(57)【要約】【課題】  金属シール材により十分にシールされ、且つロウ付け等による熱履歴が低減され、均熱性が高い固体電解質形燃料電池を提供する。【解決手段】  本発明の固体電解質形燃料電池は、固体電解質層１１（ＺｒＯ２系セラミック等からなる。）、その一面に設けられた燃料極１２（ＮｉとＺｒＯ２系セラミックとの混合物等からなる。）及び他面に設けられた空気極１３（Ｌａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ３±δ等の複酸化物からなる。）を有する複数の単セルと、単セル間に設けられたセパレータ（ステンレス鋼等からなる。）と、このセパレータの少なくとも一面に配設された金属シール材（Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ等、又はこれらを含有する合金などからなる。）からなるガスシール部２と、を備える。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質層、該固体電解質層の一面に設けられた燃料極及び該固体電解質層の他面に設けられた空気極を有する複数の単セルと、
該単セル間に設けられたセパレータと、
該ガス流路を有するセパレータの少なくとも一面に配設された金属シール材からなるガスシール部と、を備える固体電解質形燃料電池。
【請求項２】
上記金属シール材が金属箔材である請求項１に記載の固体電解質形燃料電池。
【請求項３】
上記金属シール材が金属線材である請求項１に記載の固体電解質形燃料電池。
【請求項４】
上記セパレータに溝部が形成されている請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の固体電解質形燃料電池。
【請求項５】
上記金属シール材は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、又はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＰｔのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上含有する合金である請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の固体電解質形燃料電池。
【請求項６】
上記金属シール材は、芯材と、該芯材の表面に設けられた被覆層とからなり、該被覆層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、又はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＰｔのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上含有する合金からなる請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の固体電解質形燃料電池。
【請求項７】
上記芯材が管状体又は断面Ｃ字形状体である請求項６に記載の固体電解質形燃料電池。
【請求項８】
上記金属シール材は位置決め手段により位置決めされている請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の固体電解質形燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質形燃料電池に関する。更に詳しくは、本発明は、セパレータの少なくとも一面に金属シール材が配設され、金属ロウ材等による接合ではなく、この金属シール材によりガスシールされることで、燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が防止され、良好な発電性能が維持される固体電解質形燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板型の固体電解質形燃料電池（以下、「燃料電池」ということもある。）は、インターコネクタを用いて複数のセルを積層することにより形成されている。この燃料電池では、燃料極に導入される燃料ガスの流路と空気極に導入される酸化ガスの流路とを隔離すること等を目的としてガスシールがなされる。このガスシールには金属ロウ材及びガラス質のガスシール材等が用いられ、この場合、ガスシールされる部材間は強固に接合される。また、ガスシールは部材間にセラミックスが介装されてなされることもあり（例えば、非特許文献１及び特許文献１参照。）、この場合、部材間は接合されていないため、ボルト、ナット等を用いて積層方向に押圧し、固定する等の他の手段によって積層構造を保持する必要がある。
【０００３】
更に、特定の粉体からなるシール部と、このシール部の両側に配置され、シール部の形状を維持するための形状維持部とを有し、シール部と形状維持部とが、被シール部材間で圧縮されてなる高温燃料電池のガスシール構造が知られている（例えば、特許文献２参照。）。そして、このガスシール構造によれば、起動停止時の熱膨張・収縮や急速な起動や振動に対して耐久性を有すると説明されている。
【０００４】
また、近年、イットリア安定化ジルコニア等からなる固体電解質層をできるだけ薄層として内部抵抗を低減し、例えば、８００℃以下の比較的低温域で燃料電池を作動させる研究もなされている。このように低温で作動させるときは、セラミック製ではなく金属製のインターコネクタ等を用いることができ、特に、安価なステンレス鋼からなるインターコネクタ等を用いることができれば、コストを引き下げることもできる。
【０００５】
【非特許文献１】Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．９，Ｓｅｐ．  ２００３
【特許文献１】特表２００４−５０６３０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２０３５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ガラス質のガスシール材を用いたときは、熱応力により破損することがある。更に、このガラス質のガスシール材及び金属ロウ材等を用いて接合した場合は、一部のセルの損傷又は性能低下等を生じたときに、そのセルを取り外すことができないため、燃料電池全体が使用不能になることがある。また、非特許文献１に記載されているようにマイカをガスシール材として用いたときは、ガスシールされる部材の面粗度が高くないと十分にシールすることができない場合がある。
【０００７】
更に、特許文献１に記載されたセラミック繊維マトリックスに非焼結セラミック粒子が保持されたガスシール材を用いたときは、十分にシールすることができない場合があり、非焼結セラミック粒子が導入されるガスとともに浮遊し、燃料極及び空気極等に付着することで発電性能が低下することもある。また、特許文献２に記載されたシール部と形状維持部とを有するガスシール構造では、被シール部材間で圧縮される場合に、シール部と形状維持部とが同様に変形してガスシール構造が形成される必要があり、シール部の変形が小さいとシール不良となることがあり、形状維持部の変形が小さいとシール部の粉体が流出してしまうことがある。
【０００８】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、セパレータの表面に金属シール材が配設され、金属ロウ材等による接合ではなく、この金属シール材によりガスシールされることで、良好な発電性能が維持される固体電解質形燃料電池を提供することを目的とする。また、ロウ付け等による接合個所を減らすことができるため熱履歴が低減され、且つ熱伝導性が低いセラミックスを用いてガスシールした場合に比べて電池全体の熱分布を小さくする、即ち、均熱性を高くすることができ、良好な発電性能が維持される固体電解質形燃料電池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】
【０００９】
本発明は以下の通りである。
１．固体電解質層、該固体電解質層の一面に設けられた燃料極及び該固体電解質層の他面に設けられた空気極を有する複数の単セルと、該単セル間に設けられたセパレータと、該セパレータの少なくとも一面に配設された金属シール材からなるガスシール部と、を備える固体電解質形燃料電池。
尚、このガスシール部は、金属シール材が押圧されて形成されるものであり、例えば、金属ロウ材を用いた場合のように、金属材料を溶融させ、固化させて部材間を接合した接合部とはまったく異なるものである。
２．上記金属シール材が金属箔材である上記１．に記載の固体電解質形燃料電池。
３．上記金属シール材が金属線材である上記１．に記載の固体電解質形燃料電池。
４．上記セパレータに溝部が形成されている上記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の固体電解質形燃料電池。
５．上記金属シール材は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、又はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＰｔのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上含有する合金である上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の固体電解質形燃料電池。
６．上記金属シール材は、芯材と、該芯材の表面に設けられた被覆層とからなり、該被覆層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、又はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＰｔのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上含有する合金からなる上記１．乃至５．のうちのいずれか１項に記載の固体電解質形燃料電池。
７．上記芯材が管状体又は断面Ｃ字形状体である上記６．に記載の固体電解質形燃料電池。
８．上記金属シール材は位置決め手段により位置決めされている上記１．乃至７．のうちのいずれか１項に記載の固体電解質形燃料電池。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の固体電解質形燃料電池は、インターコネクタ等のセパレータの少なくとも一面に配設された金属シール材により十分にガスシールされ、且つロウ付け等により接合する箇所を減少させることができるため、ロウ付け等による熱履歴が低減され、電池全体の均熱性も高く、良好な発電性能が維持される。また、ガスシール部によりシールされた部材間を容易に離間させることができるため、一部のセルの損傷又は性能低下等を生じた場合に、そのセルを取り外すことで、又は取り外した後に他のセルを組み込むことで、そのまま固体電解質形燃料電池として使用を継続することができる。
また、金属シール材が金属箔材及び金属線材である場合は、ガスシール部をより容易に形成することができる。
更に、セパレータに溝部が形成されている場合は、より確実にガスシールすることができ、良好な発電性能が維持される。
また、金属シール材が、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、又はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＰｔのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上含有する合金である場合は、変形が容易で、且つ安価な金属シール材とすることができ、ガスシール性もより向上させることができ、良好な発電性能が維持される。
更に、金属シール材が、芯材と、芯材の表面に設けられた被覆層とからなり、被覆層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、又はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＰｔのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上含有する合金からなる場合は、ガスシールがより十分になされ、良好な発電性能が維持される。
また、芯材が管状体又は断面Ｃ字形状体である場合は、変形が特に容易であり、ガスシールがより十分になされ、良好な発電性能が維持される。
更に、金属シール材が位置決め手段により位置決めされている場合は、ガスシールすべき位置を確実にシールすることができ、良好な発電性能が維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を、例えば、図１〜２０を用いて詳細に説明する。
本発明の固体電解質形燃料電池（例えば、図１及び図６〜８の燃料電池１０１並びに図１１〜１３の燃料電池１０２）は、固体電解質層１１、固体電解質層１１の一面に設けられた燃料極１２及び固体電解質層１１の他面に設けられた空気極１３を有する複数の単セルと、単セル間に設けられたセパレータと、セパレータの少なくとも一面に配設された金属シール材からなるガスシール部２と、を備える。
【００１２】
上記「単セル」は、固体電解質層１１と、固体電解質層１１の一面に設けられた燃料極１２と、固体電解質層１１の他面に設けられた空気極１３とを有する。
上記「固体電解質層１１」は、電池の作動時に燃料極に導入される燃料ガス又は空気極に導入される酸化ガスのうちの一方の一部をイオンとして移動させることができるイオン伝導性を有する。どのようなイオンを伝導することができるかは特に限定されないが、イオンとしては、例えば、酸素イオン及び水素イオン等が挙げられる。また、上記「燃料極１２」は、水素源となる燃料ガスと接触し、燃料電池における負電極として機能する。更に、上記「空気極１３」は、酸素源となる酸化ガスと接触し、燃料電池における正電極として機能する。
【００１３】
固体電解質層１１の形成に用いる材料は燃料電池の使用条件等により適宜選択することができる。この材料としては、例えば、ＺｒＯ２系セラミック、ＬａＧａＯ３系セラミック、ＢａＣｅＯ３系セラミック、ＳｒＣｅＯ３系セラミック、ＳｒＺｒＯ３系セラミック及びＣａＺｒＯ３系セラミック等が挙げられる。これらの材料のうちでは、ＺｒＯ２系セラミックが好ましく、Ｓｃ、Ｙ及び希土類元素のうちの少なくとも１種により安定化されたＺｒＯ２系セラミックが好ましく、Ｓｃにより安定化されたＺｒＯ２系セラミックが特に好ましい。
【００１４】
固体電解質層１１の平面形状は特に限定されず、円形、楕円形並びに三角形及び四角形等の多角形などとすることができる。この固体電解質層１１の平面形状は、正方形等の四角形及び円形であることが多い。
【００１５】
燃料極１２の形成に用いる材料も燃料電池の使用条件等により適宜選択することができる。この材料としては、例えば、Ｎｉ及びＦｅ等の金属と、Ｓｃ、Ｙ及び希土類元素のうちの少なくとも１種により安定化されたジルコニア等のＺｒＯ２系セラミック、ＣｅＯ２系セラミック及び酸化マンガン等のセラミックのうちの少なくとも１種との混合物などが挙げられる。また、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ及びＦｅ等の金属が挙げられる。これらの金属は１種のみでもよいし、２種以上の金属の合金でもよい。更に、これらの金属及び／又は合金と、上記セラミックの各々の少なくとも１種との混合物（サーメットを含む。）が挙げられる。また、Ｎｉ及びＦｅ等の金属の酸化物と、上記セラミックの各々の少なくとも１種との混合物などが挙げられる。これらの材料のうちでは、Ｎｉ及びＦｅ等の金属と、上記セラミックの各々の少なくとも１種との混合物が好ましく、ＮｉとＳｃにより安定化されたＺｒＯ２系セラミックとの混合物が特に好ましい。
【００１６】
この燃料極の平面形状は特に限定されないが、固体電解質層及び空気極と同じ形状であることが好ましい。また、その平面方向の寸法は、固体電解質形燃料電池の構造によって、固体電解質層及び燃料極と同じにすることもでき、異なる寸法とすることもできる。この燃料極と固体電解質層とは各々の全面で積層されていることが好ましい。
【００１７】
空気極１３の形成に用いる材料も燃料電池の使用条件等により適宜選択することができる。この材料としては、例えば、各種の金属、金属の酸化物、金属の複酸化物等を用いることができる。金属としては、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ及びＲｈ等の金属又は２種以上の金属を含有する合金が挙げられる。また、金属の酸化物としては、Ｌａ、Ｓｒ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＦｅ等の酸化物（Ｌａ２Ｏ３、ＳｒＯ、Ｃｅ２Ｏ３、Ｃｏ２Ｏ３、ＭｎＯ２及びＦｅＯ等）が挙げられる。更に、複酸化物としては、少なくともＬａ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＭｎ等を含有する複酸化物（Ｌａ１−ｘＳｒｘＣｏＯ３系複酸化物、Ｌａ１−ｘＳｒｘＦｅＯ３系複酸化物、Ｌａ１−ｘＳｒｘＣｏ１−ｙＦｅｙＯ３系複酸化物、Ｌａ１−ｘＳｒｘＭｎＯ３系複酸化物、Ｐｒ１−ｘＢａｘＣｏＯ３系複酸化物及びＳｍ１−ｘＳｒｘＣｏＯ３系複酸化物等）が挙げられる。
【００１８】
これらのうちでは複酸化物が好ましく、Ｌｎ１−ｘＭｘＣｏＯ３系複酸化物、Ｌｎ１−ｘＭｘＦｅＯ３系複酸化物及びＬｎ１−ｘＭｘＣｏ１−ｙＦｅｙＯ３系複酸化物（Ｌｎは希土類元素であり、ＭはＳｒ又はＢａである。）がより好ましい。これらのＣｏ及び／又はＦｅを含有する複酸化物、特にＣｏ及びＦｅを含有する複酸化物からなる空気極１３は、燃料電池を５００〜８５０℃、更に５００〜７５０℃の温度範囲で低温作動させた場合でも、電極として優れた性能を有する。これらの複酸化物は、Ｌｎ元素及びＭ元素の他に、更にその他の置換元素を有していてもよい。
【００１９】
また、これらの複酸化物のうちでは、Ｌｎ１−ｘＭｘＣｏＯ３系複酸化物、Ｌｎ１−ｘＭｘＦｅＯ３系複酸化物及びＬｎ１−ｘＭｘＣｏ１−ｙＦｅｙＯ３系複酸化物のうちでも、Ｌｎ１−ｘＭｘＣｏＯ3±δ、Ｌｎ１−ｘＭｘＦｅＯ３±δ及びＬｎ１−ｘＭｘＣｏ１−ｙＦｅｙＯ３±δで表され、０．２≦ｘ≦０．８、０．５≦ｙ≦０．９、且つ０≦δ<１（δは酸素過剰量又は酸素欠損量である。）である複酸化物が特に好ましく、ＬｎはＬａ、Ｐｒ及びＳｍのうちの少なくとも１種であることが更に好ましい。このようなＬｎ１−ｘＭｘＣｏＯ３系複酸化物としては、例えば、Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＣｏＯ3±δ、Ｐｒ０．５Ｂａ０．５ＣｏＯ3±δ及びＳｍ０．５Ｓｒ０．５ＣｏＯ3±δ等が挙げられる。また、Ｌｎ１−ｘＭｘＦｅＯ３系複酸化物としては、例えば、Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＦｅＯ3±δ、Ｐｒ０．５Ｂａ０．５ＦｅＯ3±δ及びＳｍ０．５Ｓｒ０．５ＦｅＯ3±δ等が挙げられる。更に、Ｌｎ１−ｘＭｘＣｏ１−ｙＦｅｙＯ３系複酸化物としては、例えば、Ｌａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ3±δ、Ｐｒ０．５Ｂａ０．５Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ3±δ及びＳｍ０．５Ｓｒ０．５Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ3±δ等が挙げられる。
【００２０】
この空気極の平面形状は特に限定されないが、固体電解質層及び燃料極と同じ形状であることが好ましい。また、その平面方向の寸法は、固体電解質形燃料電池の構造によって、固体電解質層及び燃料極と同じにすることもでき、異なる寸法とすることもできる。例えば、インターコネクタが固体電解質層の一表面の周縁に接合される場合は、空気極は固体電解質層及び燃料極より小さく形成される。この空気極と固体電解質層とは各々の全面で積層されていることが好ましい。
【００２１】
固体電解質形燃料電池において、各々の単セルは、強度の観点から過度に薄層とすることは好ましくない。従って、強度を保持するための支持層が固体電解質層である自立型、支持層が燃料極である燃料極支持型及び支持層が空気極である空気極支持型のいずれかの形態とされる。発電性能の観点では固体電解質層を厚くすることは好ましくない。そのため、この観点では燃料極支持型又は空気極支持型とすることが好ましい。
【００２２】
自立型では、固体電解質層の厚さは電気抵抗と強度とを勘案し、１００〜５００μｍ、特に１００〜３００μｍ、更に１００〜１５０μｍとすることができる。また、燃料極支持型又は空気極支持型であるときは、固体電解質層の厚さは５〜１００μｍ、特に５〜５０μｍ、更に５〜３０μｍとすることができる。
【００２３】
燃料極支持型では、燃料極は固体電解質層の２０倍以上の厚さであることが好ましい。２０倍未満であると単セルの機械的強度が不十分となる傾向にある。この燃料極の厚さは２００〜３０００μｍ、特に５００〜２０００μｍであることが好ましい。２００μｍ未満であると基板として有効に機能せず、３０００μｍを越えると、体積当たりの発電効率が低下する傾向にある。一方、下記のように空気極支持型とすることもでき、この場合は、燃料極の厚さは、１０〜５０μｍ、特に２０〜４０μｍであることが好ましい。この厚さが１０〜５０μｍであれば、電極として十分に機能し、５０μｍを越えて厚くする必要はない。
【００２４】
空気極支持型では、空気極の厚さは固体電解質層の２０倍以上の厚さであることが好ましい。２０倍未満であると単セルの機械的強度が不十分となる傾向にある。この空気極の厚さは２００〜３０００μｍ、特に５００〜２０００μｍであることが好ましい。２００μｍ未満であると基板として有効に機能せず、３０００μｍを越えると、体積当たりの発電効率が低下する傾向にある。一方、燃料極支持型である場合は、空気極の厚さは１０〜１００μｍ、特に２０〜５０μｍであることが好ましい。１０μｍ未満であると電極として十分に機能しないことがあり、１００μｍを越えると固体電解質層から剥離することがある。
【００２５】
この燃料電池は燃料極支持型であることが特に好ましく、燃料極支持型として、固体電解質層を５〜１００μｍ、特に５〜５０μｍ、更に５〜３０μｍと薄層にした場合は、固体電解質形燃料電池を９００℃以下、特に８５０℃以下、更に８００℃以下の低温で作動させることができる。また、この燃料極支持型では、７５０℃以下、特に７００℃以下（通常、５００℃以上）で作動させることもできる。
【００２６】
本発明の固体電解質形燃料電池は複数の単セルを有し、各々の単セルが上記「セパレータ」を用いて積層されて構成されている。このセパレータは、燃料ガスと酸化ガスの各々の流路を隔離する機能を有する。セパレータは導電性を有していてもよく有していなくてもよい。また、ガス流路を備えていてもよく、備えていなくてもよい。このセパレータとしては、例えば、実施例において用いられているインターコネクタ、燃料フレーム及び空気フレーム等が挙げられる。更に、固体電解質層に燃料ガス及び酸化ガスの流路となる開口部を形成し、この固体電解質層の両面に金属シール材を配設した構成の場合は、固体電解質層がセパレータとなる。
【００２７】
セパレータの材質は特に限定されず、耐熱金属及び導電性セラミック等を用いることができる。
この耐熱金属は特に限定されず、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金等が挙げられる。ステンレス鋼としては、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼が挙げられる。フェライト系ステンレス鋼としては、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４０５等が挙げられる。マルテンサイト系ステンレス鋼としては、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３１等が挙げられる。オーステナイト系ステンレス鋼としては、ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０５等が挙げられる。更に、ニッケル基合金としては、インコネル６００、インコネル７１８、インコロイ８０２等が挙げられる。クロム基合金としては、Ｄｕｃｒｌｌｏｙ  ＣＲＦ（９４質量％Ｃｒ−５質量％Ｆｅ−１質量％Ｙ２Ｏ３）等が挙げられる。
【００２８】
また、導電性セラミックも特に限定されず、ＬａＣｒＯ３等のＬｎＭＯ３（但し、Ｌｎは希土類元素であり、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ及びＹｂ等が挙げられる。更に、Ｍは金属元素であり、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｎｉ及びＦｅ等が挙げられる。）で表される複酸化物などが挙げられる。
これらの各種の耐熱金属及び導電性セラミックは、それぞれ固体電解質形燃料電池の構造等によって選択することができる。
【００２９】
本発明の燃料電池における上記「ガスシール部２」は、セパレータの少なくとも一面に配設された金属シール材からなる。このガスシール部２と、金属ロウ材等を用いて形成された接合部５とによって、後記のように燃料ガス導入管８１及び燃料ガス排出管８２からの燃料ガスの漏洩、並びに燃料電池の内部から外部への燃料ガスの漏洩が防止される。また、このガスシール部２及び接合部５によって、後記のように酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４からの酸化ガスの漏洩、並びに燃料電池の内部から外部への酸化ガスの漏洩が防止される。
【００３０】
上記「金属シール材」は、固体電解質形燃料電池の作動温度で融解しなければよく、その材質は特に限定されない。この金属シール材を構成する金属材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ等が挙げられる。また、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ及びＰｄのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上、特に３０質量％以上、更に６０質量％（通常、８０質量％以下）含有する合金が挙げられる。これらのうちでは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、又はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＰｔのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上、特に３０質量％以上、更に６０質量％（通常、８０質量％以下）含有する合金が、ガスシールが十分になされ、燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が防止されるため好ましい。
【００３１】
金属シール材の形状も特に限定されず、セパレータの表面にガスシール部２を容易に形成することができる形状であればよい。そのような金属シール材としては、例えば、金属箔材及び金属線材が挙げられる。
金属箔材の材質は特に限定されず、押圧によりセパレータ等に密着し、ガスシール部２が形成され易い金属であればよい。そのような金属としては、金属材料として記載した前記の金属及び合金が好ましく、前記の金属及び合金であれば、ガスシールが十分になされ、燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が防止される。また、金属箔材は、押圧により変形し易いＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、又はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ及びＮｉのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上、特に３０質量％以上、更に６０質量％（通常、８０質量％以下）含有する合金からなることがより好ましい。更に、金属箔材は、展延性に優れたＡｇ、Ｃｕ、又はＡｇ及びＣｕのうちの少なくとも一方を０．５質量％以上、特に３０質量％以上、更に６０質量％（通常、８０質量％以下）含有する合金からなることが特に好ましい。
【００３２】
また、金属箔材は位置決め手段を有していることが好ましい。この位置決め手段は、所定位置にガスシール部２が形成されるように金属箔材を配置することができればよく、特に限定されない。位置決め手段としては、例えば、金属箔材の平面形状を、セパレータとの相対的な位置決めをすることができる形状とする方法が挙げられる。この平面形状としては、金属箔材の外周線とセパレータの外周線とが、所定長さに渡って少なくとも一部で、好ましくは全周に渡って重なっている形状が挙げられる（図１０参照）。また、セパレータの表面の所定位置に設けられた凸部と、金属箔材の所定位置に設けられた孔（図１５、１６参照）とを嵌め合わせて位置決めする方法等が挙げられる。
【００３３】
金属箔材は、芯材と、この芯材の表面に設けられた被覆層とからなる箔材とすることもできる。被覆層は芯材の表裏面のうちの一方のみに設けられていてもよいが、表裏両面に設けられていることが好ましい。芯材の表面、特に表裏両面に被覆層が設けられておれば、金属シール材として十分に機能する。被覆層は芯材の側面には設けられていてもよく、設けられていなくてもよいが、芯材は一般に薄いため、被覆層は、通常、芯材の側面にも形成される。被覆層を設ける方法は特に限定されず、芯材に金属材料をめっきする、及び蒸着する等の方法が挙げられる。芯材は、被覆層が押圧により容易に変形し、金属箔材がセパレータに密着し得る限り、その材質等は特に限定されない。この芯材は、ステンレス鋼、ニッケル基合金及びクロム基合金等により形成することができる。
【００３４】
また、被覆層は変形が容易な金属により形成することができる。この被覆層は、金属材料として記載した前記の金属及び合金により形成することができる。これらの金属及び合金であれば、押圧による変形が容易であり、形成されたガスシール部２により、燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が十分に防止される。更に、被覆層は、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕ等の柔らかい金属からなることが好ましく、展延性に優れたＡｇ、Ｃｕ、又はＡｇ及びＣｕのうちの少なくとも一方を０．５質量％以上、特に３０質量％以上、更に６０質量％（通常、８０質量％以下）含有する合金からなることが特に好ましい。この金属箔材は、芯材がステンレス鋼からなり、被覆層がＡｇ又はＣｕからなるものが特に好ましい。このような金属箔材であれば、十分な強度を有するとともに、形成されたガスシール部２により燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が防止される。
【００３５】
金属箔材の厚さ（金属箔材が、芯材と、この芯材の表面に設けられた被覆層とからなるときは、合計厚さ）も特に限定されないが、２０〜５００μｍ、特に１００〜３００μｍとすることができる。金属箔材の厚さが２０〜５００μｍであれば、容易に変形してセパレータ等に密着し、ガスシールが十分になされる。また、芯材と被覆層とからなる場合、被覆層の厚さは特に限定されないが、全厚さの１０〜９０％、特に６０〜８０％であることが好ましい。被覆層の厚さが全厚さの１０〜９０％であれば、容易に変形してセパレータ等に密着し、ガスシールが十分になされる。
【００３６】
金属箔材は、通常、常温（例えば、２０〜３５℃）において押圧することでセパレータに密着させることができるが、その融解温度（芯材と被覆層とからなる金属箔材の場合は、特に被覆層の融解温度）より低い温度域に昇温させて押圧することが好ましい。
【００３７】
金属線材の材質も特に限定されないが、押圧により変形し、ガスシール部２が形成され易い金属からなることが好ましい。このような金属としては、金属材料として記載した前記の金属及び合金が好ましく、前記の金属及び合金であれば、形成されたガスシール部２によるガスシールが十分になされ、燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が十分に防止される。更に、金属線材は、押圧により変形し易いＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、又はＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ及びＮｉのうちの少なくとも１種を０．５質量％以上、特に３０質量％以上、更に６０質量％（通常、８０質量％以下）含有する合金からなることがより好ましく、展延性に優れたＡｇ、Ｃｕ、又はＡｇ及びＣｕのうちの少なくとも一方を０．５質量％以上、特に３０質量％以上、更に６０質量％（通常、８０質量％以下）含有する合金からなることが特に好ましい。
【００３８】
金属線材は、芯材と、この芯材の表面に設けられた被覆層とからなる線材とすることもできる。被覆層を設ける方法は特に限定されず、芯材に金属材料をめっきする、及び蒸着する等の方法が挙げられる。芯材は、金属線材、特に被覆層が押圧により容易に変形し得る限り、その材質等は特に限定されない。この芯材は、Ａｇ、Ａｕ及びＣｕ等の変形が容易な金属からなる場合は、中実体でもよく、管状体及び断面Ｃ字形状等の中実でない形態でもよい。一方、ステンレス鋼、ニッケル基合金及びクロム基合金等の硬い金属からなる場合も、中実体でも中実でない形態でもよいが、管状体等の中実でない形態であることが好ましい。
尚、上記の断面Ｃ字形状の芯材である場合、押圧時のスリット部の方向は特に限定されず、上下方向、横方向、斜め方向のいずれであっても、金属線材を十分に変形させることができる。
【００３９】
被覆層は、金属材料として記載した前記の金属及び合金により形成することができる。これらの金属及び合金であれば、押圧による変形が容易であり、形成されたガスシール部２により、燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が十分に防止される。更に、被覆層は、Ａｇ、Ｃｕ及びＡｕ等の柔らかい金属からなることが好ましく、展延性に優れたＡｇ、Ｃｕ、又はＡｇ及びＣｕのうちの少なくとも一方を０．５質量％以上、特に３０質量％以上、更に６０質量％（通常、８０質量％以下）含有する合金からなることが特に好ましい。
【００４０】
芯材と被覆層とからなる金属線材としては、芯材がステンレス鋼からなる断面円形の管状体等の中実でない形態であり、被覆層がＡｇ又はＣｕからなるものが特に好ましい。このような金属線材であれば、この金属線材を比較的大きく変形させる場合でも、Ａｇ又はＣｕからなる断面円形の中実体である場合と同様に、容易に変形させることができ、形成されたガスシール部２により、燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が十分に防止される。
【００４１】
金属線材の断面形状は特に限定されず、断面形状は、円形、楕円形、並びに三角形及び四角形等の多角形などとすることができる。この断面形状は、円形又は楕円形であることが好ましい。金属線材の寸法（断面円形であるときは直径、それ以外の場合は最大寸法である。）も特に限定されないが、通常、１００〜１０００μｍとすることができる。更に、芯材と被覆層とからなる場合は、セパレータに設けられた後記の溝部の断面形状及び寸法を勘案し、金属線材が押圧されたときに、金属線材に十分な圧縮力が加わり、確実なガスシールがなされるような形状及び寸法とすることが好ましい。
【００４２】
金属線材は、通常、常温（例えば、２０〜３５℃）において押圧することで変形させることができるが、その融解温度（芯線と被覆層とからなる金属線材の場合は、特に被覆層の融解温度）より低い温度域に昇温させて押圧することが好ましい。
【００４３】
金属線材は、その押圧方向の寸法の、押圧方向と直交する方向の寸法に対する比（押圧方向の寸法／押圧方向と直交する方向の寸法）が０．８〜１．７であることが好ましい。この比は、０．８〜１．５、特に０．８〜１．２であることがより好ましい。このように押圧される方向の寸法が押圧方向と直交する方向の寸法に比べて過小ではない場合、特に、押圧される方向の寸法が押圧方向と直交する方向の寸法と同じ、又はそれに比べて大きい場合は、同じ押圧力によって金属線材により大きな圧縮力を加えることができる。それによって、金属線材を容易に変形させることができ、形成されたガスシール部２によるガスシールが十分になされ、燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が防止される。
【００４４】
金属線材は、セパレータの何ら加工されていない表面の所定位置に配設してもよいし、セパレータの表面の所定位置に設けられた溝部に配設してもよい。何ら加工されていない表面に金属線材を配設する場合は、位置決めが容易ではないため、セパレータの表面に溝部が設けられていることが好ましい。金属線材を用いたときは、この溝部がガスシール部２を所定位置に形成するための位置決め手段になる。溝部の断面形状及び寸法等は特に限定されず、断面形状は、半円形、半楕円形、並びに三角形及び四角形等の多角形などとすることができる。寸法は、幅を０．３〜１．７ｍｍ、特に０．５〜１．５ｍｍ、更に０．７〜１．３ｍｍとすることができ、深さを０．１〜１．０ｍｍ、特に０．３〜０．７ｍｍとすることができる。この溝部の断面形状及び寸法は、金属線材を使用し、この金属線材を押圧したときに、金属線材に十分な圧縮力が加わり、確実なガスシールがなされるように調整することが好ましい。
【００４５】
溝部が設けられた場合、ガスシール部２は、溝部の一部に金属シール材が充填された形態で形成されておればよく、これによってガスシールが十分になされる。この金属シール材は溝部の全体に充填されていてもよく、更には溝部から溢れ出ていてもよいが、特にそのようにする必要はない。ガスシールされるセパレータ間等の間隔は特に限定されないが、５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下、特に１０μｍ以下（通常、５μｍ以上）であることがより好ましい。
尚、溝部は、２種のセパレータが積層される場合、それらのセパレータのうちの一方のみに設けてもよく（図２、３参照）、両方に設けてもよい（図４、５参照）が、押圧によって金属線材により大きな圧縮力を加えるためには、溝部は、セパレータのうちの一方のみに設けることが好ましい。
【００４６】
固体電解質形燃料電池においてガスシール部２によりガスシールされている部分を除く他のシール部分は、例えば、金属ロウ材等により接合し、接合部５を形成してガスシールすることができる（図７、８及び１２、１３参照）。更に、それぞれの単セルの間を電気的に絶縁するため、後記の実施例のように、絶縁性セラミックからなるセラミックフレーム４が、積層方向の所定部分に設けられて、短絡が防止されることもある（図７、８及び１２、１３参照）。セラミックフレーム４と、このセラミックフレーム４と積層されているセパレータ等との間も、金属ロウ材等により接合し、接合部５を形成してガスシールすることができる。
【００４７】
セラミックフレーム４は、絶縁性を有しておればよく、その材質は特に限定されないが、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＺｒＯ２及びＡｌ２Ｏ３並びにこれらの混合物等が用いられることが多い。
【００４８】
ロウ付けに用いられる金属ロウ材は特に限定されず、Ｎｉ系金属ロウ材及びＡｇ系金属ロウ材等を用いることができる。この金属ロウ材としては、より耐熱性に優れるＮｉ系金属ロウ材が好ましい。このＮｉ系金属ロウ材としては、ＮｉとＢ又はＰとを含有し、このＮｉ系金属ロウ材を１００質量％とした場合に、Ｎｉの含有量が６０質量％以上であるものを用いることができる。このＮｉの含有量は７０質量％以上とすることができ、８０質量％以上とすることもできる（Ｂを含有するときは、通常、９５質量％以下であり、Ｐを含有するときは、通常、８５質量％以下である。）。Ｎｉの含有量が６０質量％以上であれば、耐熱性を十分に高くすることができる。
【００４９】
Ｎｉ系金属ロウ材にはＮｉの他にＢ又はＰが含有されていてもよい。Ｂ又はＰを含有することで、流動性が向上し、それぞれの部材間を十分に密着させることができ、接合強度をより大きくすることができる。Ｂ又はＰの含有量は特に限定されないが、Ｎｉ系金属ロウ材を１００質量％とした場合に、Ｂの場合は１〜５質量％、特に１．５〜４質量％、更に２〜３．５質量％とすることができる。Ｂの含有量が１〜５質量％であれば、Ｎｉ系金属ロウ材の流動性を十分に高くすることができる。また、Ｐの場合は５〜１５質量％、特に６．５〜１３．５質量％、更に８〜１２質量％とすることができる。Ｐの含有量が５〜１５質量％であれば、Ｎｉ系金属ロウ材の流動性を十分に高くすることができる。
【００５０】
Ｎｉ系金属ロウ材には、Ｎｉ及びＢ又はＰの他に更にＣｒが含有されていてもよい。適量のＣｒを含有することにより、耐熱性をより高くすることができる。Ｃｒの含有量は特に限定されないが、Ｎｉ系金属ロウ材を１００質量％とした場合に、５〜２０質量％、特に１０〜１８質量％、更に１２〜１６質量％とすることができる。Ｃｒの含有量が８〜２０質量％であれば、Ｎｉ系金属ロウ材の耐熱性を十分に高くすることができる。
【００５１】
金属ロウ材としてはＡｇ系金属ロウ材を用いることもできる。このＡｇ系金属ロウ材には通常Ｐｄが含有され、ＡｇとＰｄとの合計を１００質量％とした場合に、Ｐｄは２〜１０質量％、特に３〜７質量％含有される。Ｐｄの含有量が２〜１０質量％であれば、耐酸化性等を向上させることができ、十分な耐久性を有する接合部５を形成することができる。更に、接合時にＡｇ系金属ロウ材が十分に流動し、接合部５のガスシール性を向上させることができる。
【００５２】
Ａｇ系金属ロウ材には更にＣｕが含有されていてもよい。Ｃｕが含有されている場合のＡｇ、Ｐｄ及びＣｕの各々の含有量は特に限定されないが、Ａｇ、Ｐｄ及びＣｕの合計を１００質量％とした場合に、Ａｇの含有量は４５〜６５質量％、特に５０〜６０質量％、Ｐｄの含有量は１５〜３５質量％、特に２０〜３０質量％、Ｃｕの含有量は１０〜３０質量％、特に１５〜２５質量％であることが好ましい。Ｃｕが含有されている場合、含有されていない場合に比べてより多量のＰｄを含有していても、十分な流動性を有し、優れたシール性が維持される。また、ＡｇとＣｕの合計は６５質量％以上であることが好ましく、即ち、Ｐｄの含有量が３５質量％以下であれば、Ａｇ系金属ロウ材が十分に流動し、接合部５のガスシール性を向上させることができる。
【００５３】
Ａｇ系金属ロウ材には更にＴｉが含有されていてもよい。適量のＴｉを含有することにより、接合温度が比較的低い場合でも、特に大きな接合強度が得られる。このＴｉの含有量は、Ａｇ、Ｐｄ及びＴｉの合計を１００質量％とした場合に、又はＣｕが含有されているときは、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ及びＴｉの合計を１００質量％とした場合に、０．０５〜１０質量％であることが好ましく、特に０．０５〜８質量％、更に０．０５〜６質量％であることがより好ましい。Ｔｉの含有量が０．０５〜１０質量％であれば、接合雰囲気が酸素分圧の低い雰囲気であっても、実用上、十分な強度を有する接合部５を形成することができる。
【００５４】
固体電解質形燃料電池を用いて発電させる場合、燃料極側には燃料ガスを導入し、空気極側には酸化ガスを導入する。燃料ガスとしては、水素、水素源となる炭化水素（改質により水素とする。）、水素と炭化水素との混合ガス、及びこれらのガスを所定温度の水中を通過させ加湿した燃料ガス、これらのガスに水蒸気を混合させた燃料ガス等が挙げられる。炭化水素は特に限定されず、例えば、天然ガス、ナフサ、石炭ガス化ガス等が挙げられる。更に、メタン、エタン、プロパン、ブタン及びペンタン等の炭素数が１〜１０、好ましくは１〜７、より好ましくは１〜４の飽和炭化水素、並びにエチレン及びプロピレン等の不飽和炭化水素を主成分とするものが好ましく、飽和炭化水素を主成分とするものが更に好ましい。この燃料ガスとしては水素が好ましい。これらの燃料ガスは１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用することもできる。また、５０体積％以下の窒素及びアルゴン等の不活性ガスを含有していてもよい。
【００５５】
酸化ガスとしては、酸素と他の気体との混合ガス等が挙げられる。また、この混合ガスには約８０体積％以下の窒素及びアルゴン等の不活性ガスが含有されていてもよい。これらの酸化ガスのうちでは安全であって、且つ安価であるため空気（約８０体積％の窒素が含まれている。）が好ましい。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
固体電解質形燃料電池１０１（図１及び図６〜８参照）は、固体電解質層１１と、この固体電解質層１１の一面に設けられた燃料極１２と、他面に設けられた空気極１３と、を有する２個の単セルを有し、底部材３１１［図６〜８で、この底部材３１１の下面に更にセルが配設された場合、底部材３１１はインターコネクタとして機能する。］と、燃料フレーム３２との間に金属線材からなるガスシール部２を備える。また、インターコネクタ３１２と、空気フレーム３４との間に金属線材からなるガスシール部２を備える。更に、この固体電解質形燃料電池１０１では、ガスシール部２は、第２インターコネクタ３１２と燃料フレーム３２との間、及び蓋部材３１３［図６〜８で、この蓋部材３１３の上面に更にセルが配設された場合、蓋部材３１３はインターコネクタとして機能する。］と、空気フレーム３４との間に設けられている。
【００５７】
燃料電池において、上記のようにガスシール部２が設けられた、インターコネクタ３１２と燃料フレーム３２との間と、底部材３１１と燃料フレーム３２との間とは、燃料電池において同じ部位であり、蓋部材３１３と空気フレーム３４との間と、インターコネクタ３１２と空気フレーム３４との間とは、それぞれ同じ部位である。このようにして、底部材、蓋部材及びインターコネクタと、それぞれの燃料フレーム及び／又は空気フレームとの間にガスシール部２が設けられている。
尚、図１及び図６〜８には図示されていないが、ガスシール部２は、空気フレーム３４などに設けられた溝部３４１等に配設された金属線材２１が押圧されて形成されている（図３参照）。
【００５８】
下記のようにして固体電解質形燃料電池を製造した。
（１）未焼成燃料極の形成
酸化ニッケル（ＮｉＯ）粉末と、８モル％のイットリアにより安定化されたジルコニア粉末とを混合し、その後、造孔材として人造黒鉛粉末を配合し、更に混合した。次いで、分散剤としてジエチルアミン、及び有機溶媒としてトルエンとメチルエチルケトンとの混合溶媒を配合し、アルミナ製ポットミルを用いて混合した。次いで、可塑剤としてジブチルフタレート、及びバインダとしてポリビニルアルコールを配合し、更に混合して未焼成燃料極用スラリーを調製した。次いで、このスラリーを用いてドクターブレード法により未焼成燃料極を形成した。
【００５９】
（２）未焼成固体電解質層の形成及び同時焼成
８モル％のイットリアにより安定化されたジルコニア粉末に、溶媒としてブチルカルビトールを配合して混合し、未焼成固体電解質層用スラリーを調製した。次いで、このスラリーを用いてスクリーン印刷法により未焼成燃料極の一面に、未焼成燃料極と同じ形状及び大きさで、厚さ約２０μｍの未焼成固体電解質層を形成した。その後、大気雰囲気において一体に焼成した。
【００６０】
（３）未焼成空気極の形成
Ｌａ０．６Ｓｒ０．４（Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８）Ｏ３粉末に、溶媒としてブチルカルビトールを配合して混合し、未焼成空気極用スラリーを調製した。その後、このスラリーを用いてスクリーン印刷法により固体電解質層１１の他面の中央部に、厚さ約２０μｍの未焼成空気極を形成した。次いで、大気雰囲気において焼成し、空気極１３を形成した。このようにして２個の単セルを作製した。
【００６１】
（４）固体電解質形燃料電池の製造
上記（１）〜（３）において作製した２個の単セルがインターコネクタ等のガス流路を有するセパレータ等を介して、又はこのセパレータ等を用いて積層された燃料極支持型であり、且つ内部マニホールドタイプの固体電解質形燃料電池１０１を製造した。
以下、図１及び図６〜８を用いて説明する。
図１は、固体電解質形燃料電池１０１を分解し、底部材、蓋部材、インターコネクタ、燃料フレーム及び空気フレーム等を模式的に示す斜視図である。また、図６は、固体電解質形燃料電池１０１の外観の斜視図、図７は、図６におけるＡ−Ａ断面の模式図、図８は、図６におけるＢ−Ｂ断面の模式図である。
この固体電解質形燃料電池１０１は、各々１個の単セルを有する上部セル及び下部セルが積層されて形成されている。
【００６２】
下部セルは、底部材３１１の上面に配設された集電材であるニッケルフェルト層６、基板となる燃料極１２、固体電解質層１１、空気極１３及び集電材である白金メッシュ層７をこの順に備え、白金メッシュ層７の上面はインターコネクタ３１２と接している。また、底部材３１１の外周縁に接合された燃料フレーム３２、下面が固体電解質層１１及び燃料フレーム３２に接合され、上面が絶縁性セラミックであるＭｇＯ−ＭｇＡｌ２Ｏ４焼結体からなるセラミックフレーム４を介して空気フレーム３４に接合されたセル支持板３３、及び下面がセラミックフレーム４に接合され、上面がインターコネクタ３１２の外周縁に接合された空気フレーム３４を有する。
【００６３】
この下部セルでは、燃料フレーム３２、セル支持板３３及び空気フレーム３４は、いずれもＳＵＳ４３０により形成されている。更に、燃料フレーム３２とセル支持板３３、セル支持板３３とセラミックフレーム４及びセラミックフレーム４と空気フレーム３４、はそれぞれＮｉ系金属ロウ材を使用し、真空雰囲気下、ロウ付けし、接合部５を形成した。また、底部材３１１と燃料フレーム３２との間には、後記のようにＡｇからなる金属線材を用いてガスシール部２を形成した。更に、空気フレーム３４とインターコネクタ３１２との間にも、後記のようにＡｇからなる金属線材を用いてガスシール部２を形成した。
【００６４】
上部セルは、インターコネクタ３１２の上面に配設されたニッケルフェルト層６、基板となる燃料極１２、固体電解質層１１、空気極１３及び白金メッシュ層７をこの順に備え、白金メッシュ層７の上面は蓋部材３１３と接している。また、インターコネクタ３１２の外周縁に接合された燃料フレーム３２、下面が固体電解質層１１及び燃料フレーム３２と接合され、上面が絶縁性セラミックであるＭｇＯ−ＭｇＡｌ２Ｏ４焼結体からなるセラミックフレーム４を介して空気フレーム３４に接合されたセル支持板３３、及び下面がセラミックフレーム４に接合され、上面が蓋部材３１３の外周縁に接合された空気フレーム３４を有する。
【００６５】
この上部セルでは、燃料フレーム３２、セル支持板３３及び空気フレーム３４は、いずれもＳＵＳ４３０により形成されている。更に、第３インターコネクタ３１３（蓋部材）もＳＵＳ４３０により形成されている。また、燃料フレーム３２とセル支持板３３、セル支持板３３とセラミックフレーム４及びセラミックフレーム４と空気フレーム３４、はそれぞれＮｉ系金属ロウ材を使用し、真空雰囲気下、ロウ付けし、接合部５を形成した。更に、インターコネクタ３１２と燃料フレーム３４との間には、後記のようにＡｇからなる金属線材を用いてガスシール部２を形成した。また、空気フレーム３４と蓋部材３１３との間にも、後記のようにＡｇからなる金属線材を用いてガスシール部２を形成ルした。
尚、底部材３１１、インターコネクタ３１２及び蓋部材３１３もＳＵＳ４３０により形成されている。
【００６６】
ガスシール部２は、以下のようにして形成した。
下部セルでは、底部材３１１の上面の、燃料フレーム３２の内周縁に対向する位置、並びに燃料ガス導入管８１、燃料ガス排出管８２、酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４の開口面の周囲に、予め幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの断面長方形の溝部を設けておき、この溝部に直径０．６ｍｍのＡｇ線材を配設した。また、空気フレーム３４の上面の内周縁、並びに燃料ガス導入管８１、燃料ガス排出管８２、酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４の開口面の周囲に、予め幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの断面長方形の溝部を設けておき、この溝部に直径０．６ｍｍのＡｇ線材を配設した。
【００６７】
更に、上部セルでは、インターコネクタ３１２の上面の、燃料フレーム３２の内周縁に対向する位置、並びに燃料ガス導入管８１、燃料ガス排出管８２、酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４の開口面の周囲に、予め幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの断面長方形の溝部を設けておき、この溝部に直径０．６ｍｍのＡｇ線材を配設した。また、空気フレーム３４の上面の内周縁、並びに燃料ガス導入管８１、燃料ガス排出管８２、酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４の開口面の周囲に、予め幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの断面長方形の溝部を設けておき、この溝部に直径０．６ｍｍのＡｇ線材を配設した。
【００６８】
その後、燃料フレーム３２から空気フレーム３４までがロウ付けにより一体に固定された下部セル用の積層体を、底部材３１１の上面に燃料フレーム３２が載置されるようにして配置した。次いで、空気フレーム３４の上面に、インターコネクタ３１２を配置した。その後、燃料フレーム３２から空気フレーム３４までが積層された上部セル用の積層体を、インターコネクタ３１２の上面に燃料フレーム３２が載置されるようにして配置した。次いで、空気フレーム３４の上面に、蓋部材３１３を配置した。その後、積層体全体を上下から押圧板により挟持し、押圧板の四隅に取り付けられたボルトに嵌装されたナットにより締め付けることで、積層方向に１５ＭＰａの押圧力を加え、Ａｇ線材を圧縮させて変形させ、ガスシール部２を形成するとともに、底部材３１１から蓋部材３１３までの全体を一体に固定し、固体電解質形燃料電池１０１を製造した。
【００６９】
（５）燃料ガス導入管又は排出管、及び酸化ガス導入管又は排出管
下部セル側において、底部材３１１とセル支持板３３及び単セルとの間に形成された空間には、下部セルの燃料極１２に燃料ガスを導入するための燃料ガス導入管８１が開口している（図７参照）。また、この空間の燃料ガス導入管８１の開口部の対角線側には、この空間から燃料ガスを排出するための燃料ガス排出管８２が開口している（図７参照）。更に、セル支持板３３及び単セルとインターコネクタ３１２との間に形成された空間には、下部セルの空気極１３に酸化ガスを導入するための酸化ガス導入管８３が開口している（図８参照）。また、この空間の酸化ガス導入管８３の開口部の対角線側には、この空間から酸化ガスを排出するための酸化ガス排出管８４が開口している（図８参照）。
【００７０】
また、固体電解質形燃料電池１０１の上部セル側において、インターコネクタ３１２とセル支持板３３及び単セルとの間に形成された空間には、上部セルの燃料極１２に燃料ガスを導入するための燃料ガス導入管８１が開口している（図７参照）。更に、この空間の燃料ガス導入管８１の開口部の対角線側には、この空間から燃料ガスを排出するための燃料ガス排出管８２が開口している（図７参照）。また、セル支持板３３及び単セルと蓋部材３１３との間に形成された空間には、上部セルの空気極１３に酸化ガスを導入するための酸化ガス導入管８３が開口している（図８参照）。更に、この空間の酸化ガス導入管８３の開口部の対角線側には、この空間から酸化ガスを排出するための酸化ガス排出管８４が開口している（図８参照）。
尚、この燃料電池では、下部セルの下面に更に他のセルが積層された場合、底部材３１１はインターコネクタとして機能することになる。更に、上部セルの上面に更に他のセルが積層された場合、蓋部材３１３はインターコネクタとして機能することになる。
【００７１】
下部セル及び上部セルの各々に燃料ガス又は酸化ガスを導入し、又は排出するための各々の管は、底部材、蓋部材、インターコネクタ、セル支持板、燃料フレーム、空気フレーム及びセラミックフレームの所要個所にそれぞれ設けられた各々のガスの流路が接続されて一体に形成されたものであり、全体として本管に側管が取り付けられた構造となり、下部セル及び上部セルに燃料ガス又は酸化ガスが同時に導入され、且つ排出される。更に、燃料ガス導入管と燃料ガス排出管、及び酸化ガス導入管と酸化ガス排出管は、この実施例の場合は、燃料ガス及び酸化ガスがそれぞれ対角線方向に流通するような位置に取り付けられている。これにより、下部セル及び上部セルの各々の燃料極と燃料ガス、及び空気極と酸化ガスをそれぞれ効率よく接触させることができる。
【００７２】
（６）燃料電池からの電力の取り出し
この固体電解質形燃料電池１０１では、下部セルの空気極１３は、集電材である白金メッシュ層７を介してインターコネクタ３１２と電気的に接続されている。また、インターコネクタ３１２は、集電材であるニッケルフェルト層６を介して上部セルの燃料極１２と電気的に接続されている。このように下部セルと上部セルとは直列に接続されている。更に、燃料電池を所定の作動温度に昇温させ、燃料ガス導入管８１に水素等の燃料ガスを導入して燃料極１２と接触させ、酸化ガス導入管８３に空気等の酸化ガスを導入して空気極１３と接触させることにより、燃料極１２と空気極１３との間に起電力が生じ、この電力を外部に取り出すことにより発電装置として機能させることができる。電力は、燃料極側においては底部材３１１から取り出され、空気極側においては蓋部材３１３から取り出され、蓋部材と底部材との間で燃料電池全体の電力を取り出すことができる。
【００７３】
（７）開回路電圧及び燃料利用率の評価
この固体電解質形燃料電池１０１の燃料ガス導入管８１から燃料ガスとして３質量％の水分を含有する水素ガスを導入し、酸化ガス導入管８３から空気を導入して、下部セル及び上部セルの各々の開回路電圧を測定した。その結果、下部セルの開回路電圧は１．１２Ｖ、上部セルの開回路電圧は１．１０Ｖであり、ともに理論値に近く、Ａｇ線材によりシールした個所も含め、ガスシールが十分になされていることが分かった。また、０．２Ａ／ｃｍ２の電流を取り出しながら水素の流量を変化させ、そのときの下部セル及び上部セルの各々の電圧を測定して燃料利用率を評価した。結果を図９に示す（△は下部セルの電圧、◇は上部セルの電圧である。）。図９によれば、９０％を越える利用率にて評価することができた。これは、燃料ガス及び酸化ガスが漏洩せず、これらのガスが混ざり合っていないことを意味しており、これによってもガスシール性が良好であることが分かった。
【００７４】
実施例２
固体電解質形燃料電池１０２（図１１〜１３参照）は、実施例１の場合と同様の構成の２個の単セルを有し、底部材３１１［図１１〜１３で、この底部材３１１の下面に更にセルが配設された場合、底部材３１１はインターコネクタとして機能する。］と、燃料フレーム３２との間に金属箔材２２（図１０参照）からなるガスシール部２を備える。また、第２インターコネクタ３１２と、空気フレーム３４との間に同様の金属箔材からなるガスシール部２を備える。
【００７５】
更に、この固体電解質形燃料電池１０２では、ガスシール部２は、インターコネクタ３１２と燃料フレーム３２との間、及び蓋部材３１３［図１１〜１３で、この蓋部材３１３の上面に更にセルが配設された場合、蓋部材３１３はインターコネクタとして機能する。］と、空気フレーム３４との間に上記と同様の金属箔材を用いて設けられている。このようにして、底部材、蓋部材及びインターコネクタと、それぞれの燃料フレーム及び／又は空気フレームとの間にガスシール部２が設けられている。
【００７６】
下記のようにして固体電解質形燃料電池を製造した。
（１）単セルの作製
実施例１における固体電解質形燃料電池１０１の製造における（１）〜（３）と同様にして２個の単セルを作製した。
【００７７】
（２）固体電解質形燃料電池の製造
上記（１）において作製した２個の単セルが、ガス流路を有するセパレータ等を介して、又はこのセパレータを用いて積層された燃料極支持型であり、且つ内部マニホールドタイプの固体電解質形燃料電池１０２を製造した。
以下、図１０〜１３を用いて説明する。
図１０は、ガスシール部２の形成に用いた金属箔材からなる金属シール材の平面図である。この金属箔材２２は、厚さ５０μｍのＳＵＳ４３０からなるステンレス鋼フレーム（芯材）の表裏面に厚さ５０μｍのＡｇめっき（被覆層）が施されてなり、全厚さは１５０μｍである。この金属箔材２２には、燃料ガス又は酸化ガスを流通させるための中央開口部２２１と、２個の燃料ガス又は酸化ガス隔離用開口部２２２が設けられている。また、インターコネクタとの相対的な位置決めを正確にするための位置決め用外周部２２３が設けられている。この位置決め用外周部２２３はインターコネクタの外周に重なる外周を有しており、正確に、且つ容易にセパレータの位置決めをすることができる。
【００７８】
図１１は、固体電解質形燃料電池２０２を分解し、ガス流路を有するセパレータ（底部材、蓋部材、インターコネクタ、燃料フレーム及び空気フレーム）及び金属箔材等を模式的に示す斜視図である。更に、図１２は、図１１において燃料ガス導入管８１及び燃料ガス排出管８２が形成されている断面をみた模式図である。図１３は、図１１において酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４が形成されている断面をみた模式図である。
この固体電解質形燃料電池１０２は、各々１個の単セルを有する上部セル及び下部セルが積層されて形成されている。上部セル及び下部セルの各々の構造は実施例１の固体電解質形燃料電池１０１の場合と同様である。また、上部セル及び下部セルのそれぞれが有する、燃料フレーム３２、セル支持板３３及び空気フレーム３４の各々の材質、並びに底部材３１１、インターコネクタ３１２及び蓋部材３１３の材質も実施例１の固体電解質形燃料電池１０１の場合と同様である。
【００７９】
更に、実施例１の固体電解質形燃料電池１０１の場合と同様に、燃料フレーム３２とセル支持板３３、セル支持板３３とセラミックフレーム４及びセラミックフレーム４と空気フレーム３４、をそれぞれＮｉ系金属ロウ材を使用し、真空雰囲気下、ロウ付けすることにより、接合部５を形成した。また、この固体電解質形燃料電池１０２では、底部材３１１と下部セルの燃料フレーム３２との間、下部セルの空気フレーム３４とインターコネクタ３１２との間、インターコネクタ３１２と上部セルの燃料フレーム３２との間、及び上部セルの空気フレーム３４と蓋部材３１３との間は、上記（２）に記載の金属箔材２２を用いてガスシールし、ガスシール部２を形成した。
【００８０】
ガスシール部２は、実施例１と同様にして、底部材３１１と、この底部材３１１の上面に載置された金属箔材２２と、下部セル用の積層体と、この下部セル用の積層体の上面に載置された金属箔材２２と、インターコネクタ３１２と、このインターコネクタ３１２の上面に載置された金属箔材２２と、上部セル用の積層体と、この上部セル用の積層体の上面に載置された金属箔材２２と、蓋部材３１３とを積層し、その後、同様にして押圧力を加えて形成した。このようにして、底部材３１１から蓋部材３１３までの全体を一体に固定し、固体電解質形燃料電池１０２を製造した。
【００８１】
（３）燃料ガス導入管又は燃料ガス排出管、及び酸化ガス導入管又は酸化ガス排出管
固体電解質形燃料電池１０２では、下部セルにおいて、底部材３１１と、セル支持板３３及び単セルとの間の空間に、下部セルの燃料極１２に燃料ガスを導入するための燃料ガス導入用流路が形成され、この流路と、上部セルにおいて、インターコネクタ３１２と、セル支持板３３及び単セルとの間の空間に形成された、上部セルの燃料極１２に燃料ガスを導入するための燃料ガス導入用流通路と、が連続した流路となるように燃料ガス導入管８１が設けられている。また、これらの空間の各々の流路と対向する側には、これらの空間から燃料ガスを排出するための燃料ガス排出管８２が、下部セルにおける流路と、上部セルにおける流路とが連続した流路となるように設けられている。
【００８２】
更に、下部セルにおいて、セル支持板３３及び単セルと、インターコネクタ３１２との間の空間に、下部セルの空気極１３に酸化ガスを導入するための酸化ガス導入用流路が形成され、この流路と、上部セルにおいて、セル支持板３３及び単セルと、蓋部材３１３との間の空間に形成された、上部セルの空気極１３に酸化ガスを導入するための酸化ガス導入用流路と、が連続した流路となるように酸化ガス導入管８３が設けられている。また、これらの空間の各々の流路と対向する側には、これらの空間から酸化ガスを排出するための酸化ガス排出管８４が、下部セルにおける流路と上部セルにおける流路とが連続した流路となるように設けられている。
【００８３】
下部セル及び上部セルの各々に燃料ガス又は酸化ガスを導入し、又は排出するための各々の流路は、底部材、蓋部材、インターコネクタ、セル支持板、燃料フレーム、空気フレーム及びセラミックフレームの所要個所にそれぞれ設けられた各々のガスの流路が接続されて一体に形成されたものであり、下部セル及び上部セルに燃料ガス又は酸化ガスが同時に導入され、且つ排出される。また、燃料ガスは、底部材３１１に設けられた燃料ガス導入管８１の開口部から導入され、対角線方向に設けられた燃料ガス排出管８２の開口部から排出される（図１２参照）。また、酸化ガスは、蓋部材３１３に設けられた酸化ガス導入管８３の開口部から導入され、対角線方向に設けられた酸化ガス排出管８４の開口部から排出される（図１３参照）。
【００８４】
（４）燃料電池からの電力の取り出し及び開回路電圧及び燃料利用率の評価
この固体電解質形燃料電池１０２では、実施例１の固体電解質形燃料電池１０１の場合と同様にして、蓋部材と底部材との間で燃料電池全体の電力を取り出すことができる。また、同様にして下部セル及び上部セルの各々の開回路電圧を測定したところ、下部セルの開回路電圧は１．１１Ｖ、上部セルの開回路電圧は１．１０Ｖであり、ともに理論値に近く、金属箔材によりシールした個所も含め、ガスシールが十分になされていることが分かった。更に、同様にして評価した燃料利用率を図１４に示す（△は下部セルの電圧、◇は上部セルの電圧である。）。図１４によれば、９０％を越える利用率にて評価することができた。これは、燃料ガス及び酸化ガスが漏洩せず、これらのガスが混ざり合っていないことを意味しており、これによってもガスシール性が良好であることが分かった。
【００８５】
尚、本発明では上記の実施例に限られず、目的、用途等によって本発明の範囲内において種々変更した実施例とすることができる。例えば、セルの平面形状は、長方形、円形及び楕円形等とすることができ、同様の平面形状を有する固体電解質形燃料電池とすることができる。また、燃料ガス導入管と燃料ガス排出管、及び酸化ガス導入管と酸化ガス排出管は、それぞれ管ではなくスリット状にすることもでき、導入スリットと排出スリットの各々を単セルを挟んで対向する位置に配設することで、下部セル及び上部セルのそれぞれの燃料極と燃料ガス、及び空気極と酸化ガスを効率よく接触させることもできる。
【００８６】
この燃料電池は、燃料フレーム３２と、セル支持板３３と、空気フレーム３４と、単セルとを備える構造体、即ち、セル、がインターコネクタを介して、通常、２個以上（上記の実施例１、２では、下部セルと上部セルの２個のセル）備える。この構造体の個数は目的、用途等によって設定することができ、特に限定されないが、１０〜２５０個とすることができる。２個以上の構造体を備える燃料電池では、各々のセルはインターコネクタを介して積層されて接続されており、ｎ個の構造体が積層されて接続されている場合、インターコネクタの枚数はｎ−１個となり、１個目のセルの下面には底部材が積層され、ｎ＋１個目のセルの上面には蓋部材が積層されることになる。
【００８７】
更に、金属線材は、燃料フレーム３２及び空気フレーム３４等の内周縁、並びに燃料ガス導入管８１、燃料ガス排出管８２、酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４の開口面の周囲等に設けられた溝部に配設されるが、例えば、実施例１の場合を図示した図１では、図において下側の空気フレーム３４の他面側に配設された金属線材２１は、空気フレーム３４の内周縁と、酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４の開口面の各々の周囲とで一体であり、燃料ガス導入管８１及び燃料ガス排出管８２の開口面のそれぞれの周囲は別体である。燃料フレーム３２及び空気フレーム３４の内周縁に配設される金属線材と、燃料ガス導入管８１、燃料ガス排出管８２、酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４の開口面の周囲に配設される金属線材とは別体でもよく、連続した一体のものであってもよい。
【００８８】
また、金属箔材２２は、インターコネクタ等のセパレータの表面に、単セルを取り囲むように配設され、且つ燃料ガス導入管、燃料ガス排出管、酸化ガス導入管及び酸化ガス排出管のそれぞれが開口している部分の周囲に配設されている。実施例２では、各々の位置に配設される金属箔材２２は、一体のものであるが、金属箔材は、複数の別個の金属箔材がそれぞれの端部が接触し、一体となるようにして配設されたものでもよい。更に、実施例２では、一体の金属箔材２２が、単セルを取り囲むように配設され、且つ各々の流路が開口している部分の周囲に配設されているが、単セルを取り囲むように配設される金属箔材と、それぞれの流路が開口している部分の周囲に配設される金属箔材とは別体でもよい。この金属箔材は、取り扱い易さ及び所定箇所への配設のし易さ等の観点からは、実施例２のように、一体のものであることが好ましい。
【００８９】
ガスシール部２は、底部材３１１と燃料フレーム３２との間等に設けられ、このガスシール部２によって、燃料ガス導入管８１及び燃料ガス排出管８２からの燃料ガスの漏洩、並びに燃料フレーム３２の内部空間から外部への燃料ガスの漏洩が防止される。また、ガスシール部２は、インターコネクタ３１２と空気フレーム３４との間等に設けられ、このガスシール部２によって、酸化ガス導入管８３及び酸化ガス排出管８４からの酸化ガスの漏洩、並びに空気フレーム３４の内部空間から外部への酸化ガスの漏洩が防止される。このガスシール部２は、実施例１、２では、底部材及びインターコネクタと燃料フレームとの間、及びインターコネクタ及び蓋部材と空気フレームとの間、の両方に設けられているが、いずれか一方に設けることもできる。このガスシール部２は、実施例１、２のように、底部材及びインターコネクタと燃料フレームとの間、及び蓋部材及びインターコネクタと空気フレームの間、の各々に設けることが好ましい。
【００９０】
ガスシール部２は、セパレータの少なくとも一面に設けられた線状凸部３１２２の表面に配設された金属層３１２２（ａ）（図１７、１９参照）からなる金属シール材が押圧されて形成されたものでもよい（図１８、２０参照）。また、線状凸部が設けられていないセパレータの、線状凸部に対向する面は平板であってもよく（図１９、２０参照）、溝部３４１が設けられていてもよいが（図１７、１８参照）、特に溝部を設ける必要はない。溝部３４１が設けられている場合、このガスシール部２は、溝部の底部の一部に押圧され、変形した金属層が密着された形態で形成されておればよい（図１８参照）。この変形した金属層は溝部の全体に充填されていてもよく、更には溝部から溢れ出ていてもよいが、特にその必要はない。
【００９１】
線状凸部の断面形状及び寸法等は特に限定されず、断面形状は、半円形、半楕円形、並びに三角形及び四角形等の多角形などとすることができる。この断面形状は、半円形又は半楕円形であることが好ましい。
【００９２】
金属層は、線状凸部の表面をめっき、スクリーン印刷及び蒸着等の方法によって被覆することで形成することができる。また、線状凸部の表面に金属箔を配設することで形成することもできる。この金属層の材質は特に限定されないが、押圧により変形し、ガスシール部２が形成され易い金属からなることが好ましい。このような金属としては、金属材料として記載した前記の金属及び合金が挙げられる。これらの金属又は合金であれば、形成されたガスシール部２によるガスシールが十分になされ、燃料ガス及び酸化ガスの漏洩が防止される。更に、金属層は、展延性に優れたＡｇ、Ｃｕ、又はＡｇ及びＣｕのうちの少なくとも一方を０．５質量％以上、特に３０質量％以上、更に６０質量％（通常、８０質量％以下）含有する合金からなることが特に好ましい。
【００９３】
金属層は、通常、常温（例えば、２０〜３５℃）において押圧することで変形させることができるが、その融解温度より低い温度域に昇温させて押圧することが好ましい。
【００９４】
線状凸部及び金属層は、セパレータの表面に、単セルを取り囲むように形成される。また、燃料ガス導入管、燃料ガス排出管、酸化ガス導入管及び酸化ガス排出管の各々の開口面の周囲等に形成される。各々の位置に形成される線状凸部及び金属層は、連続した一体のものとして形成される。また、単セルを取り囲むように形成される線状凸部及び金属層と、燃料ガス導入管、燃料ガス排出管、酸化ガス導入管及び酸化ガス排出管の各々の開口面の周囲等に形成される線状凸部及び金属層とは別体でもよく、連続した一体のものであってもよい。
【００９５】
更に、この燃料電池は、セル支持板を有さない構造とすることもできる。例えば、固体電解質層の一面に、この固体電解質層より面積の小さい燃料極を設け、固体電解質層の他面に、この固体電解質層より面積の小さい空気極を設け、且つ固体電解質層に燃料ガス又は酸化ガスを流通させるための開口部を形成した構造とすることもできる。この場合、固体電解質層の一面及び他面に、ガス流路を有するセパレータをインターコネクタとして積層し、セパレータと固体電解質層の一面との間に、図１５のような平面形状の金属箔材からなる金属シール材、また、セパレータと固体電解質層の他面との間に、図１６のような平面形状の金属箔材からなる金属シール材を、配設し、その後、それぞれの単セルを積層し、燃料電池とすることができる。この構造では、必要に応じて、セパレータと固体電解質層との間に、燃料フレーム及び空気フレームを介装させることもできる。更に、セパレータと燃料極及び空気極との間に、集電材としてニッケルフェルト及び白金メッシュ等を介装させて、隣接する単セル間が電気的により確実に接続されるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施例１の固体電解質形燃料電池を分解し、インターコネクタ等を模式的に示す斜視図である。
【図２】金属部材に設けられた溝部と、この溝部に配設された金属線材との断面を模式的に示す説明図である。
【図３】図２の金属線材が押圧されて金属シール材によりガスシール部が形成された状態を模式的に示す説明図である。
【図４】シールされる金属部材のいずれにも溝部が設けられ、この溝部に金属線材が配設された状態を模式的に示す説明図である。
【図５】図４の金属線材が押圧されて金属シール材によりガスシール部が形成された状態を模式的に示す説明図である。
【図６】実施例１の固体電解質形燃料電池の外観を示す斜視図である。
【図７】図６の固体電解質形燃料電池のＡ−Ａ断面を示す模式図である。
【図８】図６の固体電解質形燃料電池のＢ−Ｂ断面を示す模式図である。
【図９】実施例１の固体電解質形燃料電池動作させた場合の燃料利用率と出力電圧との相関を示すグラフである。
【図１０】金属シール材が金属箔材であり、インターコネクタ等との相対的な位置決めができるような平面形状を有している金属箔材の一例を示す平面図である。
【図１１】金属シール材として図１０に示す金属箔材を用いた実施例２の固体電解質形燃料電池を分解し、インターコネクタ等を模式的に示す斜視図である。
【図１２】図１１の固体電解質形燃料電池において燃料ガス導入管及び燃料ガス排出管が形成されている断面をみた模式図である。
【図１３】図１１の固体電解質形燃料電池において酸化ガス導入管及び酸化ガス排出管が形成されている断面をみた模式図である。
【図１４】実施例２の固体電解質形燃料電池動作させた場合の燃料利用率と出力電圧との相関を示すグラフである。
【図１５】金属シール材が金属箔材であり、インターコネクタ等との相対的な位置決めができるような平面形状を有している金属箔材の他の例を示す平面図である。
【図１６】金属シール材が金属箔材であり、インターコネクタ等との相対的な位置決めができるような平面形状を有している金属箔材の更に他の例を示す平面図である。
【図１７】一方の金属部材に設けられた線状凸部と、この線状凸部に被覆された金属層と、他方の金属部材に設けられた溝部の断面を模式的に示す説明図である。
【図１８】図１７の金属層が押圧されて金属シール材によりガスシール部が形成された状態を模式的に示す説明図である。
【図１９】一方の金属部材に設けられた線状凸部と、この線状凸部に被覆された金属層と、他方の金属部材の断面を模式的に示す説明図である。
【図２０】図１９の金属層が押圧されて金属シール材によりガスシール部が形成された状態を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０１、１０２；固体電解質形燃料電池セル、１１；固体電解質層、１２；燃料極、１３；空気極、２；ガスシール部、２１；金属線材、２２；金属箔材、２２１；中央開口部、２２２；燃料ガス又は酸化ガス隔離用開口部、２２３；位置決め用外周部、２２４１；燃料ガス流通用開口部、２２４２；燃料ガス隔離用開口部、２２５１；酸化ガス流通用開口部、２２５２；酸化ガス隔離用開口部、２２６；位置決め用爪部、３１１；底部材、３１２；インターコネクタ、３１２１；インターコネクタに設けられた溝部、３１２２；インターコネクタに設けられた線状凸部、３１２２（ａ）；線状凸部を被覆する金属層、３１３；蓋部材、３２；燃料フレーム、３３；セル支持板、３４；空気フレーム、３４１；空気フレームに設けられた溝部、４；セラミックフレーム、５；接合部、６；ニッケルフェルト層、７；白金メッシュ層、８１；燃料ガス導入管、８２；燃料ガス排出管、８３；酸化ガス導入管、８４；酸化ガス排出管。
【図１】
2006202727.tif 000003
【図２】
2006202727.tif 000004
【図３】
2006202727.tif 000005
【図４】
2006202727.tif 000006
【図５】
2006202727.tif 000007
【図６】
2006202727.tif 000008
【図７】
2006202727.tif 000009
【図８】
2006202727.tif 000010
【図９】
2006202727.tif 000011
【図１０】
2006202727.tif 000012
【図１１】
2006202727.tif 000013
【図１２】
2006202727.tif 000014
【図１３】
2006202727.tif 000015
【図１４】
2006202727.tif 000016
【図１５】
2006202727.tif 000017
【図１６】
2006202727.tif 000018
【図１７】
2006202727.tif 000019
【図１８】
2006202727.tif 000020
【図１９】
2006202727.tif 000021
【図２０】
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