されており、アノード層、固体電解質層およびカソード層が上記支持基材側から順に積層されている複数個の第２発電セルと該複数個の第２発電セル間を直列に接続する第２セル間インターコネクタとを有する第２セルスタック部と、
上記第１セルスタック部の一方端部に電気的に接続されており、電流を取り出すために用いられる第１電極と、
上記第２セルスタック部の一方端部に電気的に接続されており、上記電流とは正負が異なる電流を取り出すために用いられる第２電極と、
上記第１セルスタック部および上記第２セルスタック部の他方端部間を直列に接続する第１スタック間インターコネクタとを有することを特徴とする燃料電池セルスタックにある（請求項１）。
【０００７】
本発明の他の態様は、上記燃料電池セルスタックが上記支持基材の厚み方向に沿って複数積層されており、上記各燃料電池セルスタック間が電気的に接続されているユニット構造を有することを特徴とする燃料電池セルスタックユニットにある（請求項３）。
【発明の効果】
【０００８】
上記燃料電池セルスタックは、上記構成を有する第１セルスタック部と第２セルスタック部と第１セル間インターコネクタとを有している。つまり、上記燃料電池セルスタックは、支持基材の一方表面に略平行に並ぶ第１セルスタック部および第２セルスタック部が支持基材の他方端部側において第１スタック間インターコネクタを介して直列に接続された構成を有している。そのため、上記燃料電池セルスタックは、支持基材の一方表面上における他方端部側において、電流の流れる方向を一方端部側へ向かうように反転させることができる。それ故、上記燃料電池セルスタックは、各セルスタック部を構成する各発電セルが直列に接続されることによって高電圧化が図られているにもかかわらず、セルスタックを小型化することができる。
【０００９】
さらに、上記燃料電池セルスタックは、上記構成を採用したことにより、電流を取り出すために用いられる第１電極および第２電極を支持基材の一方表面における一方端部側にまとめて配置することができる。そのため、上記燃料電池セルスタックは、従来に比べ、集電構造が簡易であり、支持基材の一方表面における一方端部側にて電流を取り出すことができるので、電流の取り出しが容易である。それ故、上記燃料電池セルスタックは、セルスタックを複数接続してユニット化する際における電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
上記燃料電池セルスタックユニットは、上記燃料電池セルスタックが支持基材の厚み方向に沿って複数積層されており、各燃料電池セルスタック間が電気的に接続されているユニット構造を有している。そのため、上記燃料電池セルスタックユニットは、セルスタックユニットを小型化することができる。また、上記燃料電池セルスタックユニットは、電気的接続の信頼性を向上させることができ、発電性能の向上に寄与することができる。
【００１１】
以上、本発明によれば、セルスタックを小型化することができ、セルスタックをユニット化する際における電気的接続の信頼性を向上させることが可能な燃料電池セルスタック、これを用いた燃料電池セルスタックユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の燃料電池セルスタックにおける支持基材の一方表面側を模式的に示した図である。
【図２】実施例１の燃料電池セルスタックにおける支持基材の他方表面側を模式的に示した図である。
【図３】図１におけるIII−III線断面を模式的に示した図である。
【図４】図１におけるIV−IV線断面を模式的に示した図である。
【図５】図１におけるV−V線断面を模式的に示した図である。
【図６】図１におけるVI−VI線断面を模式的に示した図である。
【図７】実施例２の燃料電池セルスタックにおける支持基材の一方表面側を模式的に示した図である。
【図８】実施例２の燃料電池セルスタックにおける支持基材の他方表面側を模式的に示した図である。
【図９】図７におけるIX−IX線断面を模式的に示した図である。
【図１０】図７におけるX−X線断面を模式的に示した図である。
【図１１】図７におけるXI−XI線断面を模式的に示した図である。
【図１２】図７におけるXII−XII線断面を模式的に示した図である。
【図１３】実施例３の燃料電池セルスタックユニットにおける燃料電池セルスタックの支持基材の一方表面側を模式的に示した図である。
【図１４】図１３におけるXIV−XIV線断面を模式的に示した図である。
【図１５】図１３におけるXV−XV線断面を模式的に示した図である。
【図１６】実施例４の燃料電池セルスタックユニットにおける燃料電池セルスタックの支持基材の一方表面側を模式的に示した図である。
【図１７】図１６におけるXVII−XVII線断面を模式的に示した図である。
【図１８】図１６におけるXVIII−XVIII線断面を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記燃料電池セルスタックについて説明する。上記燃料電池セルスタックにおいて、支持基材は、例えば、平板状、管状などの形状とすることができる。支持基材は、好ましくは、平板状の形状から構成することができる。この場合は、平らな同一面上に各電極を配置することができるので、セルスタックを複数接続してユニット化する際に各電流取り出し端子と電気的な接続を行いやすく、電気的接続の信頼性を向上させるのに有利である。また、支持基材は、長手方向を有する構成とすることができる。この場合は、支持基材の長手方向に沿って各セルスタック部を略平行に配置しやすいので、高電圧化を図りやすくなる利点がある。支持基材の材質としては、例えば、アルミナ、マグネシア、カルシア安定化ジルコニアなどを用いることができる。支持基材の厚みは、具体的には、例えば０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることができる。
【００１４】
上記支持基材における燃料ガス流路は、例えば、一方端部から他方端部に向かって支持基材中を貫通する貫通孔などから構成することができる。より具体的には、例えば、支持基材が長手方向を有する平板状に形成されている場合、燃料ガス流路は、一方端面から他方端面に向かって平板状の支持基材中を長手方向に沿って貫通する貫通孔から構成することができる。なお、燃料ガス流路は、１または２以上から構成することができる。
【００１５】
上記燃料電池セルスタックにおいて、第１セルスタック部および第２セルスタック部は、支持基材の一方表面に２列平行に並んでいる。なお、各セルスタック部は、上記燃料ガス流路と略平行に配置することができる。この場合は、燃料ガス流路内を流れる燃料ガスを各セルスタック部のアノード層に均一に供給しやすく、安定した発電を行うのに有利である。
【００１６】
上記各セルスタック部を構成する各発電セルにおいて、固体電解質層を構成する固体電解質としては、例えば、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等の希土類酸化物を１種または２種以上含む安定化ジルコニア等の酸化ジルコニウム系酸化物、ＬａＧａＯ３、ＬａＧａＯ３のＬａの一部をＳｒ等、Ｇａの一部をＭｇ等で置換したもの、さらにＧａサイトにＣｏ、Ｆｅ等を添加したもの等のランタンガレート系酸化物、ＣｅＯ２、ＣｅＯ２にＧｄ、Ｓｍ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｃａ、Ｄｒ、および、Ｈｏから選択される１種または２種以上の元素がドープされたセリア系固溶体等の酸化セリウム系酸化物などといった酸素イオン導電性を示す固体酸化物セラミックスを例示することができる。なお、固体電解質として固体酸化物セラミックスを用いた燃料電池は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）と称される。なお、固体電解質層の厚みは、例えば、３〜３０μｍ程度とすることができる。
【００１７】
上記各セルスタック部を構成する各発電セルにおいて、アノード層を構成するアノード材料としては、例えば、金属ニッケル、酸化ニッケル、これらと固体電解質とのサーメットなどを例示することができる。アノード層の厚みは、例えば、３０〜１００μｍ程度とすることができる。
【００１８】
上記各セルスタック部を構成する各発電セルにおいて、カソード層を構成するカソード材料としては、例えば、ランタン−マンガン系酸化物、ランタン−コバルト系酸化物、ランタン−鉄系酸化物等の導電性を有するペロブスカイト型酸化物などを例示することができる。カソード層の厚みは、例えば、３０〜１００μｍ程度とすることができる。
【００１９】
なお、上記各セルスタック部を構成する各発電セルにおいて、固体電解質層とカソード層との間には、必要に応じて、中間層を配置することもできる。
【００２０】
上記各セルスタック部において、各セル間インターコネクタは、具体的には、所定間隔で配置された各発電セルにおけるカソード層とアノード層とを電気的に接続することができる。各セル間インターコネクタ材料としては、例えば、ランタン−クロム系酸化物、ストロンチウム−チタン系酸化物、ランタン−フェライト系酸化物などを例示することができる。
【００２１】
上記燃料電池セルスタックにおいて、第１電極は、具体的には、第１セルスタック部の一方端部側に配置された第１発電セルと電気的に接続されている。具体的には、第１電極は、この第１発電セルのアノード層と電気的に接続することができる。この場合、第１電極は、マイナス電流を取り出すために用いられる。また、第１電極は、この第１発電セルにおけるカソード層と電気的に接続することもできる。この場合、第１電極は、プラス電流を取り出すために用いられる。
【００２２】
一方、上記燃料電池セルスタックにおいて、第２電極は、具体的には、第２セルスタック部の一方端部側に配置された第２発電セルと電気的に接続されている。具体的には、第２電極は、この第２発電セルのカソード層と電気的に接続することができる。この場合、第２電極は、プラス電流を取り出すために用いられる。また、第２電極は、この第２発電セルにおけるアノード層と電気的に接続することもできる。この場合、第２電極は、マイナス電流を取り出すために用いられる。なお、カソード層と電気的に接続される電極は、カソード層を一方端部側へ延設し、そのカソード層の一部を電極として機能させる構成とすることができる。この場合は、製造性のよいセルスタックが得られる利点がある。
【００２３】
上記燃料電池セルスタックにおいて、各電極材料としては、例えば、ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３、Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＣｏＯ３などを例示することができる。
【００２４】
上記燃料電池セルスタックにおいて、第１スタック間インターコネクタは、第１電極がマイナス側の電極、第２電極がプラス側の電極とされる場合、具体的には、第１セルスタック部における他方端部側に配置された第１発電セルのカソード層、第２セルスタック部における他方端部側に配置された第２発電セルのアノード層と電気的に接続することによって直列化することができる。また、第１スタック間インターコネクタは、第１電極がプラス側の電極、第２電極がマイナス側の電極とされる場合、具体的には、第１セルスタック部における他方端部側に配置された第１発電セルのアノード層、第２セルスタック部における他方端部側に配置された第２発電セルのカソード層と電気的に接続することによって直列化することができる。第１スタック間インターコネクタ材料としては、例えば、ランタン−クロム系酸化物、ストロンチウム−チタン系酸化物、ランタン−フェライト系酸化物などを例示することができる。
【００２５】
上記燃料電池セルスタックは、支持基材の一方表面と対向する他方表面に第１セルスタック部と対向させて形成されており、アノード層、固体電解質層およびカソード層が支持基材側から順に積層されている複数個の第３発電セルと該複数個の第３発電セル間を直列に接続する第３セル間インターコネクタとを有する第３セルスタック部と、該第３セルスタック部と略平行かつ離間した状態で支持基材の他方表面に第２セルスタック部と対向させて形成されており、アノード層、固体電解質層およびカソード層が支持基材側から順に積層されている複数個の第４発電セルと該複数個の第４発電セル間を直列に接続する第４セル間インターコネクタとを有する第４セルスタック部と、第３セルスタック部の一方端部に電気的に接続されており、電流を取り出すために用いられる第３電極と、第４セルスタック部の一方端部に電気的に接続されており、上記電流とは正負が異なる電流を取り出すために用いられる第４電極と、第３セルスタック部および第４セルスタック部の他方端部間を直列に接続する第２スタック間インターコネクタとをさらに有する構成とすることができる（請求項２）。
【００２６】
この場合は、支持基材の他方表面に略平行に並ぶ第３セルスタック部および第４セルスタック部が支持基材の他方端部側において第２スタック間インターコネクタを介して直列に接続された構成を有している。そのため、この場合は、支持基材の一方表面のみならず、他方表面においても発電することできる上、支持基材の他方表面上における他方端部側において、電流の流れる方向を一方端部側へ向かうように反転させることができる。それ故、この場合は、高集積かつ小型化に有利な燃料電池セルスタックを得ることができる。
【００２７】
また、この場合は、電流を取り出すために用いられる第３電極および第４電極を支持基材の他方表面における一方端部側にまとめて配置することができる。そのため、この場合は、支持基材の一方表面および他方表面の両表面における一方端部側にて電流を取り出すことができる。それ故、この場合は、上記のように高集積化されていても電流の取り出しが容易であるので、セルスタックを複数接続してユニット化する際における電気的接続の信頼性を向上させやすい。
【００２８】
なお、この場合、第３セルスタック部、第４セルスタック部、第３電極、第４電極、第２スタック間インターコネクタの各構成については、それぞれ第１セルスタック部、第２セルスタック部、第１電極、第２電極、第１スタック間インターコネクタの説明を準用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００２９】
上記燃料電池セルスタックは、水素、改質ガス等の燃料ガスを燃料ガス流路に供給し、酸素、空気等の酸化剤ガスをセルスタックの外側表面に供給することによって発電させることができる。なお、上記燃料電池セルスタックにおいて、各セルスタック部、各電極、各スタック間インターコネクタが配置されていない支持基材の表面は、燃料ガスが酸化剤ガスと混ざらないように、必要に応じて、ガラスシール材などによる緻密膜を用いてシールすることができる。
【００３０】
上記燃料電池セルスタックユニットについて説明する。上記燃料電池セルスタックユニットにおいて、複数の燃料電池セルスタックは、具体的には、互いに離間させた状態で積層された構成とすることができる。これにより、隣り合う燃料電池セルスタックが互いに接触することがなくなる。また、酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路として、各燃料電池セルスタック間の隙間を使用することができる。なお、各燃料電池セルスタック間の隙間は、絶縁体などを介在させることによって形成することができる。
【００３１】
上記燃料電池セルスタックユニットにおいて、各燃料電池セルスタックは、その各電極が形成されている一方端部側をそれぞれ同じ側に向けて積層された構成とすることができる。これにより、セルスタックユニットの一方端部側に各燃料電池セルスタックの各電極がまとめられ、電流の取り出しが容易になる。
【００３２】
上記燃料電池セルスタックユニットにおいて、各燃料電池セルスタック間は、並列接続または直列接続のいずれの接続とすることも可能である。具体的には、例えば、各燃料電池セルスタック間を並列接続するには、次のように構成すればよい。すなわち、支持基材の一方表面にだけ各セルスタック部が形成されている場合は、各燃料電池セルスタックにおける支持基材の一方表面を同じ側に向けて積層し、各第１電極同士、各第２電極同士を端子等の導電性部材によってそれぞれ電気的に接続する。また、支持基材の一方表面および他方表面の両面に各セルスタック部が形成されている場合は、各燃料電池セルスタックを上記と同様に積層し、各第１電極および第３電極同士、各第２電極および各第４電極同士を端子等の導電性部材によってそれぞれ電気的に接続する。これにより、各燃料電池セルスタックが並列化されたユニット構造を有する大容量の燃料電池セルスタックユニットを容易に得ることができる。
【００３３】
上記燃料電池セルスタックユニットは、燃料ガス供給マニフォルドを用い、燃料ガスを各セルスタックの燃料ガス流路に供給し、酸化剤ガス供給マニフォルドを用い、酸化剤ガスを各セルスタックの外側表面に供給することなどによって発電させることができる。また、各セルスタックにて使用されなかった燃料ガスは、燃料ガス回収マニフォルドを用い、回収することができる。同様に、各セルスタックにて使用されなかった酸化剤ガスは、酸化剤ガス回収マニフォルドを用いて回収したり、酸化剤ガス排気マニフォルドを用いて排気したりすることができる。
【００３４】
上記燃料電池セルスタックユニットにおいて、上記ユニット構造は、各燃料電池セルスタックに対応して複数設けられ、第１電極と電気的に接続する第１端子片を少なくとも備える第１電流取り出し端子と、各燃料電池セルスタックに対応して複数設けられ、第２電極と電気的に接続する第２端子片を少なくとも備える第２電流取り出し端子とを有しており、各第１電流取り出し端子同士および各第２電流取り出し端子同士が、互いに電気的に接続されている構成とすることができる（請求項４）。
【００３５】
この場合は、高電圧化された各セルスタックが並列に積層されてユニット化されたセルスタックユニットを簡易に構成することができる。また、この場合は、各セルスタックが並列に接続されるので、各セルスタックのうちの一部が故障した場合であっても、セルスタックユニット全体の電流の取り出しが不可能とならず、セルスタックユニットの信頼性を向上させやすくなる利点もある。
【００３６】
上記燃料電池セルスタックユニットにおいて、第３電極および第４電極が存在する場合、第１電流取り出し端子は、第３電極と電気的に接続する第３端子片をさらに備えるとともに、第２電流取り出し端子は、第４電極と電気的に接続する第４端子片をさらに備えているとよい（請求項５）。
【００３７】
この場合は、第１電流取り出し端子の第１端子片および第３端子片の間に、支持基材の両表面における第１電極および第３電極の形成部位を差し込むことにより、各端子片と各電極とを電気的に接続させることができる。同様に、この場合は、第２電流取り出し端子の第２端子片および第４端子片の間に、支持基材の両表面における第２電極および第４電極の形成部位を差し込むことにより、各端子片と各電極とを電気的に接続させることができる。そのため、この場合は、各セルスタックにおける支持基材の両表面にて発電された電流を、第１電流取り出し端子および第２電流取り出し端子を介して容易にまとめて取り出すことができる。また、この場合は、高電圧化された各セルスタックが並列に積層されてユニット化された大容量のセルスタックユニットを比較的容易に構成することができる。
【００３８】
上記各電流取り出し端子の各端子片は、対応する各電極と接触や接合等によって電気的に接続することができる。上記各電流取り出し端子の各端子片は、好ましくは、対応する各電極と接合によって電気的に接続されているとよい。振動等が加わっても電気的な接続を確保しやすく、信頼性を向上させやすいからである。また、上記各電流取り出し端子の各端子片は、対応する各電極と面同士で電気的に接続することができる。この場合は、接触抵抗の低減に有利であり、発電性能の向上に寄与しやすくなる。
【００３９】
上記各電流取り出し端子の材料としては、具体的には、例えば、フェライト系金属（特にフェライト系のＦｒ−Ｃｒ系合金）などの金属（金属には合金も含む、以下省略）材料などを例示することができる。各電流取り出し端子が金属材料から形成されている場合、少なくとも各端子片における電極側の面は、金属の耐久性を向上させる等の観点から、スピネル構造を有するマンガン−コバルト複合酸化物(例えばＭｎＣｏ２Ｏ４)層などが被覆されているとよい。
【００４０】
上記燃料電池セルスタックユニットにおいて、第１電極と第１端子片との間、第２電極と第２端子片との間に、それぞれ導電性酸化物層が介在しているとよい（請求項６）。また、第３電極および第４電極が存在する場合には、第１電極と第１端子片との間、第３電極と第３端子片との間、第２電極と第２端子片との間、第４電極と第４端子片との間に、それぞれ導電性酸化物層が介在しているとよい（請求項７）。
【００４１】
この場合は、導電性酸化物層の介在により、電気的接続の信頼性が高く、電気抵抗の損失の小さいセルスタックユニットが得られる。なお、導電性酸化物層は、焼き付け等による接合によって上記各電極と上記各端子片との間に介在させることができる。
【００４２】
この際、上記導電性酸化物層を構成する導電性酸化物としては、具体的には、例えば、導電性等の観点から、ランタン-ニッケル系酸化物、ランタン-コバルト系酸化物などのペロブスカイト型酸化物を例示することができる（請求項８）。このうち、上記導電性酸化物としては、低オーミック抵抗、耐久性向上等の観点から、ＬａＮｉｘＦｅ（１−ｘ）Ｏ３（但し、ｘは、好ましくは０．２〜０．５、より好ましくは０．３〜０．５、さらに好ましくは０．４〜０．５）などのＬａ−Ｎｉ−Ｆｅ系ペロブスカイト型酸化物を好適に用いることができる。
【００４３】
この場合は、上記導電性酸化物層を介して各電極と各端子片とが電気的に接続しているので、電気的接続の信頼性が高く、電気抵抗の損失の小さいセルスタックユニットを得やすくなる。
【００４４】
また、上記導電性酸化物は、Ｓｒ、ＭｎおよびＣｏから選択される少なくとも１種の元素を含有していてもよい（請求項９）。なお、上記元素は、導電性酸化物を構成する元素の一部を置換することにより含有させることができる。導電性酸化物がランタン−ニッケル系酸化物の場合、具体的には、例えば、上記元素は、Ｌａおよび／またはＮｉの一部を置換することにより含有させることができる。
【００４５】
この場合は、より一層、電気的接続の信頼性が高く、電気抵抗の損失の小さいセルスタックユニットを得やすくなる。
【００４６】
上記導電性酸化物層の厚みは、各端子片との接合などの観点から、好ましくは５０〜４００μｍ程度、より好ましくは１００〜２００μｍ程度とすることができる。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例の燃料電池セルスタック、燃料電池セルスタックユニットについて、図面を用いて説明する。なお、同一部材については同一の符号を用いて説明する。
【００４８】
（実施例１）
実施例１の燃料電池セルスタックについて、図１〜図６を用いて説明する。図１〜図６に示すように、燃料電池セルスタック１は、支持基材２と、第１セルスタック部３１と、第２セルスタック部３２と、第１電極４１と、第２電極４２と、第１スタック間インターコネクタ５１とを有している。
【００４９】
支持基材２は、電気絶縁性かつ多孔性であり、一方端部から他方端部に向かって燃料ガスを流すための燃料ガス流路２１を有している。本例では、具体的には、支持基材２は、長手方向を有する平板状に形成されており、その材質はアルミナである。支持基材２における長手方向の長さは２００ｍｍ、短手方向の長さは６０ｍｍ、厚みは０．５ｍｍである。燃料ガス流路２１は、一方端面から他方端面に向かって支持基材２中を長手方向に沿って貫通する４つの貫通孔２１０から構成されている。燃料ガスとしては水素を用いる。
【００５０】
第１セルスタック部３１は、支持基材２の一方表面に形成されている。第１セルスタック部３１は、アノード層ａ、固体電解質層ｅおよびカソード層ｃが支持基材２側から順に積層されている複数個の第１発電セル３１１と、複数個の第１発電セル３１１間を直列に接続する第１セル間インターコネクタ３１２とを有している。
【００５１】
一方、第２セルスタック部３２は、第１セルスタック部３１と略平行かつ離間した状態で支持基材２の一方表面に形成されている。したがって、第１セルスタック部３１および第２セルスタック部３２は、支持基材２の一方表面に２列平行に並んで形成されている。第２セルスタック３２部は、アノード層ａ、固体電解質層ｅおよびカソード層ｃが支持基材２側から順に積層されている複数個の第２発電セル３２２と、複数個の第２発電セル３２２間を直列に接続する第２セル間インターコネクタ３２４とを有している。
【００５２】
本例では、具体的には、第１セルスタック部３１は、支持基材２の一方表面上に、支持基材２の長手方向（燃料ガス流路２１）に沿って第１発電セル３１１が複数個配置され、複数個の第１発電セル３１１間が第１セル間インターコネクタ３１２を介して直列に接続されることにより構成されている。第１セル間インターコネクタ３１２は、隣り合う第１発電セル３１１のカソード層ｃとアノード層ａとを電気的に接続している。一方、第２セルスタック部３２は、支持基材２の一方表面上に、支持基材２の長手方向（燃料ガス流路２１）に沿って第２発電セル３２２が複数個配置され、複数個の第２発電セル３２２間が第２セル間インターコネクタ３２４を介して直列に接続されることにより構成されている。第２セル間インターコネクタ３２４は、隣り合う第２発電セル３２２のアノード層ａとカソード層ｃとを電気的に接続している。
【００５３】
なお、本例では、各セル間インターコネクタ３１２、３２４のカソード接続側が、アノード層ａと電気的に接続しないよう固体電解質層ｅの延設部位によって絶縁されている。また、各セル間インターコネクタ３１２、３２４のアノード接続側は、カソード層ｃと電気的に接続しないようにその厚みが調整されている。
【００５４】
本例では、具体的には、固体電解質層ｅは、酸化ジルコニウム系酸化物である、８ｍｏｌ％のＹ２Ｏ３を含むイットリア安定化ジルコニア（以下、８ＹＳＺ）より形成されており、その厚みは１０μｍである。アノード層ａは、Ｎｉと８ＹＳＺとのサーメットから形成されており、その厚みは５０μｍである。カソード層ｃは、Ｌａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８（以下、ＬＳＣＦ）より形成されており、その厚みは５０μｍである。各セル間インターコネクタ３１２、３２４は、Ｌａ０．７Ｃａ０．３ＣｒＯ３より形成されている。なお、上記材料構成からわかるように、本例の燃料電池セルスタック１は、固体電解質として固体酸化物セラミックスを用いた固体酸化物形の燃料電池である。アノード層ａに供給する燃料ガスとしては水素を用い、カソード層ｃに供給する酸化剤ガスとしては空気を用いる。
【００５５】
第１電極４１は、第１セルスタック部３１の一方端部に電気的に接続されており、電流を取り出すために用いられる。本例では、具体的には、第１電極４１は、第１セルスタック部３１における一方端部側に配置された第１発電セル３１１のアノード層ａと電気的に接続されており、マイナス電流を取り出すために用いられる。第１電極４１は、ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３より形成されている。なお、上記電気的な接続には、第１セル間インターコネクタ３１２と同じ材質からなるセル−電極間インターコネクタ８１を用いている。
【００５６】
一方、第２電極４２は、第２セルスタック部３２の一方端部に電気的に接続されており、第１電極４１から取り出す電流とは正負が異なる電流を取り出すために用いられる。本例では、具体的には、第２電極４２は、第２セルスタック部３２における一方端部側に配置された第２発電セル３２２のカソード層ｃと電気的に接続されており、プラス電流を取り出すために用いられる。第２電極４２は、ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３より形成されている。なお、第２電極４２は、一方端部側へ延設されたカソード層ｃの一部から構成されている。また、第２電極４２と支持基材２との間には、第２電極４２の高さをカソード層ｃと同じに揃えるため、第２セル間インターコネクタ３２４と同じ材質からなる高さ調整層８２が設けてある。
【００５７】
第１スタック間インターコネクタ５１は、第１セルスタック部３１および第２セルスタック部３２の他方端部間を直列に接続している。本例の燃料電池セルスタック１は、第１電極４１がマイナス側の電極、第２電４２極がプラス側の電極とされる。したがって、本例では、具体的には、第１スタック間インターコネクタ５１は、第１セルスタック部３１における他方端部側に配置された第１発電セル３１１のカソード層ｃと、第２セルスタック部３２における他方端部側に配置された第２発電セル３２２のアノード層ａとを電気的に接続している。これにより、第１セルスタック部３１と第２セルスタック部３２とが直列化されている。なお、第１スタック間インターコネクタ５１は、Ｌａ０．７Ｃａ０．３ＣｒＯ３より形成されている。
【００５８】
燃料電池セルスタック１において、各セルスタック部３１、３２、各電極４１、４２、スタック間インターコネクタ５１が配置されていない支持基材２の表面は、燃料ガスが酸化剤ガスと混ざらないように、ガラスシール材からなる緻密膜６によりシールされている。
【００５９】
本例の燃料電池セルスタックは、概略、次のようにして製造したものである。すなわち、押し出し成形により形成した支持基材の所定の表面に、スクリーン印刷法を用いて、焼成によりアノード層になる前駆体層Ａを所定の配置で形成する。次いで、上記支持基材の表面に、スクリーン印刷法を用いて、焼成により固体電解質層になる前駆体層Ｅを所定の配置で形成する。次いで、上記支持基材の表面に、スクリーン印刷法を用いて、焼成により各セル間インターコネクタになる前駆体層ＣＩ、焼成により第１スタック間インターコネクタになる前駆体層ＳＩ、焼成によりセル−電極間インターコネクタになる前駆体層ＣＥ、焼成により高さ調整層になる前駆体層Ｓをそれぞれ所定の配置で形成する。次いで、各前駆体層を形成した支持基材を１４００℃で２時間焼成する。次いで、この支持基材の表面に、スクリーン印刷法を用いて、焼成によりカソード層となる前駆体層Ｃを所定の配置で形成し、焼成する。次いで、この支持基材の表面に、ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３を焼き付け、各電極を形成する。次いで、各セルスタック部、各電極、スタック間インターコネクタが配置されていない支持基材の表面を、ガラスシール材からなる緻密膜によりシールする。
【００６０】
次に、本例の燃料電池セルスタック１の作用効果について説明する。燃料電池セルスタック１は、上記構成を有する第１セルスタック部３１と第２セルスタック部３２と第１セル間インターコネクタ３１２とを有している。つまり、燃料電池セルスタック１は、支持基材２の一方表面に略平行に並ぶ第１セルスタック部３１および第２セルスタック部３２が支持基材２の他方端部側において第１スタック間インターコネクタ５１を介して直列に接続された構成を有している。そのため、燃料電池セルスタック１は、支持基材２の一方表面上における他方端部側において、電流の流れる方向を一方端部側へ向かうように反転させることができる。それ故、燃料電池セルスタック１は、各セルスタック部３１、３２を構成する各発電セル３１１、３２２が直列に接続されることによって高電圧化が図られているにもかかわらず、セルスタック１を小型化することができる。
【００６１】
さらに、燃料電池セルスタック１は、上記構成を採用したことにより、電流を取り出すために用いられる第１電極４１および第２電極４２を支持基材２の一方表面における一方端部側にまとめて配置することができる。そのため、燃料電池セルスタック１は、従来に比べ、集電構造が簡易であり、支持基材２の一方表面における一方端部側にて電流を取り出すことができるので、電流の取り出しが容易である。それ故、燃料電池セルスタック１は、セルスタック１を複数接続してユニット化する際における電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
さらに、燃料電池セルスタック１は、以下の作用効果も奏することができる。すなわち、燃料電池セルスタック１は、長手方向を有する平板状の支持基材２を用いている。そのため、燃料電池セルスタック１は、平らな同一面上に各電極４１、４２を配置することができるので、セルスタック１を複数接続してユニット化する際に各電流取り出し端子７１、７２と電気的な接続を行いやすく、電気的接続の信頼性を向上させることができる。また、支持基材２の長手方向に沿って各セルスタック部３１、３２を略平行に配置しやすいので、高電圧化を図りやすい。また、燃料電池セルスタック１は、燃料ガス流路２１と略平行に各セルスタック部３１、３２が配置されている。そのため、燃料電池セルスタック１は、燃料ガス流路２１内を流れる燃料ガスを各セルスタック部３１、３２のアノード層ａに均一に供給しやすく、安定した発電を行うのに有利である。
【００６３】
（実施例２）
実施例２の燃料電池セルスタックについて、図７〜図１２を用いて説明する。図７〜図１２に示すように、本例の燃料電池セルスタック１は、支持基材２の一方表面側の構成は、実施例１の燃料電池セルスタック１と同構成であるので説明は省略する。本例の燃料電池セルスタック１は、支持基材２の他方表面側にも、支持基材２の一方表面側と同様の発電要素が形成されており、支持基材２の両面で発電することができる点において、実施例１の燃料電池セルスタック１と異なっている。
【００６４】
本例の燃料電池セルスタック１は、支持基材２の一方表面と対向する他方表面に、第３セルスタック部３３と、第４セルスタック部３４と、第３電極４３と、第４電極４４と、第２スタック間インターコネクタ５２とをさらに有している。
【００６５】
第３セルスタック部３３は、支持基材２の他方表面に第１セルスタック部３１と対向させて形成されている。第３セルスタック部３３は、アノード層ａ、固体電解質層ｅおよびカソード層ｃが支持基材２側から順に積層されている複数個の第３発電セル３３３と、複数個の第３発電セル３３３間を直列に接続する第３セル間インターコネクタ３３４とを有している。
【００６６】
一方、第４セルスタック部３４は、第３セルスタック部３３と略平行かつ離間した状態で支持基材２の他方表面に第２セルスタック部３２と対向させて形成されている。したがって、第３セルスタック部３３および第４セルスタック部３４は、支持基材２の他方表面に２列平行に並んで形成されている。第４セルスタック部３４は、アノード層ａ、固体電解質層ｅおよびカソード層ｃが支持基材２側から順に積層されている複数個の第４発電セル３４４と、複数個の第４発電セル３４４間を直列に接続する第４セル間インターコネクタ３４５とを有している。
【００６７】
本例では、具体的には、第３セルスタック部３３は、支持基材２の他方表面上に、支持基材２の長手方向（燃料ガス流路２１）に沿って第３発電セル３３３が複数個配置され、複数個の第３発電セル３３３間が第３セル間インターコネクタ３３４を介して直列に接続されることにより構成されている。第３セル間インターコネクタ３３４は、隣り合う第３発電セル３３３のカソード層ｃとアノード層ａとを電気的に接続している。一方、第４セルスタック部３４は、支持基材２の他方表面上に、支持基材２の長手方向（燃料ガス流路２１）に沿って第４発電セル３４４が複数個配置され、複数個の第４発電セル３４４間が第４セル間インターコネクタ３４５を介して直列に接続されることにより構成されている。第４セル間インターコネクタ３４５は、隣り合う第４発電セル３４４のアノード層ａとカソード層ｃとを電気的に接続している。
【００６８】
第３電極４３は、第３セルスタック部３３の一方端部に電気的に接続されており、電流を取り出すために用いられる。本例では、具体的には、第３電極４３は、第３セルスタック部３３における一方端部側に配置された第３発電セル３３３のアノード層ａと電気的に接続されており、マイナス電流を取り出すために用いられる。
【００６９】
一方、第４電極４４は、第４セルスタック部３４の一方端部に電気的に接続されており、第３電極４３から取り出す電流とは正負が異なる電流を取り出すために用いられる。本例では、具体的には、第４電極４４は、第４セルスタック部３４における一方端部側に配置された第４発電セル３４４のカソード層ｃと電気的に接続されており、プラス電流を取り出すために用いられる。
【００７０】
第２スタック間インターコネクタ５２は、第３セルスタック部３３および第４セルスタック部３４の他方端部間を直列に接続している。本例の燃料電池セルスタック１は、第３電極４３がマイナス側の電極、第４電極４４がプラス側の電極とされる。したがって、本例では、具体的には、第２スタック間インターコネクタ５２は、第３セルスタック部３３における他方端部側に配置された第３発電セル３３３のカソード層ｃと、第４セルスタック部３４における他方端部側に配置された第４発電セル３４４のアノード層ａとを電気的に接続している。これにより、第３セルスタック部３３と第４セルスタック部３４とが直列化されている。なお、その他の構成は、実施例１と同様であるので、実施例１の記載を準用する。
【００７１】
次に、本例の燃料電池セルスタック１の作用効果について説明する。本例の燃料電池セルスタック１は、実施例１の燃料電池セルスタック１と同様の作用効果を奏することができる。本例の燃料電池セルスタック１は、さらに、以下の作用効果を奏ることができる。
【００７２】
すなわち、本例の燃料電池セルスタック１は、支持基材２の他方表面に略平行に並ぶ第３セルスタック部３３および第４セルスタック部３４が支持基材２の他方端部側において第２スタック間インターコネクタ５２を介して直列に接続された構成を有している。そのため、燃料電池セルスタック１は、支持基材２の一方表面のみならず、他方表面においても発電することできる上、支持基材２の他方表面上における他方端部側において、電流の流れる方向を一方端部側へ向かうように反転させることができる。それ故、燃料電池セルスタック１は、高集積かつ小型化に有利である。
【００７３】
また、燃料電池セルスタック１は、電流を取り出すために用いられる第３電極４３および第４電極４４を支持基材２の他方表面における一方端部側にまとめて配置することができる。そのため、燃料電池セルスタック１は、支持基材２の一方表面および他方表面の両表面における一方端部側にて電流を取り出すことができる。それ故、燃料電池セルスタック１は、上記のように高集積化されていても電流の取り出しが容易であるので、セルスタック１を複数接続してユニット化する際における電気的接続の信頼性を向上させやすい。
【００７４】
（実施例３）
実施例３の燃料電池セルスタックユニットについて、図１３〜図１５を用いて説明する。図１３〜図１５に示すように、本例の燃料電池セルスタックユニット７は、実施例１の燃料電池セルスタック１を複数用いて構成されている。すなわち、本例の燃料電池セルスタックユニット７は、実施例１の燃料電池セルスタック１がその支持基材３の厚み方向に沿って４つ積層されており、各燃料電池セルスタック１間が電気的に接続されているユニット構造を有している。なお、図１４中、実施例１の燃料電池セルスタック１は簡略化して示してある。また、図１５は、最上段の燃料電池セルスタック１のみ示してある。また、第２セルスタック部３２の長手方向に沿った断面は、基本的に図１４と同様であるので省略してある。
【００７５】
本例では、具体的には、各燃料電池セルスタック１は、隣り合う燃料電池セルスタック１が互いに接触しないよう各燃料電池セルスタック１間の隙間７７に絶縁体７７２を介在させることによって互いに離間させた状態とされ、支持基材２の一方表面を同じ側に向けて積層されている。なお、上記隙間７７２は、各発電セル３１１、３２２のカソード層ｃへ酸化剤ガスとしての空気を流すための酸化剤ガス流路として使用される。
【００７６】
また、本例では、各第１電極４１同士、各第２電極４２同士は、それぞれ各燃料電池セルスタック１に対応して複数設けられた端子７０によって電気的に接続れている。つまり、本例の燃料電池セルスタックユニット７は、燃料電池セルスタック１が並列に積層されたユニット構造を有している。より具体的には、各燃料電池セルスタック１に対応して複数設けられた第１電流取り出し端子７１は、第１基部７１０と、第１基部７１０から突設され、第１電極４１と電気的に接続する第１端子片７１１とを備えている。一方、各燃料電池セルスタック１に対応して複数設けられた第２電流取り出し端子７２は、第２基部７２０と、第２基部７２０から突設され、第２電極４２と電気的に接続する第２端子片７２２とを備えている。そして、各第１電流取り出し端子７１同士は、互いに各第１基部７０１同士が接合により電気的に接続されている。また、各第２電流取り出し端子７２同士は、互いに各第２基部７２０同士が接合により電気的に接続されている。各電流取り出し端子７１、７２は、その表面がマンガン−コバルト層７０２により被覆されたフェライト系金属層７０１（フェライト系のＦｒ−Ｃｒ系合金）より形成されている。
【００７７】
なお、燃料電池セルスタックユニット７は、各端子片７１１、７２２の内側面と外側面との間に形成された隙間７８を介して、燃料ガス供給マニフォルド８０１に対応して形成された各ガス供給口（不図示）から各セルスタック１の燃料ガス流路２１に燃料ガスをそれぞれ供給する。また、各セルスタック１にて使用されなかった燃料ガスは、燃料ガス回収マニフォルド８０２を用いてまとめて回収する。
【００７８】
また、本例では、図１５に示すように、第１電極４１と第１端子片７１１との間、第２電極４２と第２端子片７２２との間に、それぞれ導電性酸化物層７５が介在している。導電性酸化物層７５は、焼き付けにより各電極４１、４２、各端子片７１１、７２２に接合してあり、その厚みは１００μｍである。また、導電性酸化物層７５を構成する導電性酸化物は、ＬａＮｉ０．６Ｆｅ０．４Ｏ３である。
【００７９】
次に、本例の燃料電池セルスタックユニット７の作用効果について説明する。本例の燃料電池セルスタックユニット７は、燃料電池セルスタック１が支持基材２の厚み方向に沿って複数積層されており、各燃料電池セルスタック１間が電気的に接続されているユニット構造を有している。そのため、燃料電池セルスタックユニット７は、セルスタックユニット７を小型化することができる。また、燃料電池セルスタックユニット７は、電気的接続の信頼性を向上させることができ、発電性能の向上に寄与することができる。
【００８０】
さらに、本例の燃料電池セルスタックユニット７は、以下の作用効果も奏することができる。すなわち、本例の燃料電池セルスタックユニット７は、各燃料電池セルスタック１の一方端部側がそれぞれ同じ側に向けて積層されている。そのため、燃料電池セルスタックユニット７は、セルスタックユニット７の一方端部側に各燃料電池セルスタック１の各電極４１、４２がまとめられ、電流の取り出しが容易である。また、燃料電池セルスタックユニット７は、高電圧化された各セルスタック１が並列に積層されてユニット化されたセルスタックユニット７を簡易に構成することができる。また、燃料電池セルスタックユニット７は、各セルスタック１が並列に接続されているので、各セルスタック１のうちの一部が故障した場合であっても、セルスタックユニット７全体の電流の取り出しが不可能とならず、セルスタックユニット７の信頼性を向上させることができる。また、燃料電池セルスタックユニット７は、上記Ｌａ−Ｎｉ−Ｆｅ系ペロブスカイト型酸化物よりなる導電性酸化物層７５の介在により、電気的接続の信頼性が高く、電気抵抗の損失を小さくしやすい。
【００８１】
（実施例４）
実施例４の燃料電池セルスタックユニットについて、図１６〜図１８を用いて説明する。図１６〜図１８に示すように、本例の燃料電池セルスタックユニット７は、実施例２の燃料電池セルスタック１を複数用いて構成されている点で、実施例３の燃料電池セルスタックユニット７と異なっている。また、支持基材２の両面で発電できる実施例２の燃料電池セルスタック１を用いているので、電流を取り出すための端子７の構成が実施例３の燃料電池セルスタックユニット７と異なっている。なお、図１７中、実施例２の燃料電池セルスタック１は簡略化して示してある。また、図１８は、最上段の燃料電池セルスタック１のみ示してある。また、第２セルスタック部３２の長手方向に沿った断面は、基本的に図１７と同様であるので省略してある。以下、相違点について詳細に説明し、その他の構成は実施例３の燃料電池セルスタックユニット７と同様の構成であるので説明は省略する。
【００８２】
本例の燃料電池セルスタックユニット７は、第３電極４３および第４電極４４が存在している。そのため、これらの各電極４３、４４からも電流を取り出すことができるように、第１電流取り出し端子７１は、第１基部７０１から突設され、第３電極４３と電気的に接続する第３端子片７１３をさらに備えている。また、第２電流取り出し端子７２は、第２基部７０２から突設され、第４電極４４と電気的に接続する第４端子片７２４とを備えている。そして、各第１電流取り出し端子７１同士は、互いに接合により電気的に接続されている。また、各第２電流取り出し端子７２同士は、互いに接合により電気的に接続されている。
【００８３】
なお、燃料電池セルスタックユニット７は、各端子片７１１、７１３（７２２、７２４）の間に形成された端子片間の隙間７９を介して、燃料ガス供給マニフォルド８０１に対応して形成された各ガス供給口（不図示）から各セルスタック１の燃料ガス流路２１に燃料ガスを供給する。
【００８４】
また、本例では、図１８に示すように、第１電極４１と第１端子片７１１との間、第３電極４３と第３端子片７１３との間、第２電極４２と第２端子片７２２との間、第４電極４４と第４端子片７２４との間に、それぞれ上述の導電性酸化物層７５が介在している。
【００８５】
次に、本例の燃料電池セルスタックユニット７の作用効果について説明する。本例の燃料電池セルスタックユニット７は、実施例３の燃料電池セルスタックユニット７と同様の作用効果を奏することができる。本例の燃料電池セルスタックユニット７は、さらに、以下の作用効果を奏ることができる。
【００８６】
本例の燃料電池セルスタックユニット７は、第１電流取り出し端子７１の第１端子片７１１および第３端子片７１３の間に、支持基材２の両表面における第１電極４１および第３電極４３の形成部位を差し込むことにより、各端子片７１１、７１３と各電極４１、４３とを電気的に接続させることができる。同様に、燃料電池セルスタックユニット７は、第２電流取り出し端子７２の第２端子片７２２および第４端子片７２４の間に、支持基材２の両表面における第２電極４２および第４電極４４の形成部位を差し込むことにより、各端子片７２２、７２４と各電極４２、４４とを電気的に接続させることができる。そのため、燃料電池セルスタックユニット７は、支持基材２の両表面にて発電された電流を、第１電流取り出し端子７１および第２電流取り出し端子７２を介して容易にまとめて取り出すことができる。また、この場合は、高電圧化された各セルスタック１が並列に積層されてユニット化された大容量のセルスタックユニット７を比較的容易に構成することができる。
【００８７】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１  燃料電池セルスタック
２  支持基材
２１  燃料ガス流路
３１  第１セルスタック部
３１１  第１発電セル
３１２  第１セル間インターコネクタ
３２  第２セルスタック部
３２２  第２発電セル
３２４  第２セル間インターコネクタ
ａ  アノード層
ｅ  固体電解質層
ｃ  カソード層
４１  第１電極
４２  第２電極
５１  第１スタック間インターコネクタ
７  燃料電池セルスタックユニット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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