(57)【要約】【課題】  起電時間を短縮でき、構造を簡略化することができ、装置の小型軽量化、低コスト化を容易に達成できるとともに、十分な電力量及び起電力を同時に満足させ、しかも起電力において連続性を保証することができる燃料電池を提供すること。【解決手段】  燃料電池セルを火炎の近傍に配置して火炎にさらして発電を行う固体電解質型燃料電池において、燃料を燃焼させる燃焼室が筒状体の形態を有しており、その燃焼室の室壁が燃料電池セルによって規定されており、かつ燃料電池セルが、固体電解質基板と、該基板の燃焼室側の面に形成されたアノード層と、前記基板のアノード層とは反対側の面に形成されたカソード層とを含むように構成する。【選択図】      図２
2006179222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルを燃料の燃焼によって発生せしめられた火炎の近傍に配置して火炎にさらして発電を行う固体電解質型燃料電池において、
前記燃料を燃焼させる燃焼室が筒状体の形態を有しており、前記燃焼室の室壁が前記燃料電池セルによって規定されており、かつ前記燃料電池セルが、固体電解質基板と、該基板の燃焼室側の面に形成されたアノード層と、前記基板のアノード層とは反対側の面に形成されたカソード層とを含むことを特徴とする固体電解質型燃料電池。
【請求項２】
前記燃料が、前記燃焼室の下方に配置された固体燃料であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記固体燃料が、木質材、バイオマス資源、パラフィン系固体燃料、アルコール系固形燃料又はその混合物であることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記燃焼室が、前記燃料の燃焼に関与し、かつ前記アノード層に供給される空気を取り入れる空気供給口を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記室壁が、１個もしくはそれ以上の空気侵入孔又はスリットを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記室壁が、その室壁を取り囲んだ筒状の断熱壁を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記室壁が、層間において空気の流通を可能ならしめる間隙が形成された少なくとも２層の複合壁構造を有しており、前記室壁を構成する層のうち前記燃焼室に接する最内層が少なくとも前記燃料電池セルからなり、かつ前記室壁を構成する最外層の外部に存在する空気が前記層間間隙を案内されて前記燃焼室に供給されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記燃焼室が、その内部に空気を供給する送気機構を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項９】
前記燃料電池セルが、固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とを含む単一のセル部材からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項１０】
前記燃料電池セルが、縦方向、横方向又は縦横両方向に分割して配置された、それぞれ固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とを含む複数個の区画セル部材の組み合わせからなり、かつそれぞれの区画セル部材が、相互に直列もしくは並列に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項１１】
隣接して配置された複数個の区画セル部材において、アノード層及びカソード層がそれぞれ直列に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池。
【請求項１２】
複数個の区画セル部材において、前記固体電解質基板は共通の基板であり、かつ前記直列接続が、ある区画セル部材のアノード層と、該区画セル部材に隣接する別の区画セル部材のカソード層との間で、前記固体電解質基板を貫通して充填された導体ビアを介して行われていることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１３】
複数個の区画セル部材において、前記固体電解質基板は共通の基板であり、かつ前記直列接続が、ある区画セル部材のアノード層と、該区画セル部材に隣接する別の区画セル部材のカソード層との間で、前記固体電解質基板の貫通孔を通過して配線された導体ワイヤを介して行われていることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１４】
複数個の区画セル部材において、各区画セル部材はそれぞれ前記固体電解質基板を備えており、かつ前記直列接続は、ある区画セル部材のアノード層に埋設又は固定したアノード側メッシュ状金属と、該区画セル部材に隣接する別の区画セル部材のカソード層に埋設又は固定したカソード側メッシュ状金属との間で、前記区画セル部材間の間隙を通過して配線された導体ワイヤを介して行われていることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１５】
複数個の区画セル部材において、各区画セル部材はそれぞれ前記固体電解質基板を備えており、かつ前記直列接続は、ある区画セル部材のアノード層に埋設又は固定したアノード側メッシュ状金属と、該区画セル部材に隣接する別の区画セル部材のカソード層に埋設又は固定した、前記アノード側メッシュ金属と同一であるかもしくは異なるカソード側メッシュ状金属との間で、前記区画セル部材間の間隙を通過して延長して配置された前記アノード側メッシュ状金属及び（又は）前記カソード側メッシュ状金属を介して行われていることを特徴とする請求項１１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、燃料電池に関し、さらに詳しく述べると、燃料電池セルを火炎中あるいは火炎の近傍に配置して火炎にさらして発電を行う固体電解質型燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、火力発電などに代わる低公害の発電手段として、あるいはガソリンなどを燃料とするエンジン自動車に代わる電気自動車の電気エネルギー源として、燃料電池が開発され、実用化されるに至っている。特に最近では、燃料電池の高効率化、低コスト化を目指して多くの研究がなされている。
【０００３】
周知の通り、燃料電池には種々の発電形式があるけれども、なかでも固体電解質を用いた形式の燃料電池、すなわち、固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）は、最も高い発電効率が期待され、長寿命化、低コスト化が可能であるので、いろいろな技術分野において着目されている。
【０００４】
固体電解質型燃料電池の一例を示すと、イットリア（Ｙ２Ｏ３）が添加された安定化ジルコニアからなる焼成体を酸素イオン伝導型の固体電解質層として用いたものがある。この固体電解質層の一面にカソード層を、そして、その反対面にアノード層を形成し、このカソード層側に酸素又は酸素含有気体が供給され、さらに、アノード層には、メタン等の燃料ガスが供給されるようになっている。固体電解質層、アノード層及びカソード層から形成される燃料電池セルをチャンバーに収納して燃料電池が完成する。
【０００５】
この燃料電池では、カソード層に供給された酸素（Ｏ２）が、カソード層と固体電解質層との境界で酸素イオン（Ｏ２−）にイオン化され、この酸素イオンが、固体電解質層によってアノード層に伝導され、アノード層に供給された、例えば、メタン（ＣＨ４）ガスと反応し、そこで、最終的には、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）が生成される。この反応において、酸素イオンが、電子を放出するため、カソード層とアノード層との間に電位差が生じる。そこで、カソード層とアノード層とにリード線を取付ければ、アノード層の電子が、リード線を介してカソード層側に流れ、燃料電池として発電することになる。なお、この種の燃料電池の駆動温度は、通常、約１０００℃である。なお、ここでは示さないけれども、かかる固体電解質型燃料電池において、システムや構成の簡略化、駆動温度の低温化、耐久性の向上などを目的としていろいろな改善が行なわれている。
【０００６】
上述の燃料電池は、燃料電池セルがチャンバー内に収納されているけれども、構造の簡略化、小型軽量化、低コスト化などをねらって、固体電解質燃料電池セルを火炎中、あるいは火炎の近傍に配置し、火炎の熱によって燃料電池セルをその動作温度に保持させて、発電を行う形式の燃料電池も提案されている。特にこの種の燃料電池の場合、火炎を直接利用しているので、起電時間が短縮できるという効果もある。
【０００７】
火炎を利用した固体電解質型燃料電池の一例を示すと、特許文献１は、気体又は気化燃料の供給手段と、燃料と空気が取り込まれて燃焼を行う燃焼空間とを備える燃焼装置において、上記燃焼空間の周囲に、多孔セラミックス、ジルコニア層、電極よりなる固体電解質型燃料電池を、上記燃料と外部空気を隔てるように設けたことを特徴とする燃焼装置を開示している。図１３は、この燃焼装置の一例を示したものであり、燃焼空間１１３の周囲に燃料電池１１２が備わっている。バーナー１０３では、燃料の燃焼によって一次炎１１０と二次炎１１１が分離して形成される。参照番号１１４は、電力取り出し用の配線である。
【０００８】
また、特許文献２は、管状の固体電解質型燃料電池を備えた燃料電池を開示している。図１４は、この燃焼装置の一例を示したものであり、燃料電池セル２０３は、ジルコニア固体電解質管２１２ａと、管２１２ａの外側に形成された燃料極であるアノード層２２２と、管２１２ａの内側に形成された空気極であるカソード層（図示せず）とからなる。この固体電解質の燃料電池セル２０３を、燃料ガスが供給される燃焼装置２０１から発生する火炎２０２の還元炎部分２２３に、アノード層２２２をさらした状態で設置する。このように燃料電池セル２０３を火炎２０２内に設置することにより、還元炎中に存在するラジカル成分等を燃料として利用して発電を行うことが可能である。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−６０３１０号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】特開平６−１９６１７６号公報（特許請求の範囲、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
例えば図１３及び図１４を参照して説明した、燃料電池セルを火炎に直接接触させて発電を行うタイプの固体電解質型燃料電池（以下、直接火炎型燃料電池ともいう）は、先にも説明したように、起電時間を短縮できる、構造を簡略化することができるので、装置の小型軽量化、低コスト化を容易に達成できる、などの利点がある。
【００１１】
また、このような利点に鑑みて、この出願の発明者らも直接火炎型燃料電池についてさまざまな研究を実施し、より改良された固体電解質型燃料電池を開発するに至っている。しかし、固体電解質型燃料電池に対する要求はとどまるところを知らず、現在、特に燃料として固体燃料を使用したタイプの固体電解質型燃料電池において、上記したような効果に加えて、十分な電力量及び起電力を同時に満足させ、しかも起電力において連続性を保証することが望まれている。
【００１２】
本発明の目的は、したがって、起電時間を短縮でき、構造を簡略化することができ、装置の小型軽量化、低コスト化を容易に達成できるとともに、十分な電力量及び起電力を同時に満足させ、しかも起電力において連続性を保証することができるさらに改良された固体電解質型燃料電池を提供することにある。
【００１３】
本発明の目的はまた、燃焼室において燃焼に由来する煤（スス）の発生を抑制できる固体電解質型燃料電池を提供することにある。
【００１４】
本発明の目的はさらに、燃焼室の空間をより効果的にできるような固体電解質型燃料電池を提供することにある。
【００１５】
本発明の上記したような目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記した目的を達成すべく鋭意研究した結果、固体電解質型燃料電池を、燃料電池セルを燃料の燃焼によって発生せしめられた火炎の近傍に配置して火炎にさらして発電を行う直接火炎型燃料電池として構成するとともに、燃料を燃焼させる燃焼室をその上部が開放された筒状体とし、さらに燃焼室の室壁を燃料電池セルによって規定するのが有効であるということを発見し、本発明を完成した。
【００１７】
すなわち、本発明は、燃料電池セルを燃料の燃焼によって発生せしめられた火炎の近傍に配置して火炎にさらして発電を行う固体電解質型燃料電池において、
前記燃料を燃焼させる燃焼室が筒状体の形態を有しており、前記燃焼室の室壁が前記燃料電池セルによって規定されており、かつ前記燃料電池セルが、固体電解質基板と、該基板の燃焼室側の面に形成されたアノード層と、前記基板のアノード層とは反対側の面に形成されたカソード層とを含むことを特徴とする固体電解質型燃料電池にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下の詳細な説明から理解されるように、固体電解質型燃料電池において、火炎を使用したことによって起電時間を短縮できるばかりでなく、構造を簡略化することができるので、装置の小型軽量化、低コスト化を容易に達成することができる。
【００１９】
また、従来の固体電解質型燃料電池においては達成することが困難であったにもかかわらず、燃焼室を上記のような特別な構成とし、かつ燃料として固体燃料を使用することによって、十分な電力量及び起電力を同時に達成することができ、かつ起電力において連続性を保証することができる。なぜならば、本発明によれば、固体燃料を効率的に燃焼させ、かつアノード反応に寄与させ易いからである。また、燃料電池のサイズは、燃料処理量に応じて任意に変更することができるので、いろいろな利用分野に応じてニーズにあった燃料電池を提供することができる。
【００２０】
さらに、本発明の燃料電池の場合、燃焼室において発生する煤（スス）を僅かな量に抑えることができるので、環境保全に有効であり、かつ装置のメンテナンスを簡単かつ低コストにすることができる。
【００２１】
さらに、本発明の燃料電池の場合、その燃焼室の上部空間が開放されているので、その空き空間をより効果的に利用することができる。一例として、放出される熱量の湯沸かし、料理などにおける利用を挙げることができる。
【００２２】
さらにまた、本発明の燃料電池は、それを単独で使用できることはもちろんであるけれども、必要に応じて、二次電池と組み合わせて利用することもできる。本発明の燃料電池のように固体燃料を燃料として使用した場合には、出力の安定性が乱れるおそれがあるけれども、発電量を二次電池に蓄積しておくことでこの問題を解消できるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明による燃料電池は、上記したように、固体電解質型燃料電池であり、なかんずく、燃料電池セルを火炎の近傍に配置して火炎にさらして発電を行う直接火炎型燃料電池にある。なお、以下においては特に燃料電池セルを火炎の近傍に配置した例を参照して本発明を説明するけれども、必要ならば、燃料電池セルの少なくとも一部を火炎の内部に配置して本発明を実施してもよい。
【００２４】
本発明の燃料電池は、いろいろな形態で有利に実施することができる。本発明の燃料電池の好ましい実施形態は、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれども、次の通りである。
【００２５】
本発明による固体電解質型燃料電池は、まず、燃料を燃焼させて火炎を生じさせる燃焼室が筒状体の形態を有していることを特徴とする。ここで、「筒状体」とは、通常円筒体の形をいうけれども、燃料電池のデザイン、用途などの面から必要であるならば、立方体やその他の形の筒状体であってもよい。基本的に、かかる筒状体は、燃焼時に発生する熱を有効利用するため、上部が開放された構造を有することが好ましい。
【００２６】
また、本発明において重要な要件は、燃焼室が従来の燃料電池のように単なる燃焼室として機能するのではなくて、その燃焼室の室壁をもって燃料電池の心臓部とも言うべき「燃料電池セル」が規定されているということである。燃料電池セルは、基本的に、固体電解質基板と、該基板の燃焼室側の面に形成されたアノード層（燃料極）と、前記基板のアノード層とは反対側の面に形成されたカソード層（空気極）とを含むように構成される。本発明に従い燃料電池セルをもって燃焼室の室壁を構成することで、今までに予想されなかったいろいろな作用や効果を期待することができる。例えば、燃焼室の室壁のほぼ全体に燃料電池セルを配置した構造を採用しているので、起電時間を短縮でき、構造を簡略化し、装置の小型化、低コスト化を達成できることは言うまでもなく、さらには、火炎と燃料電池セルの間のアノード反応を非常に効率よく実施できるという効果がある。燃料電池セルのアノード層に火炎をむらなく接触させ、火炎中に存在する炭化水素、水素、ラジカル（ＯＨ、ＣＨ、Ｃ２、Ｏ２Ｈ、ＣＨ３等）などを効率よく利用することができるからである。
【００２７】
ここで、燃料電池セルの構成について説明する。燃料電池セルは、以下に説明するように、単一のセル部材からなっていてもよく、さもなければ２個もしくはそれ以上の区画されたセル部材の組み合わせからなっていてもよいけれども、いずれのセル部材も、基本的には、固体電解質基板と、その基板の主たる２つの面に対向して配置されたアノード層及びカソード層とからなる。これらのセル部材は、アノード層及びカソード層に接続されたリード線を有することのほか、必要ならば、アノード層及び（又は）カソード層に埋設もしくは貼り合わされたメッシュ状金属やその他の部材を有していてもよい。リード線は、例えば、銀、金、白金などから形成することができる。
【００２８】
固体電解質基板は、本発明の実施において特に限定されるものではなく、例えば、次のような公知の材料から形成することができる。
ａ）ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）、これらのジルコニアにさらにＣｅ、Ａｌ等をドープしたジルコニア系セラミックス。
ｂ）ＳＤＣ（サマリアドープドセリア）、ＧＤＣ（ガドリアドープドセリア）等のセリア系セラミックス。
ｃ）ＬＳＧＭ（ランタンガレート）、酸化ビスマス系セラミックス。
【００２９】
また、アノード層は、本発明の実施において特に限定されるものではなく、例えば、次のような公知の材料から形成することができる。
ａ）ニッケルと、イットリア安定化ジルコニア系、スカンジア安定化ジルコニア系又はセリア系（ＳＤＣ、ＧＤＣ、ＹＤＣ等）セラミックとのサーメット。
ｂ）導電性酸化物を主成分（５０〜９９重量％）とする焼結体（導電性酸化物とは、例えば、リチウムが固溶された酸化ニッケル等である）。
ｃ）上記ａ）及びｂ）の材料に、白金族元素からなる金属又はその酸化物を１〜１０重量％程度配合したもの。
【００３０】
上記した材料のなかで、ｂ）導電性酸化物を主成分とする焼結体は、優れた耐酸化性を有するのでアノード層の酸化に起因して発生する、アノード層の電極抵抗の上昇による発電効率の低下あるいは発電不能、アノード層の固体電解質層からの剥離といった現象を防止できる。また、導電性酸化物としては、リチウムが固溶された酸化ニッケルが好適である。さらに、上記した材料に白金族元素から成る金属、またはその酸化物を配合することにより、高い発電性能を得ることができる。
【００３１】
同様に、カソード層は、本発明の実施において特に限定されるものではなく、例えば、公知の材料、例えばストロンチウム（Ｓｒ）等の周期律表第３族元素が添加されたランタンのマンガン（例えば、ランタンストロンチウムマンガナイト）、ガリウム又はコバルト酸化化合物（例えば、ランタンストロンチウムコバルタイト）などから形成することができる。
【００３２】
本発明の燃料電池セルにおいて、アノード層及びカソード層は、好ましくは、ともに多孔質体で形成されるが、固体電解質基板も同様に多孔質体として形成することが好ましい。従来の燃料電池セルでは、固体電解質層は緻密質に形成されていたが、耐熱衝撃性が低く、急激な温度変化によって、ひび割れが生じやすかった。また、一般に、固体電解質層は、アノード層及びカソード層よりも厚く形成されているので、固体電解質層のひび割れが引き金となり、燃料電池セルの全体にひび割れが発生し、バラバラになってしまっていた。本発明に従い固体電解質基板を多孔質体として形成することによって、これらの欠点を有利に回避することができる。
【００３３】
特に本発明では、固体電解質基板が多孔質であることで、発電時に、火炎中あるいは火炎の近傍に配置されて、急激に温度変化を与えても、さらに、温度差の激しいヒートサイクルに対しても、ひび割れ等がなくなり、耐熱衝撃性が向上する。また、多孔質であっても、その気孔率が１０％未満のときは、耐熱衝撃性に著しい向上が認められなかったが、１０％以上であると良好な耐熱衝撃性が見られ、２０％以上であるとより好適である。これは、固体電解質層が多孔質であると、加熱による熱膨張が空隙部分で緩和されるためと考えられる。
【００３４】
本発明による固体電解質型燃料電池は、上記したように、直接火炎型燃料電池である。したがって、火炎の形成のために燃料が必要である。従来の燃料電池では都市ガスやその他のガス状燃料を使用することが一般的であるが、本発明の実施には、固形燃料の使用が推奨される。固体燃料は、通常、燃焼室の下方に配置されるけれども、燃焼効率や燃料電池セルに対する火炎の接触などを考慮して、燃焼室の中間部分に固体燃料を配置してもよい。固体燃料は、燃料として一般的に使用されているいろいろな燃料を包含することができる。適当な固体燃料の一例を示すと、木質材、バイオマス資源、パラフィン系固体燃料、アルコール系固形燃料などがあり、これらの燃料は、単独で使用してもよく、あるいは２種類以上の燃料を混合物して使用してもよい。また、固体燃料は、いろいろな形態で使用することができ、例えば、ブロック、チップ、ペレット、粉末などがある。ウッドペレットなどは、安価であり、リサイクル性もあるので、本発明の実施に好適な固体燃料である。さらに、必要ならば、固体燃料の燃焼を補助するため、任意の液体燃料を補助的に組み合わせて使用してもよい。
【００３５】
本発明では、燃料として特に固体燃料を使用することによって、例えば、燃焼を効率的に起こさせ、かつアノード反応に寄与させることができる。特に、固体燃料の種類、形態及び装填量を調整することによって火炎及びアノード反応を任意のコントロールすることができるという点で本発明の燃料電池は注目に値する。
【００３６】
本発明による燃料電池において、燃料電池セルを室壁（側壁）に備えた燃焼室は、燃料電池の構造、性能などを改善するため、本発明の範囲内でいろいろに変更することができる。例えば、燃焼室は、燃料の燃焼に関与し、かつアノード層に供給される空気を十分に取り入れ可能とするため、任意の位置に１個もしくはそれ以上の空気供給口を備えていることが好ましい。空気供給口は、通常、燃焼室の底部や室壁の下部に設けることが好ましい。また、必要ならば、燃焼室の底部に固体燃料保持具（例えば、火格子など）を設け、この部分の開口を空気供給口として利用してもよい。
【００３７】
また、燃焼室の室壁は、上記のような空気供給口を備えるばかりでなく、空気の供給を補助するため、１個もしくはそれ以上の空気侵入孔又はスリットを有していてもよい。例えば、空気侵入孔は、室壁の任意の位置に複数個の細孔を間隔をあけて貫通させることによって形成することができる。同様に、スリットも、室壁の任意の位置に複数個の細長い切り欠き部を間隔をあけて切削することによって形成することができる。また、燃料電池セルを複数個の区画セル部材の組み合わせから構成する場合、相隣れる区画セル部材間の間隙をスリットとして利用することもできる。
【００３８】
本発明の燃料電池において、燃料電池セルを規定する燃焼室の室壁は、通常、１層の燃料電池セルからなるけれども、必要に応じて、少なくとも２層の燃料電池セルからなる複合壁構造を有していてもよい。なお、複合壁構造の場合、室壁を構成する層のうち燃焼室に接する最内層が少なくとも燃料電池セルからなることが好ましく、また、所望ならば、内側から数えて第２、第３、…の層も、燃料電池セルからなってもよい。いずれにしても、かかる複合壁構造の場合、相隣れる層の間には、層間において空気の流通を可能ならしめるのに十分なサイズの間隙が形成されていることが必要であり、このように構成したことによって、室壁を構成する最外層の外部に存在する空気が層間間隙を案内されて燃焼室に供給されることとなる。実際に、このような複合壁構造を燃焼室の室壁に導入した場合、間隙を通過する間に空気が徐々に加温されて燃焼室に送り込まれるので、燃焼室内に冷たい空気が直接的に送り込まれ、燃料電池セルを急冷するという不都合を回避することができる。
【００３９】
また、燃焼室に対する空気の供給を補助し、常に新鮮な空気が供給するようにするため、燃焼室の送気機構、例えば空気ファン、ブロアなどを装備するのが好ましい。送気機構は、空気の強制的な供給を保証するため、例えば空気供給口の近傍に配置することが好ましい。
【００４０】
さらに加えて、本発明の燃料電池では、燃料電池セルを単一の部材から完成してもよく、２個もしくはそれ以上の小さな部材を組み合わせて完成してもよい。すなわち、本発明の好ましい１態様において、燃料電池セルは、固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とを含む単一のセル部材から形成することができる。固体電解質基板、アノード層及びカソード層は、それぞれ、前記したような材料から形成することができる。
【００４１】
本発明のもう１つの好ましい態様によると、燃料電池セルは、縦方向、横方向又は縦横両方向に分割して配置された、それぞれ固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とを含む複数個の区画セル部材の組み合わせからなることができる。かかる燃料電池セルの場合、それぞれの区画セル部材を相互に直列もしくは並列に電気的に接続して、目的とする燃料電池セルを完成することができる。
【００４２】
本発明の実施においては、隣接して配置された複数個の区画セル部材において、アノード層及びカソード層がそれぞれ直列に接続されていることが特に好ましい。また、区画セル部材の直接接続は、以下に記載する典型的な態様を含めて、いろいろな方法で有利に実現することができる。
【００４３】
第1の接続方法によると、複数個の区画セル部材において、固体電解質基板として１つの共通の基板を用意する。ここで、直列接続は、ある区画セル部材のアノード層と、該区画セル部材に隣接する別の区画セル部材のカソード層との間で、前記固体電解質基板を貫通して充填された導体ビアを介して行われているように構成する。
【００４４】
第２の接続方法によると、複数個の区画セル部材において、固体電解質基板として１つの共通の基板を用意する。ここで、直列接続は、ある区画セル部材のアノード層と、該区画セル部材に隣接する別の区画セル部材のカソード層との間で、前記固体電解質基板の貫通孔を通過して配線された導体ワイヤを介して行われているように構成する。
【００４５】
第３の接続方法によると、複数個の区画セル部材において、各区画セル部材のために専用の固体電解質基板を用意する。ここで、直列接続は、ある区画セル部材のアノード層に埋設又は固定したアノード側メッシュ状金属と、該区画セル部材に隣接する別の区画セル部材のカソード層に埋設又は固定したカソード側メッシュ状金属との間で、前記区画セル部材間の貫通孔又は間隙もしくはスリットを通過して配線された導体ワイヤを介して行われているように構成する。
【００４６】
第４の接続方法によると、複数個の区画セル部材において、各区画セル部材のために専用の固体電解質基板を用意する。ここで、直列接続は、ある区画セル部材のアノード層に埋設又は固定したアノード側メッシュ状金属と、該区画セル部材に隣接する別の区画セル部材のカソード層に埋設又は固定した、前記アノード側メッシュ金属と同一であるかもしくは異なるカソード側メッシュ状金属との間で、前記区画セル部材間の間隙を通過して延長して配置された前記アノード側メッシュ状金属及び（又は）前記カソード側メッシュ状金属を介して行われているように構成する。なお、メッシュ状金属は、アノード側メッシュ状金属、カソード側メッシュ状金属及び接続手段としてのメッシュ状金属の３者が共通であることが好ましい。加工が容易であり、製造コストも低減できるからである。
【００４７】
もちろん、上記した第１〜第４の接続方法は、任意に組み合わせて使用することができ、さもなければ、上記以外の方法と組み合わせて使用してもよい。
【００４８】
さらにまた、上記した燃料電池セルを規定する燃焼室の室壁は、その室壁や底壁を取り囲んだ筒状の断熱壁をさらに有していることが好ましい。断熱壁は、いろいろな断熱材から任意の厚さで形成することができ、燃焼室の外壁に固着材で貼り付けたり、機械的手段で取り付けたりすることができる。適当な断熱材として、例えば、グラスウールなどを挙げることができる。
【００４９】
さらに詳しく述べると、本発明の燃料電池及びそれに使用される燃料電池セル（単一セル部材又は区画セル部材）は、それぞれ、燃料電池の製造に従来から一般的に使用されている技法を使用するか、もしくはその技法を本発明のために改良して、いろいろな手法で製造することができる。例えば、区画セル部材は、次のようにして製造することができる。
【００５０】
先ず、固体電解質層の形成材料（通常、粉末）を所定配合割合で混合し、平板状に成形する。成形には、プレス成形などを利用できる。その後、得られたグリーンシートを焼成及び焼結して固体電解質層としての基板を作製する。このとき、気孔生成剤等の任意の添加剤を添加し、特に気孔生成剤の粉末の種類や配合割合を調整し、さらには焼成温度、焼成時間、予備焼成等の焼成条件等を調整することによって、様々な気孔率の固体電解質基板を作製することができる。
【００５１】
次に、固体電解質基板に、作製する予定の区画セル部材の数にあわせてアノード層及びカソード層を形成する。本発明では、両者を導体ビアや導体ワイヤなどを介して接続することが必要であるので、その接続方法などの条件に応じてアノード層及びカソード層を任意の形状に形成する。例えば、アノード層及びカソード層に凸部を形成し、その凸部で導体ビアを介して接続することが望まれる場合、基板上の凸部を形成すべき位置に、例えばドリル加工等の公知の方法にて貫通孔を形成する。
【００５２】
上記のようにして貫通孔を形成した固体電解質基板について、先ず、アノード層及びカソード層の凸部に対応する位置に形成した貫通孔に、適当な導電性セラミックからなる導体ビア形成用のペーストを充填すると共に、一面側に、アノード層となる形状でペーストを、他面側にカソード層となる形状でペーストをそれぞれ塗布し、さらに焼成を行う。このようにして、１枚の固体電解質基板に複数の燃料電池セル（本発明でいう区画セル部材）を組み込むことができる。
【００５３】
また、このようにして燃料電池セルを作製した場合、区画セル部材が順次直列に接続されることとなる。すなわち、区画セル部材のアノード層は、基板を貫通した導体ビアを介して隣接する次の区画セル部材のカソード層に接続される。さらに、その区画セル部材のアノード層は、導体ビアを介して隣接する次の区画セル部材のカソード層に接続される。このように導体ビアを介して接続することで、複数個の区画セル部材を順次直列に接続して目的とする燃料電池セルを完成することができる。
【００５４】
本発明の他の実施形態による燃料電池セル（区画セル部材）も、上記と同様にして、あるいは本発明の範囲に属する別の方法を使用して、簡単に製造することができる。例えば、貫通孔に充填した導体ビアに代えて、貫通孔やそれに類似する開口部に差し込んだ導体ワイヤを使用してアノード層とカソード層を接続してもよく、さもなければ、隣接する区画セル部材の間の隙間（スリット）に差し込んだ導体ワイヤを使用してアノード層とカソード層を接続してもよい。
【００５５】
区画セル部材は、上記したように、メッシュ状金属あるいはその他の類似の材料をアノード層及びカソード層に備え、また、同じメッシュ状金属をアノード層及びカソード層の接続及び固定に利用することもできる。そのような場合には、例えばメッシュ状金属を任意の形状を有する区画セル部材にあわせて任意の形状に加工した後、固体電解質基板のアノード層及びカソード層に任意の手段で取り付けることができる。一般的には、埋設、固着等の手段を使用してメッシュ状金属をアノード層及びカソード層に取り付けることができる。
【００５６】
メッシュ状金属としては、これを埋設するかもしくは固着するカソード層及びアノード層との熱膨張係数の調和や、耐熱性に優れた金属が好適である。具体的には、白金や、白金を含む合金からなる金属からメッシュ状体を加工することが理想的である。しかしながら、高価であることから、実際上は、ＳＵＳ３００番代（３０４、３１６等）あるいはＳＵＳ４００番代（４３０等）のステンレスやハステロイ等でも良く、これらの金属はコストの点で有利である。メッシュ状金属のメッシュは、燃料電池セルの構成などに応じていろいろに変更することができるが、一般的には約１〜５ｍｍ角であり、好ましくは約２〜３ｍｍ角である。
【００５７】
メッシュ状金属は、単に相隣れる区画セル部材の接続や固定のために使用されるだけでなく、集電性の向上、機械的強度の向上にも寄与することができる。また、電極材料や電解質材料より熱伝導性が高いため、燃料電池セルの均熱性を向上させ、結果として耐熱衝撃性を向上させる効果も高い。特に本実施形態では、カソード層及びアノード層にメッシュ状金属を埋設又は固着したので、速やかに均熱化が起こり、固体電解質基板の割れが生じ難く、またたとえ割れが起きても区画セル部材を接続する金属線やメッシュ状金属の断線が起きない限り発電を継続できるという利点もある。
【００５８】
本発明による燃料電池は、小型・軽量、低価格であり、メンテナンスが容易であるので、いろいろな分野において有利に製造することができる。例えば、本発明の燃料電池は、ＬＥＤの点灯、ＬＣＤの表示、携帯ラジオ又は携帯情報機器の駆動などに使用することができる。また、非常・停電時、野外活動中などの電源として使用することが可能である。
【００５９】
引き続いて、本発明の燃料電池を添付の図面を参照して説明する。なお、図示の燃料電池は一例であって、当業者に容易に理解されるように、本発明の範囲内で構造、寸法等をいろいろに変更可能である。なお、燃料電池を構成する部材の形成に好適な材料などの説明は、すでに上記してあるので、ここでの説明を省略する。
【００６０】
図１は、本発明による固体電解質型燃料電池の好ましい１形態を示した斜視図であり、図２は、図１に示した燃料電池の線分II−IIに沿った断面図である。これらの図面から理解されるように、図示の燃料電池１０は、単一の燃料電池セル（本発明では、「セル部材」ともいう）５をもって燃焼室１１の室壁１２を構成した例である。燃料電池セル５は、固体電解質基板１と、基板１の燃焼室側の面に形成されたアノード層２と、基板１のアノード層２とは反対側の面に形成されたカソード層３とからなる。ここで、燃焼室１１は、円筒体であるけれども、所望ならば、立方体などであってもよい。
【００６１】
また、燃焼室１１は、その底面に鋳鉄製の火格子１７が取り付けられている。火格子１７は、固体燃料（図示の例では、ウッドチップ）１６を保持するとともに、外部の新鮮な空気を空気供給口１８を介して燃焼室１１に送り込むことができる。なお、図示の例では、固体燃料の灰を取り出しやすくするために長円形状の空気供給口１８を備えているけれども、その他の形状の空気供給口であってもよい。固体燃料１６を燃焼させると、火炎６が発生し、その火炎が燃料電池セル５のアノード層２に接触する。その結果、火炎６の熱に由来するアノード反応よって発電が行なわれる。
【００６２】
図１及び図２の燃料電池では、単一の燃料電池セルの使用について説明した。しかし、燃料電池セルは、必要ならば、２個もしくはそれ以上の部材に分割して、区画セル部材の形で構成してもよい。この場合、それぞれの区画セル部材は、燃料電池セルとして機能させるため、相互に電気的に接続することが必要である。
【００６３】
図３は、説明の簡略化のために固体電解質基板、アノード層及びカソード層の構成を省略しているが、燃料電池セルを縦方向に４分割し、区画セル部材５１、５２、５３及び５４から構成した例である。それぞれの区画セル部材は、図示しないが、アノード層とカソード層の間で相互に接続されている。接続手段は、導体ワイヤやメッシュ状金属などである。また、相隣れる区画セル部材の間に形成された間隙（スリット）１５は、燃焼室に対する空気侵入口としても機能することができる。
【００６４】
図３を参照した上記の説明から理解できるように、区画セル部材は、縦方向に室壁を分割した形で形成されてもよく、横方向に分割した形で形成されてもよく、さもなければ、縦横両方向に分割した形で形成されてもよい。また、それぞれの区画セル部材は、相互に直列に接続されてもよく、あるいは並列に接続されてもよい。
【００６５】
図４は、燃焼室の室壁を構成する燃料電池セル５の下部に複数個の空気侵入孔８を形成した例である。室壁に空気侵入孔８を備えることによって、燃料の燃焼に関与し、かつアノード層に供給される空気をより効率的に燃焼室に送り込むことができる。なお、図示の例では空気侵入孔８が設けられているけれども、それに代えて、あるいはそれに組み合わせて、１本もしくはそれ以上のスリットを室壁に設けてもよい。例えば、室壁の任意の位置に縦長のスリットを切り込むことができる。
【００６６】
図５は、火格子を省略した違いを除いて図１及び図２に示した燃料電池に類似の構造を有する燃料電池１０において、その燃焼室１１の室壁１２（燃料電池セル５）を取り囲んで断熱壁１９をさらに設けた例である。燃料電池１０のほぼ全体を例えばグラスウールのような断熱材で覆うことによって、燃料電池の燃焼効率をより一層高めることができる。
【００６７】
図６は、燃焼室の室壁を、図１〜図４の単層構造に代えて、複合壁構造を有するように構成した例である。図示の例では、室壁が３層構造１２−１、１２−２及び１２−３からなっており、火炎に接する面の室壁１２−１が、本発明の燃料電池セル５からなっている。なお、図示の例では室壁１２−１を燃料電池セル５そのものから形成しているけれども、加工性の面などを考慮した場合、室壁１２−１を室壁１２−２及び１２−３と同様な材料から一体的に形成し、最後に室壁１２−１の内面に、別に作製しておいた燃料電池セルを貼り付けたり取り付けたりすることが推奨される。外部の新鮮な空気は、図中矢印で示されるように、室壁１２−１、１２−２及び１２−３の間に形成された間隙を流通して、加温されながら燃焼室１１に送られる。また、図示の燃料電池１０の場合、空気供給口１８からの空気の供給を促進するために空気ファン２１も備えている。
【００６８】
図７は、図６に示した燃料電池１０にさらに断熱材１９を備えた例である。燃料電池１０自体は、図６のものと同様に構成することができる。
【００６９】
図８〜図１１は、それぞれ、燃料電池セルを複数個の区画セル部材から構成した場合に、それぞれの区画セル部材を相互に接続する方法を説明したものである。なお、それぞれの図面において説明の簡略化のために区画セル部材を平板状で示してあるけれども、必要ならば、筒状体の形成のため、適度にわん曲させてもよい。
【００７０】
図８を参照すると、燃料電池セルは、複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…から構成される。また、それぞれの区画セル部材は、固体電解質基板（本例の場合、すべての区画セル部材に共通である）と、その基板のそれぞれの面に形成されたアノード層及びカソード層を有している。例えば区画セル部材Ｃ１を参照すると、共通の固体電解質基板１の片面にアノード層２１があり、他方の面にカソード層３１がある。この区画セル部材Ｃ１のアノード層２１と、その隣りの区画セル部材Ｃ２のカソード層３２とを、固体電解質基板１を貫通して充填された導体ビア２２を介して接続する。このようにして複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…が直列に接続され、また、最初に配置された区画セル部材Ｃ１のカソード層３１と、最後に配置された区画セル部材のアノード層には、それぞれリード線Ｗ１とリード線Ｗ２が接続される。
【００７１】
図９は、アノード層とカソード層の接続を導体ビアに代えて導体ワイヤで行った違いを除いて、図８の例に同じである。すなわち、燃料電池セルは、複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…から構成される。それぞれの区画セル部材は、例えば区画セル部材Ｃ１を参照することで理解されるように、共通の固体電解質基板１の片面にアノード層２１があり、他方の面にカソード層３１がある。この区画セル部材Ｃ１のアノード層２１と、その隣りの区画セル部材Ｃ２のカソード層３２とを、固体電解質基板１の貫通孔１４に案内された導体ワイヤ２３を介して接続する。このようにして複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…が直列に接続され、また、最初に配置された区画セル部材Ｃ１のカソード層３１と、最後に配置された区画セル部材のアノード層には、それぞれリード線Ｗ１とリード線Ｗ２が接続される。
【００７２】
なお、上記の方法の別法として、以下に図１２を参照して説明するように、それぞれの区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…に専用の固体電解質基板１１、１２、…を使用して、隣接する区画セル部材の間隙に導体ワイヤを通すことで、区画セル部材Ｃ１のアノード層２１と、その隣りの区画セル部材Ｃ２のカソード層３２とを、導体ワイヤを介して接続することができる。
【００７３】
図１０は、複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…をそれぞれ独立したものとして構成するとともに、アノード層及びカソード層にそれぞれメッシュ状金属を埋設し、かつ隣接する区画セル部材のアノード層（メッシュ状金属）とカソード層（メッシュ状金属）を区画セル部材の間隙に通した導体ワイヤで接続した例である。
【００７４】
すなわち、燃料電池セルは、図示されるように、複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…から構成される。また、それぞれの区画セル部材は、固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とを有している。例えば区画セル部材Ｃ１を参照すると、固体電解質基板１１の片面にメッシュ状金属２Ｍ１を埋設したアノード層２１があり、他方の面にメッシュ状金属３Ｍ１を埋設したカソード層３１がある。この区画セル部材Ｃ１のメッシュ状金属２Ｍ１と、その隣りの区画セル部材Ｃ２のメッシュ状金属３Ｍ１とを、隣接する区画セル部材の間隙に通した導体ワイヤ２３を介して接続する。このようにして複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…が直列に接続され、また、最初に配置された区画セル部材Ｃ１のカソード層３１と、最後に配置された区画セル部材のアノード層には、それぞれリード線Ｗ１とリード線Ｗ２が接続される。
【００７５】
図１１は、複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…をそれぞれ独立したものとして構成するとともに、アノード層及びカソード層にそれぞれ同一の材料からなるメッシュ状金属を埋設し、かつ隣接する区画セル部材のアノード層（メッシュ状金属）とカソード層（メッシュ状金属）を区画セル部材の間隙に通した同じく同一の材料からなるメッシュ状金属で接続した例である。
【００７６】
すなわち、燃料電池セルは、図示されるように、複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…から構成される。また、それぞれの区画セル部材は、固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とを有している。例えば区画セル部材Ｃ１を参照すると、固体電解質基板１１の片面にメッシュ状金属２Ｍ１を埋設したアノード層２１があり、他方の面にメッシュ状金属３Ｍ１を埋設したカソード層３１がある。この区画セル部材Ｃ１のメッシュ状金属２Ｍ１と、その隣りの区画セル部材Ｃ２のメッシュ状金属３Ｍ１とを、それらのメッシュ状金属のいずれか一方（図では、便宜上、参照番号２４で示す）を介して接続する。このようにして複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…が直列に接続され、また、最初に配置された区画セル部材Ｃ１のカソード層３１と、最後に配置された区画セル部材のアノード層には、それぞれリード線Ｗ１とリード線Ｗ２が接続される。
【００７７】
図１２は、複数個の区画セル部材をリング状に配置して燃料電池セルを完成した状態を示す断面図である。すなわち、隣接する区画セル部材間の接続部分を１８０°の平面ではなく、多少の角度を付けることで、区画セル部材の集合体（燃料電池セル）を全体として円筒状の配置構造とすることができる。
【００７８】
すなわち、本例の場合、燃料電池セルを複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…から構成するとともに、それぞれの区画セル部材を固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とから構成する。例えば区画セル部材Ｃ１の場合、固体電解質基板１１の片面にアノード層２１を形成し、他方の面にカソード層３１を形成する。この区画セル部材Ｃ１のアノード層２１と、その隣りの区画セル部材Ｃ２のカソード層３１とを、隣接する区画セル部材の間隙に通した導体ワイヤ２３を介して接続する。このようにして複数個の区画セル部材Ｃ１、Ｃ２、…が直列に接続され、また、最初に配置された区画セル部材Ｃ１のカソード層３１と、最後に配置された区画セル部材のアノード層には、それぞれリード線Ｗ１とリード線Ｗ２が接続される。
【００７９】
なお、図１２に示す例では、円筒状の円周方向の部分で単一の区画セル部材を順次直列に接続しているが、円筒状の軸方向の部分で複数個の区画セル部材を配置し、それらの一部あるいはすべてを並列に接続するようにしてもよい。
【実施例】
【００８０】
直接火炎型燃料電池の製造
室壁が第１の円筒（直径：約１００ｍｍ、高さ：約６０ｍｍ）、第２の円筒（直径：約１０７ｍｍ、高さ：約６０ｍｍ）及び第３の円筒（直径：約１１５ｍｍ、高さ：約６０ｍｍ）の三層構造からなる燃焼室をめっき鋼板で作製した。この燃焼室において、外部の新鮮な空気が、第２の円筒と第３の円筒の間の間隙、そして次に第１の円筒と第２の円筒の間の間隙を通過し、最後に第１の円筒の下端部（下から約８ｍｍの位置）に設けられた複数個の空気流入口（直径：約６ｍｍ）を通過して燃焼室に連続的に送り込まれるように、第１の円筒と第２の円筒の底部を共通とし、かつ第１の円筒の上部を開放状態とするとともに、第１の円筒の上端から第３の円筒の上端に至る領域を閉塞した。
【００８１】
一方、厚さ：約０．２ｍｍのＳＤＣ（サマリアドープドセリア：Ｃｅ０．８Ｓｍ０．２Ｏ１９）電解質層の片面にカソード層の形成のためにＳＳＣ（サマリウムストロンチウムコバルタイト：Ｓｍ０．５Ｓｒ０．５ＣоＯ３）−ＳＤＣ混合ペースト（組成比：５０重量％−５０重量％）を塗布した。また、同じ電解質層のもう１つの面に、アノード層の形成のため、５重量％のＲｈ２Ｏ３を添加した８モル％ＬｉドープＮｉ酸化物−ＳＤＣ混合ペースト（組成比：２５重量％−７０重量％）を塗布した。次いで、表裏両面にペーストを塗布した後の電解質層を焼成炉に入れ、約１２００℃の温度で約６０分間にわたって焼成した。第１の円筒の内壁に密着する形状及びサイズをもった燃料電池セルが得られた。
【００８２】
得られた燃料電池セルを別に作製しておいた燃料電池用燃焼室の第１の円筒の内壁に配置し、無機接着剤で固定した。先に図６を参照して説明した燃料電池に類似の構造をもった燃料電池が完成した。
【００８３】
得られた燃料電池の燃焼室の底部に適当量のウッドペレットを入れ、着火した。燃焼室の下部で空気ファンを回転させ、新鮮な空気を室壁通過時に加温しながら燃焼室に供給した。ウッドペレットの燃焼時、火炎の大きさや強さにおいて若干のばらつきが認められたが、燃焼室の内壁に配置された燃料電池セルに火炎がほぼ均一にかつ連続して当たっていることが確認された。この状態で燃料電池セルの発電挙動を調査した結果、開回路電圧は０．５６Ｖであり、最高出力密度は１７ｍＷ／ｃｍ２であった。これらの結果から、ウッドペットの燃焼状態を最適化し、かつ燃焼室の内壁のほぼ全面に燃料電池セルを配置した場合には、少なくとも１Ｗ以上の起電力を安定して供給できるということが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明による固体電解質型燃料電池の好ましい１形態を示した斜視図である。
【図２】図１に示した燃料電池の線分II−IIに沿った断面図である。
【図３】本発明の燃料電池で使用される燃料電池セルの好ましい１形態を示した斜視図である。
【図４】本発明の燃料電池で使用される燃料電池セルのもう１つの好ましい形態を示した斜視図である。
【図５】本発明による固体電解質型燃料電池のもう１つの好ましい形態を示した断面図である。
【図６】本発明による固体電解質型燃料電池のもう１つの好ましい形態を示した断面図である。
【図７】本発明による固体電解質型燃料電池のもう１つの好ましい形態を示した断面図である。
【図８】燃料電池セルを構成する区画セル部材の１形態を示した断面図である。
【図９】燃料電池セルを構成する区画セル部材のもう１つの形態を示した断面図である。
【図１０】燃料電池セルを構成する区画セル部材のもう１つの形態を示した断面図である。
【図１１】燃料電池セルを構成する区画セル部材のもう１つの形態を示した断面図である。
【図１２】区画セル部材の組み合わせによって形成された燃料電池セルの１形態を示した断面図である。
【図１３】固体電解質型燃料電池を備えた従来の燃焼装置の一例を示した断面図である。
【図１４】固体電解質型燃料電池を備えた従来の燃焼装置のもう１つの例を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００８５】
１    固体電解質基板
２    アノード層
３    カソード層
５    燃料電池セル
６    火炎
８    空気侵入孔
１０    燃料電池
１１    燃焼室
１２    燃焼室の室壁
１５    スリット（間隙）
１６    固体燃料
１８    空気供給口
１９    断熱壁
２１    空気ファン
２２    導体ビア
２３    導体ワイヤ
２４    メッシュ状金属
Ｃ    区画セル部材
【図１】
2006179222.tif 000003
【図２】
2006179222.tif 000004
【図３】
2006179222.tif 000005
【図４】
2006179222.tif 000006
【図５】
2006179222.tif 000007
【図６】
2006179222.tif 000008
【図７】
2006179222.tif 000009
【図８】
2006179222.tif 000010
【図９】
2006179222.tif 000011
【図１０】
2006179222.tif 000012
【図１１】
2006179222.tif 000013
【図１２】
2006179222.tif 000014
【図１３】
2006179222.tif 000015
【図１４】
2006179222.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月20日(2005.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
同様に、カソード層は、本発明の実施において特に限定されるものではなく、例えば、公知の材料、例えばストロンチウム（Ｓｒ）が添加されたランタン等の周期律表第３族元素のマンガン酸化合物（例えば、ランタンストロンチウムマンガナイト）、コバルト酸化合物（例えば、ランタンストロンチウムコバルタイト、サマリウムストロンチウムコバルタイト）、ガリウム酸化合物などから形成することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
すなわち、燃料電池セルは、図示されるように、複数個の区画セル部材Ｃ1、Ｃ2、…から構成される。また、それぞれの区画セル部材は、固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とを有している。例えば区画セル部材Ｃ1を参照すると、固体電解質基板１1の片面にメッシュ状金属２Ｍ1を埋設したアノード層２1があり、他方の面にメッシュ状金属３Ｍ1を埋設したカソード層３1がある。この区画セル部材Ｃ1のメッシュ状金属２Ｍ1と、その隣りの区画セル部材Ｃ2のメッシュ状金属３Ｍ2とを、隣接する区画セル部材の間隙に通した導体ワイヤ２３を介して接続する。このようにして複数個の区画セル部材Ｃ1、Ｃ2、…が直列に接続され、また、最初に配置された区画セル部材Ｃ1のカソード層３1と、最後に配置された区画セル部材のアノード層には、それぞれリード線Ｗ1とリード線Ｗ2が接続される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
すなわち、燃料電池セルは、図示されるように、複数個の区画セル部材Ｃ1、Ｃ2、…から構成される。また、それぞれの区画セル部材は、固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とを有している。例えば区画セル部材Ｃ1を参照すると、固体電解質基板１1の片面にメッシュ状金属２Ｍ1を埋設したアノード層２1があり、他方の面にメッシュ状金属３Ｍ1を埋設したカソード層３1がある。この区画セル部材Ｃ1のメッシュ状金属２Ｍ1と、その隣りの区画セル部材Ｃ2のメッシュ状金属３Ｍ2とを、それらのメッシュ状金属のいずれか一方（図では、便宜上、参照番号２４で示す）を介して接続する。このようにして複数個の区画セル部材Ｃ1、Ｃ2、…が直列に接続され、また、最初に配置された区画セル部材Ｃ1のカソード層３1と、最後に配置された区画セル部材のアノード層には、それぞれリード線Ｗ1とリード線Ｗ2が接続される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
すなわち、本例の場合、燃料電池セルを複数個の区画セル部材Ｃ1、Ｃ2、…から構成するとともに、それぞれの区画セル部材を固体電解質基板と、アノード層と、カソード層とから構成する。例えば区画セル部材Ｃ1の場合、固体電解質基板１1の片面にアノード層２1を形成し、他方の面にカソード層３1を形成する。この区画セル部材Ｃ1のアノード層２1と、その隣りの区画セル部材Ｃ2のカソード層３2とを、隣接する区画セル部材の間隙に通した導体ワイヤ２３を介して接続する。このようにして複数個の区画セル部材Ｃ1、Ｃ2、…が直列に接続され、また、最初に配置された区画セル部材Ｃ1のカソード層３1と、最後に配置された区画セル部材のアノード層には、それぞれリード線Ｗ1とリード線Ｗ2が接続される。