(57)【要約】【課題】燃料電池セルとキャップとの間の導電性を良好なものとする。【解決手段】燃料電池セルの端部には、導電性のキャップが嵌合される。キャップは、その底部の内面および筒状部の内周面がそれぞれ燃料電池セルの端部の端面および外周面を囲むように嵌合される。そして、内側電極層の端部における外周面および端面に膜状の第１導電層が設けられ、キャップの底部の内面および筒状部の内周面と、第１導電層との間に、両者を電気的に接合する第２導電層が設けられる。内側電極層に膜状の第１導電層を設けることで、第１導電層と内側電極層との電気的な接触面積を十分に確保することができる。また、第２導電層に空気の残存やヒケが生じていても、第１導電層と第２導電層との導電性が大きく損なわれることはない。このため、内側電極層とキャップとを、第１導電層および第２導電層を介して電気的に良好に接続することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の内側電極層と、筒状の外側電極層と、前記内側電極層と前記外側電極層との間に配置される電解質層とを有する筒状の燃料電池セルの集電構造であって、
前記燃料電池セルの端部に嵌合されて前記内側電極層と電気的に接続される導電性のキャップを備え、
前記キャップは、環状の底部と、該底部の外周側から筒状に延在する筒状部とを有し、前記底部の内面および前記筒状部の内周面がそれぞれ前記燃料電池セルの端部の端面および外周面を囲むように嵌合され、
前記内側電極層の端部における外周面および端面に膜状の第１導電層が設けられ、
前記底部の内面および前記筒状部の内周面と、前記第１導電層との間に、両者を電気的に接合する第２導電層が設けられる
燃料電池セルの集電構造。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池セルの集電構造であって、
前記第１導電層は、前記内側電極層の内周面にも設けられる
燃料電池セルの集電構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池セルの集電構造であって、
前記第１導電層および前記第２導電層は、同一材料により形成される
燃料電池セルの集電構造。
【請求項４】
筒状の内側電極層と、筒状の外側電極層と、前記内側電極層と前記外側電極層との間に配置される電解質層とを有する筒状の燃料電池セルの集電構造の製造方法であって、
前記内側電極層の端部において少なくとも外周面と端面とに導電性ペーストを塗布する工程と、
前記内側電極層に塗布した導電性ペーストを固化させて膜状の第１導電層を形成する工程と、
環状の底部と、該底部の外周側から筒状に延在する筒状部とを有するキャップを、前記底部の内面および前記筒状部の内周面がそれぞれ前記内側電極層の端部の端面および外周面を囲むように嵌合する工程と、
前記キャップの前記底部の内面および前記筒状部の内周面と、前記第１導電層との間に導電性ペーストが充填された状態で、当該導電性ペーストを固化させて第２導電層を形成する工程と、
を含む燃料電池セルの集電構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルの集電構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の燃料電池セルの集電構造としては、円筒状の内側電極層と、円筒状の外側電極層と、内側電極層と外側電極層との間に配置される電解質層とを備える円筒形の燃料電池セルにおいて、燃料電池セルの端部に集電用の内側電極端子（キャップ）が取り付けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。内側電極層には、その端部において、電解質層および外側電極層が被覆されない露出部が設けられる。キャップは、カップ状（有底円筒部材）に形成され、カップの円筒部の内周面および底部の内面と、内側電極層の露出部の外周面および端面との間に、銀シール材が充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ２０１３／０４７６６７Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した燃料電池セルの集電構造では、内側電極層とキャップとの間のクリアランスが小さいため、銀シール材を充填しようとしても、内側電極層とキャップとの間に空気が残存し易い。また、銀シール材としてペーストを用いた場合、焼成過程において、体積収縮が起こり、ヒケ（凹痕）が発生するおそれがある。内側電極層とキャップとの間にこうした空気やヒケが生じると、内側電極層とシール材との接触面積が小さくなり、内側電極層とキャップとの間の電気抵抗が増大し、セルの性能低下を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、燃料電池セルとキャップとの間の導電性が良好な集電構造を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明は、筒状の内側電極層と、筒状の外側電極層と、前記内側電極層と前記外側電極層との間に配置される電解質層とを有する筒状の燃料電池セルの集電構造であって、前記燃料電池セルの端部に嵌合されて前記内側電極層と電気的に接続される導電性のキャップを備え、前記キャップは、環状の底部と、該底部の外周側から筒状に延在する筒状部とを有し、前記底部の内面および前記筒状部の内周面がそれぞれ前記燃料電池セルの端部の端面および外周面を囲むように嵌合され、前記内側電極層の端部における外周面および端面に膜状の第１導電層が設けられ、前記底部の内面および前記筒状部の内周面と、前記第１導電層との間に、両者を電気的に接合する第２導電層が設けられることを要旨とする。
【０００８】
本発明の燃料電池セルの集電構造では、キャップは、その底部の内面および筒状部の内周面がそれぞれ燃料電池セルの端部の端面および外周面を囲むように嵌合される。そして、内側電極層の端部における外周面および端面に膜状の第１導電層が設けられ、キャップの底部の内面および筒状部の内周面と、第１導電層との間に、両者を電気的に接合する第２導電層が設けられる。内側電極層に膜状の第１導電層を設けることで、第１導電層と内側電極層との電気的な接触面積を十分に確保することができる。また、第２導電層に空気の残存やヒケが生じていても、第１導電層と第２導電層との導電性が大きく損なわれることはない。このため、内側電極層とキャップとを、第１導電層および第２導電層を介して電気的に良好に接続することができるから、燃料電池セルとキャップとの間の導電性を良好なものとすることができる。
【０００９】
本発明の燃料電池セルの集電構造において、前記第１導電層は、前記内側電極層の内周面にも設けられるものとしてもよい。こうすれば、第１導電層と内側電極層との電気的な接触面積をより一層確保することができるから、燃料電池セルとキャップとの間の導電性をより良好なものとすることができる。
【００１０】
本発明の燃料電池セルの集電構造において、前記第１導電層および前記第２導電層は、同一材料により形成されるものとしてもよい。こうすれば、温度変化に対する第１導電層と第２導電層との熱膨張差をなくして熱応力を低減することができるから、両者の電気的な接続を良好に保つことができる。
【００１１】
本発明の燃料電池セルの集電構造の製造方法は、筒状の内側電極層と、筒状の外側電極層と、前記内側電極層と前記外側電極層との間に配置される電解質層とを有する筒状の燃料電池セルの集電構造の製造方法であって、前記内側電極層の端部において少なくとも外周面と端面とに導電性ペーストを塗布する工程と、前記内側電極層に塗布した導電性ペーストを固化させて膜状の第１導電層を形成する工程と、環状の底部と、該底部の外周側から筒状に延在する筒状部とを有するキャップを、前記底部の内面および前記筒状部の内周面がそれぞれ前記内側電極層の端部の端面および外周面を囲むように嵌合する工程と、前記キャップの前記底部の内面および前記筒状部の内周面と、前記第１導電層との間に導電性ペーストが充填された状態で、当該導電性ペーストを固化させて第２導電層を形成する工程と、を含むことを要旨とする。
【００１２】
本発明の燃料電池セルの集電構造の製造方法は、内側電極層の端部において少なくとも外周面と端面とに導電性ペーストを塗布し、その導電性ペーストを固化させて膜状の第１導電層を形成する。そして、内側電極層の端部の端面および外周面を囲むようにキャップを嵌合し、キャップの底部の内面および筒状部の内周面と、第１導電層との間に導電性ペーストが充填された状態で、その導電性ペーストを固化させて第２導電層を形成する。これにより、内側電極層に膜状の第１導電層を確実に形成した上で、第２導電層を形成することができる。このため、第１導電層と内側電極層との電気的な接触面積を十分に確保することができる。また、第２導電層となる導電性ペーストを固化する際に空気の残存やヒケが生じても、第１導電層と第２導電層との導電性が大きく損なわれることはない。このため、内側電極層とキャップとを、第１導電層および第２導電層を介して電気的に良好に接続することができるから、燃料電池セルとキャップとの間の導電性を良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の燃料電池セル４０を有する発電モジュール１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】図１の発電モジュール１０における二点鎖線の円部分の断面を拡大して示す断面図である。
【図３】キャップ組み付け工程を示す説明図である。
【図４】キャップ組み付けの様子を示す説明図である。
【図５】他の実施形態の燃料電池セル１４０の端部１４０ａの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本実施形態の燃料電池セル４０を有する発電モジュール１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は図１の発電モジュール１０における二点鎖線の円部分の断面を拡大して示す断面図である。発電モジュール１０は、図１に示すように、水蒸気を生成する気化器２２と、天然ガスやＬＰガスなどの原燃料ガスを水蒸気改質反応により改質して水素を含む燃料ガス（改質ガス）を生成する改質器２４と、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとを反応させて発電する複数の燃料電池セル４０がスタッキングされた燃料電池スタック３０と、燃料ガス供給管２６を介して改質器２４と接続され改質器２４からの燃料ガスを各燃料電池セル４０に分配する燃料ガスマニホールド３４と、酸化剤ガスを各燃料電池セル４０に分配する酸化剤ガスマニホールド３８と、を備え、これらは、モジュールケース１１に収容されている。なお、発電モジュール１０は、その発電に伴って発生した熱を回収して給湯する図示しない給湯ユニット（貯湯タンク）と組み合わされることにより、燃料電池システムを構成する。
【００１６】
モジュールケース１１は、断熱性材料により箱形に形成され、原燃料ガス供給管１２と改質水供給管１４と空気供給管１６とが接続されている。原燃料ガス供給管１２は、供給源からの原燃料ガスを気化器２２へ供給する配管であり、その配管には開閉弁やポンプ、流量計、圧力計、脱硫器などが設けられている。改質水供給管１４は、改質水を気化器２２へ供給する配管であり、その配管には改質水タンクやポンプなどが設けられている。空気供給管１６は、酸化剤ガスとしてのエアを酸化剤ガスマニホールド３８へ供給する配管であり、その配管にはエアブロワや流量計などが設けられている。
【００１７】
また、モジュールケース１１には、気化器２２による水蒸気の生成や改質器２４による水蒸気改質反応などに必要な熱を供給するための燃焼部２８が設けられている。燃焼部２８は、燃料電池セル４０の発電反応に利用されなかった余剰の燃料ガス（アノードオフガス）および酸化剤ガス（カソードオフガス）を点火して燃焼させることにより、燃焼熱を用いて気化器２２や改質器２４を加熱する。燃焼部２８の燃焼により生成される燃焼排ガスは、モジュールケース１１の上部に設けられた燃焼排ガス排出管１８を介してケース外へ排出される。なお、燃焼排ガス排出管１８には図示しない熱交換器が接続され、熱交換器は、循環配管を介して貯湯タンクから供給される貯湯水を燃焼排ガスとの熱交換によって加温する。また、熱交換器を通過した燃焼排ガスは、貯湯水との熱交換によって凝縮され、その凝縮水が改質水タンクへ回収される。
【００１８】
燃料電池セル４０は、図２に示すように、酸素イオン伝導体からなる緻密構造の円筒状の電解質層４２と、電解質層４２の内側に積層されたアノードとしての多孔質構造の燃料電極層（内側電極層）４４と、電解質層４２の外側に積層されたカソードとしての多孔質構造の酸化剤極層（外側電極層）４６と、を備える円筒形の固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：ＳＯＦＣ）セルとして構成されており、長手方向における両端部には燃料電極層４４と電気的に接続されるよう集電用のキャップ５０が取り付けられている。燃料電極層４４の内部には燃料ガスが流れる燃料ガス流路４４ａが形成されており、燃料電池セル４０は、図１に示すように、燃料ガス流路４４ａと燃料ガスマニホールド３４とが連通するように燃料ガスマニホールド３４の支持板３６に立設されている。また、図２に示すように、燃料電極層４４は、端部において、電解質層４２および酸化剤極層４６が被覆されていない露出部４４ｂが設けられている。
【００１９】
電解質層４２は、例えば、Ｙ，Ｓｃ，Ｃｅなどの希土類元素から選ばれる１種または２種以上をドープした安定化ジルコニア、Ｇｄ，Ｙ，Ｓｍなどの希土類元素から選ばれる１種または２種以上をドープしたセリア、Ｎｉ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕから選ばれる１種または２種以上をドープしたランタンガレート、などを用いることができる。
【００２０】
燃料電極層４４は、例えば、ＮｉやＦｅなどの触媒金属とＹ，Ｓｃ，Ｃｅなどの希土類元素から選ばれる１種または２種以上をドープした安定化ジルコニアとの混合体、ＮｉやＦｅなどの触媒金属とＧｄ，Ｙ，Ｓｍなどの希土類元素から選ばれる１種または２種以上をドープしたセリアとの混合体、ＮｉやＦｅなどの触媒金属とＳｒ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕから選ばれる１種または２種以上をドープしたランタンガレートとの混合体、などを用いることができる。
【００２１】
酸化剤極層４６は、例えば、Ｓｒ，Ｃａから選ばれる１種または２種をドープしたランタンマンガナイト、Ｓｒ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる１種または２種以上をドープしたランタンフェライト、Ｓｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕから選ばれる１種または２種以上をドープしたランタンコバルタイト、Ｓｒ，Ｆｅから選ばれる１種または２種をドープしたバリウムコバルタイト、銀、銀−パラジウム合金、白金、などを用いることができる。
【００２２】
なお、電解質層４２と酸化剤極層４６との間には、ガドリニウムをドープしたセリア（ＧＤＣ）、イットリアをドープしたセリア（ＹＤＣ）、サマリウムをドープしたセリア（ＳＤＣ）などの希土類をドープしたセリア混合体を用いた反応防止層を設けることも好適である。
【００２３】
キャップ５０は、例えば、フェライト系ステンレスなどの金属材料により形成され、図２に示すように、環状の底部５２と、底部５２の外周側から円筒状に延在する円筒部５４と、底部５２の内周側から円筒部５４とは逆方向に円筒状に延在する突起部５６とを有する。キャップ５０は、底部５２の内面と円筒部５４の内周面とがそれぞれ燃料電池セル４０の端部４０ａにおける端面と外周面とを囲むように燃料電池セル４０に嵌合される。燃料電池セル４０の端部４０ａ（燃料電極層４４の露出部４４ｂ）には、外周面と端面とに膜状に形成された集電層６２が設けられている。この集電層６２と、キャップ５０の底部５２の上面および円筒部５４の内周面との間には、集電層６２に電気的に接合される導電性接合層６４が設けられている。このように、キャップ５０の底部５２の上面および円筒部５４の内周面と、燃料電池セル４０の端部４０ａの端面および外周面との間は、集電層６２および導電性接合層６４により電気的に接続されると共に燃料電極層４４の内部の燃料ガス流路４４ａを流れる燃料ガスが外側（酸化剤極層４６側）へリークしないようシールされる。集電層６２および導電性接合層６４は、例えば、白金、銀、銅、銀−パラジウム合金などの導電性ペーストやランタンクロマイトなどの導電性セラミックなど、導電率の高い材料を用いて形成することができる。本実施形態では、集電層６２および導電性接合層６４は、それぞれ同種の材料により形成されるものとした。また、導電性接合層６４の上端面は、ガラスシール層６６によって被覆されている。ガラスシール層６６は、例えば、アルミナ−シリカ系結晶化ガラスなどの耐熱性およびシール性に優れた結晶化ガラスを用いることができる。なお、ガラスシール層６６を設けないものとしてもよい。
【００２４】
接続板３２は、例えば、フェライト系ステンレスなどの金属材料により形成され、図１に示すように、互いに隣接する２つの燃料電池セル４０のうち一方の燃料電池セル４０のキャップ５０（燃料電極層４４）と他方の燃料電池セル４０の酸化剤極層４６とを電気的に接続する。複数の燃料電池セル４０は、互いに隣接する２つの燃料電池セル４０が接続板３２を介して連結されることにより、電気的に直列に接続される。
【００２５】
燃料ガスマニホールド３４は、上部が開口した箱型の部材であり、上部の開口を塞いで密閉空間を形成するよう支持板３６が接合されている。支持板３６は、複数の貫通孔３６ａが所定間隔で形成されており、それぞれの貫通孔３６ａにキャップ５０の突起部５６が貫通するよう燃料電池セル４０が挿入されることにより、複数の燃料電池セル４０を立設した状態で支持する。これにより、燃料ガスマニホールド３４は、各燃料電池セル４０の燃料ガス流路４４ａと中空のキャップ５０を介して連通し、燃料ガス供給管２６から供給される燃料ガスを各燃料電池セル４０の燃料ガス流路４４ａに供給（分配）する。燃料ガス流路４４ａに供給された燃料ガスは、燃料ガス流路４４ａを通過し、上側のキャップ５０から上方へ排出される。燃料電池セル４０を通過した余剰の燃料ガスは、上述したように、酸化剤ガスと共に燃焼部２８にて燃焼され、燃焼排ガスとして燃焼排ガス排出管１８へ排出される。支持板３６は、例えば、フェライト系ステンレス鋼やオーステナイト系ステンレス鋼などの金属材料により形成したり、絶縁性セラミックなどの絶縁性材料により形成したりすることができる。なお、支持板３６を金属材料により形成する場合、燃料電池セル４０の下側のキャップ５０と支持板３６の貫通孔３６ａとを電気的に絶縁するため、貫通孔３６ａに絶縁性のシール部材を設けるものとしてもよい。
【００２６】
燃料電池セル４０と支持板３６との間、すなわちキャップ５０の底部５２の外面と支持板３６の上面との間には、ガラスシール部３７が形成されている。ガラスシール部３７は、例えば、アルミナ−シリカ系結晶化ガラスなどの耐熱性およびシール性に優れた結晶化ガラスを用いて形成することができる。
【００２７】
酸化剤ガスマニホールド３８は、空気供給管１６と接続されており、各燃料電池セル４０の酸化剤極層４６に酸化剤ガス（空気）を分配するための複数の供給口３８ａが形成されている。
【００２８】
次に、燃料電池セル４０に対するキャップ５０の組み付け工程について説明する。図３はキャップ組み付け工程を示す説明図であり、図４はキャップ５０の組み付けの様子を示す説明図である。以下、図３のキャップ組み付け工程について図４を参照しながら説明する。キャップ組み付け工程では、まず、燃料電池セル４０の燃料電極層４４の露出部４４ｂにおける外周面と端面に銀−パラジウム合金からなる導電性ペーストを塗布する（Ｓ１００、図４（ａ）参照）。そして、塗布した導電性ペーストを所定の乾燥温度（例えば１５０℃）で乾燥させることで固化させて集電層６２を形成する（Ｓ１１０、図４（ｂ）参照）。これにより、燃料電極層４４の外周面と端面に略均一な厚みの膜状の集電層６２を形成することができる。次に、キャップ５０の底部５２の内面と外筒部５４の内周面に銀−パラジウム合金からなる導電性ペーストを塗布し（Ｓ１２０）、燃料電池セル４０の端部４０ａをキャップ５０内に挿入する（Ｓ１３０、図４（ｃ）参照）。なお、燃料電池セル４０の端部４０ａをキャップ５０内に挿入してから、キャップ５０の外筒部５４と燃料電池セル４０との間の隙間に導電性ペーストを充填するものとしてもよい。また、燃料電池セル４０の端部４０ａをキャップ５０内に挿入してから、キャップ５０の外筒部５４と燃料電池セル４０との間の隙間にガラスペーストを充填する（図４（ｃ）参照）。
【００２９】
そして、燃料電池セル４０とキャップ５０との組み付け体を焼成炉に入れ、炉内を所定温度（例えば８５０℃）まで昇温させることにより、導電性ペーストおよびガラスペーストを焼成して導電性接合層６４およびガラスシール層６６を形成して（Ｓ１４０、図４（ｄ）参照）、キャップの組み付けが完成する。Ｓ１４０の焼成において、キャップ５０の外筒部５４と燃料電池セル４０との間の導電性ペースト内に空気が残存したまま導電性接合層６４が形成されることがある。また、キャップ５０の外筒部５４と燃料電池セル４０との間の隙間に充填された導電性ペーストの体積収縮が起こり、ヒケ（凹痕）が発生することがある。本実施形態では、燃料電極層４４の外周面と端面に予め膜状の集電層６２を形成する。この集電層６２は、燃料電池セル４０の端部４０ａとキャップ５０との隙間に形成される導電性接合層６４と異なり、開放された空間で形成されるため、空気の巻き込みや焼成によるヒケの発生を抑制して、略均一な厚みの緻密な膜状に形成することができる。即ち、予め集電層６２を形成することで、燃料電極層４４との電気的な接触面積を確保することができるのである。一方で導電性接合層６４に空気の残存やヒケが発生しても、集電層６２と導電性接合層６４との接触面積が小さくなるだけである。集電層６２と導電性接合層６４とは、導電率の高い材料を用いて形成されているから、空気の残存やヒケによって両者の接触面積が小さくなっても両者の間の電気抵抗が問題になるほど増加することはない。
【００３０】
燃料電池セル４０とキャップ５０との導電性について以下の実験を行った。
【００３１】
上述したキャップ組み付け工程でキャップ５０が組み付けられた本実施形態の燃料電池セル４０において、キャップ５０の外周面と、燃料電池セル４０におけるキャップ５０の装着側とは反対側の端部（燃料電極層４４）とに配線を取り付け、還元雰囲気にて電気抵抗を測定した。電気抵抗は、７００℃のときに９．４ｍΩであった。
【００３２】
一方、比較例として、集電層６２を設けない燃料電池セルを用意した。比較例の燃料電池セルは、図３のキャップ組み付け工程において、Ｓ１００，Ｓ１１０の工程を省略して、燃料電池セル４０の燃料電極層４４の外周面および端面とキャップ５０の底部５２の上面および円筒部５４の内周面との間に銀−パラジウム合金からなる導電性ペーストを充填し、８５０℃で焼成することにより、製造されるものである。比較例の燃料電池セルは、集電層６２を備えず、導電性接合層６４により、キャップ５０の底部５２の上面と燃料電池セル４０の端部４０ａの端面とが電気的に接続されると共に、キャップ５０の円筒部５４の内周面と燃料電池セル４０の端部４０ａの外周面とが電気的に接続されるものである。そして、この比較例の燃料電池セルにおいて、本実施形態の燃料電池セル４０と同様に配線を取り付け、還元雰囲気にて電気抵抗を測定した。電気抵抗は、７００℃のときに１０．２ｍΩであった。
【００３３】
以上説明した本実施形態の燃料電池セル４０の集電構造によれば、キャップ５０は、その底部５２の内面および円筒部５４の内周面がそれぞれ燃料電池セル４０の端部４０ａの端面および外周面を囲むように嵌合される。そして、燃料電池セル４０の燃料電極層４４（露出部４４ｂ）の端部における外周面および端面に膜状の集電層６２が設けられ、キャップ５０の底部５２の内面および円筒部５４の内周面と、集電層６２との間に、両者を電気的に接合する導電性接合層６４が配置される。このように、膜状に設けられた集電層６２と燃料電極層４４との電気的な接触面積を十分に確保した上で、燃料電極層４４とキャップ５０とを集電層６２および導電性接合層６４を介して電気的に接続することができる。また、先に膜状の集電層６２を形成した上で、導電性接合層６４を形成するから、集電層６２と燃料電極層４４との電気的な接触面積を十分に確保することができ、導電性接合層６４に空気の残存やヒケが生じてもその影響を抑えることができる。この結果、燃料電池セル４０とキャップ５０との間の導電性を良好なものとすることができる。
【００３４】
また、導電性接合層６４および集電層６２は、同種の材料により形成されるため、温度変化に対する導電性接合層６４と集電層６２との熱膨張差をなくして熱応力を低減し、両者の電気的な接続を良好に保つことができる。
【００３５】
本実施形態では、導電性接合層６４および集電層６２は、同種の材料により形成されるものとしたが、異なる材料により形成されてもよい。この場合、互いの熱膨張係数が近い材料（例えば、熱膨張率係数の差が０．５ｐｐｍ以内の材料）を選定するのが望ましい。
【００３６】
本実施形態では、燃料電池セル４０の燃料電極層４４における外周面と端面とに膜状の集電層６２が設けられるものとしたが、これに限られるものではない。図５は、他の実施形態の燃料電池セル１４０の端部１４０ａの断面図である。図示するように、燃料電極層４４において電解質層４２に覆われない外周面と端面に加えて、内周面にも集電層１６２が設けられている。これにより、集電層１６２と燃料電極層４４との電気的な接触面積をより大きくして接触面積をさらに確保することができるから、燃料電池セル４０とキャップ５０との間の導電性をより一層良好なものとすることができる。また、この燃料電池セル１４０において、本実施形態の燃料電池セル４０と同様に配線を取り付け、還元雰囲気にて電気抵抗を測定した。電気抵抗は、７００℃のときに９．２ｍΩであった。
【００３７】
本実施形態では、燃料電池セル４０やキャップ５０は、円筒状に形成されるものとしたが、筒状であれば、例えば角筒状など如何なる形状に形成されるものとしてもよい。
【００３８】
本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。本実施形態では、電解質層４２が「電解質層」に相当し、燃料電極層４４が「内側電極層」に相当し、酸化剤極層４６が「外側電極層」に相当し、燃料電池セル４０が「燃料電池セル」に相当し、キャップ５０が「キャップ」に相当し、底部５２が「底部」に相当し、円筒部５４が「筒状部」に相当し、集電層６２が「第１導電層」に相当し、導電性接合層６４が「第２導電層」に相当する。
【００３９】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、燃料電池セルの製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  発電モジュール、１１  モジュールケース、１２  原燃料ガス供給管、１４  改質水供給管、１６  空気供給管、１８  燃焼排ガス排出管、２２  気化器、２４  改質器、２６  燃料ガス供給管、２８  燃焼部、３０  燃料電池スタック、３２  接続板、３４  燃料ガスマニホールド、３６  支持板、３６ａ  貫通孔、３７  ガラスシール部、３８  酸化剤ガスマニホールド、３８ａ  供給口、４０，１４０  燃料電池セル、４０ａ，１４０ａ  端部、４２  電解質層、４４  燃料電極層、４４ａ  燃料ガス流路、４４ｂ  露出部、４６  酸化剤極層、５０  キャップ、５２  底部、５４  円筒部、５６  突起部、６２，１６２  集電層、６４  導電性接合層、６６  ガラスシール層。
【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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