(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質と、一対の電極である空気極及び燃料極と、からなるＭＥＡセルの空気極側及び燃料極側それぞれに設けられる固体酸化物型燃料電池のセパレータにおいて、
セパレータの対向する縁部に沿ってそれぞれ設けられるガス供給口及びガス収容口と、
一端がガス供給口に流通し、他端がガス収容口に向かって延びるガス供給横流路と、
一端がガス収容口に流通し、他端がガス供給口に向かって延びるガス収容横流路と、
ガス供給横流路とガス収容横流路とのそれぞれに交差する方向に接続し、ガス供給横流路からガス収容横流路へとガスを流通させる複数のガス流通縦流路と、
から構成されるガス流路を備え、
ガス供給横流路は、他端がガス収容口に流通せずに閉鎖口を有して、ガス収容横流路は、他端がガス供給口に流通せずに閉鎖口を有し、
更に、隣接されるガス流通縦流路同士を接続するガス流通横流路３０が設けられることを特徴とする固体酸化物型燃料電池のセパレータ。
【請求項２】
請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池のセパレータであって、一組のガス供給横流路及びガス収容横流路を接続するガス流通縦流路は、前記ガス供給横流路又は前記ガス収容横流路に対して略直交する流路であることを特徴とする固体酸化物型燃料電池のセパレータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の固体酸化物型燃料電池のセパレータであって、一組のガス供給横流路及びガス収容横流路を接続するガス流通縦流路は、前記ガス供給口と前記ガス供給横流路との交差部から前記ガス収容口と前記ガス収容横流路との交差部へと傾斜する流路であることを特徴とする固体酸化物型燃料電池のセパレータ。
【請求項４】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体酸化物型燃料電池のセパレータであって、ガス流通縦流路は、流路の幅をガス供給横流路又はガス収容横流路のいずれかよりも細くするか、又は、流路の深さをガス供給横流路又はガス収容横流路のいずれかよりも浅くすることで、分岐するガスの流量が調節されることを特徴とする固体酸化物型燃料電池のセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物型燃料電池のセパレータに係り、特に、電解質と、一対の電極である空気極及び燃料極とからなるＭＥＡセルの空気極側及び燃料極側それぞれに設けられる固体酸化物型燃料電池のセパレータのガス流路の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の一種である固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ；Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）は、６００℃〜９００℃という高温で動作する燃料電池である。また、構成部品が全て完全な固体であるという特徴を有し、高い発電効率が得られる燃料電池システムである。
【０００３】
図６に、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）１０の発電原理を示す。図６（ａ）は、燃料が水素燃料である場合の発電原理を示し、図６（ｂ）は、燃料が一酸化炭素燃料である場合の発電原理を示す。固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）１０は、燃料として水素、一酸化炭素などを使用し、空気極（カソード）１２、及び燃料極（アノード）１３において、下記に示す電極反応が進行する型式の燃料電池である。
（水素燃料の場合の燃料極１３）        Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ
（一酸化炭素燃料の場合の燃料極１３）  ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ
（空気極１２）                        １／２Ｏ２＋２ｅ→Ｏ２−
この反応式に示されるように、空気極１２で発生した酸素イオン（Ｏ２−）が電解質２０を通過して燃料極１３へと移動する。一方、燃料極１３では、燃料である水素或いは一酸化炭素が酸素イオン（Ｏ２−）と反応して電子（２ｅ）を放出し、その電子（２ｅ）が外部回路を経由して空気極１２へと移動する。以下、本明細書においては、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）の燃料については水素として説明する。
【０００４】
図７に、固体酸化物型燃料電池１０の単セルスタック１７の構成を斜視図で示す。固体酸化物型燃料電池１０の単セルスタック１７は、電解質２０と一対の電極である空気極（カソード）１２及び燃料極（アノード）１３とから構成されるＭＥＡセル１１、空気極側セパレータ１４、及び燃料極側セパレータ１５から構成される。そして、一個の単セルスタック１７自体は０．３Ｖ〜１．０Ｖ程度なので、必要な電圧とするために単セルスタック１７が数十枚〜数百枚重ねられ、積層されたセルスタック（図示せず）が形成される。そして、図７に示すように、空気極１２には酸化ガスである空気が供給され、燃料極１３には燃料ガスである水素が供給される。
【０００５】
固体酸化物型燃料電池１０のセパレータ１４，１５は、セルスタック中の個々の単セルスタック１７間を仕切る。すなわち、図７に示す単セルスタック１７は、積層されてセルスタックを形成することから、固体酸化物型燃料電池のセパレータ１は、表面及び裏面の両面がそれぞれ空気極１２側に面した空気極セパレータ１４及び燃料極１３側に面した燃料極側セパレータ１５となり、セルスタック中の個々の単セルスタック１７間を仕切っている。このセパレータ１４，１５の役割は、燃料ガスと酸化ガスを分離し、燃料ガスと酸化ガスを空気極１２及び燃料極１３にそれぞれ供給して収容することである。そのため、セパレータ１４，１５のそれぞれの表面には、溝加工により燃料ガス及び酸化ガスの流路が設けられている。
【０００６】
図８に、従来の固体酸化物型燃料電池のセパレータの流路の構成例を示す。固体酸化物型燃料電池１０は、単セルスタック１７が積層されるため、１つのセパレータ１００は、原則として空気極（カソード）１２及び燃料極（アノード）１３にそれぞれ面している。図８（ａ）は、燃料極（アノード）１３に面している側のセパレータ１００の流路の構成を示す。一方、図８（ｂ）は、空気極（カソード）１２に面している側のセパレータ１００の流路の構成を示す。そして、セパレータ１００には、燃料ガス供給口１０２ａ、燃料ガス収容口１０３ａ、酸化ガス供給口１０２ｂ、及び酸化ガス収容口１０３ｂがそれぞれ開口部として設けられる。
【０００７】
図８(ａ)には、燃料ガス供給口１０２ａから燃料ガス収容口１０３ａへと水素ガスを流通させる燃料ガス供給路１０４が示されている。また、図８（ｂ）には、酸化ガス供給口１０２ｂから酸化ガス収容口１０３ｂへと酸素を流通させる酸化ガス供給路１０５が示されている。このように、燃料ガス供給路１０４及び酸化ガス供給路１０５は、それぞれガス供給口１０２とガス収容口１０３とを直線的に接続するのが一般的である。また、燃料ガス供給路１０４と酸化ガス供給路１０５とは、個々のセパレータ１の裏表で互いに略直交する方向に設けられるのが一般的である。
【０００８】
特許文献１には、固体高分子電解質型燃料電池が開示されている。ここでは、セパレータの上部に備えられたガス入口より反応ガスを導入し、入口マニホールドより発電領域に配された複数のガス通流溝へと分散して通流させ、出口マニホールドに集めてガス出口より外部へと排出する一般的なガス流路の実施例が示されている。
【０００９】
特許文献２には、流体流路を構成する複数の分岐流路溝に流体を均一且つ確実に供給し、流量分配の均一性を向上させて発電性能を確保する燃料電池のセパレータの分岐流路溝の構成が開示されている。ここでは、酸化剤ガス流路は、１つの酸化剤ガス入口連通孔に連通する入口流路溝と、１つの酸化剤ガス出口連通孔に連通する出口流路溝と、各入口流路溝からそれぞれ複数本に分岐されてセパレータの面内を延在し、且つ各出口流路溝に合流される複数組の分岐流路溝とを有することが記載されている。このように複数組の分岐流路溝をセパレータに設けることで、セパレータの面内に酸化剤ガスを均一且つ確実に供給し、流量分配の均一性を向上させて発電性能を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２８４０９６号公報
【特許文献２】特開２００９−８１０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来、平面型の固体酸化物型燃料電池で採用されているセパレータの流路の構成は、図８、及び特許文献１，２に示されるように、ガス供給口からガス収容口に向かって複数の流路が直接的に接続されて構成されるものが一般的である。流路を流れる反応ガスは、ガス供給口の近傍からガス反応が開始され、燃焼しながら次第に下流に向かう。従って、ガス供給口からガス収容口に向かって流路が直接的に接続される流路の場合には、ガス供給口からガス収容口に向かうにつれて反応によりガスが消費されてガス反応の偏りが生じ、セパレータの面内の温度は均一にはならない。このように、温度分布の偏りの程度が大きくなって熱機械的な強度を越えてしまうとＭＥＡセルが破損する虞がある。
【００１２】
また、ガス供給口からガス収容口に向かうにつれて反応によりガスが消費されてしまうことにより、ガスの供給が不十分な場所が発生し、ガスの供給効率や反応効率が低下するという問題が生じる。すなわち、アノードではガス収容口の近傍では水素が少なく水蒸気が多くなるという現象が起きる。これに対して、ガス収容口の近傍にも十分に水素を供給するため燃料利用率を下げて燃料供給量を増加させると、最終的にガス収容口に達する未反応のガスが多くなりガスの供給効率や反応効率が低下してしまう。
【００１３】
さらに、ガス反応を向上させるために流路の面積を拡大するとＭＥＡセルとセパレータとの電気的な接触効率が低下してしまうという問題があり、ガス反応効率を向上させる流路の構成が求められる。
【００１４】
本願の目的は、かかる課題を解決し、セパレータのガス供給口からガス収容口までの温度分布及びガス濃度を均一化し、ガス反応効率を向上させた固体酸化物型燃料電池のセパレータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る固体酸化物型燃料電池のセパレータは、電解質と、一対の電極である空気極及び燃料極と、からなるＭＥＡセルの空気極側及び燃料極側それぞれに設けられる固体酸化物型燃料電池のセパレータにおいて、セパレータの対向する縁部に沿ってそれぞれ設けられるガス供給口及びガス収容口と、一端がガス供給口に流通し、他端がガス収容口に向かって延びるガス供給横流路と、一端がガス収容口に流通し、他端がガス供給口に向かって延びるガス収容横流路と、ガス供給横流路とガス収容横流路とのそれぞれに交差する方向に接続し、ガス供給横流路からガス収容横流路へとガスを流通させる複数のガス流通縦流路と、から構成されるガス流路を備え、ガス供給横流路は、他端がガス収容口に流通せずに閉鎖口を有して、ガス収容横流路は、他端がガス供給口に流通せずに閉鎖口を有し、更に、隣接されるガス流通縦流路同士を接続するガス流通横流路３０が設けられることを特徴とする
【００１６】
上記構成により、固体酸化物型燃料電池のセパレータは、ガス供給横流路及びガス収容横流路と、ガス供給横流路からガス収容横流路ガスへとガスを流通させる複数のガス流通縦流路とから構成される。すなわち、ガスが流通する流路は、ガス供給横流路及びガス収容横流路が互いに略並行して設けられ、これらの流路と交差して複数のガス流通縦流路が設けられる。このように、異なる構成の流路が交差する方向に分岐し、より太い流路からより細い流路へと太さの異なる流路が組み合わされて接続する。つまり、ガスが流通する流路がガス供給口からガス収容口へと直接的に接続されないため、流路全体にガスが十分に充満され、セパレータのガス供給口からガス収容口までの温度分布やガス分布が均等化されてガスの供給効率や反応効率が向上する。
【００１７】
また、固体酸化物型燃料電池のセパレータは、ガス供給横流路が、他端がガス収容口に流通せずに閉鎖口を有し、ガス収容横流路が、他端がガス供給口と流通せずに閉鎖口を有することが好ましい。これにより、ガスが流通するガス供給横流路及びガス収容横流路の端部に閉鎖口が設けられ、この閉鎖口によってガス供給横流路及びガス収容横流路の端部に至るまでガスが十分に充満され、セパレータのガス供給口からガス収容口までの温度分布やガス分布が均等化されてガスの供給効率や反応効率が向上する。
【００１８】
また、固体酸化物型燃料電池のセパレータは、一組のガス供給横流路及びガス収容横流路を接続するガス流通縦流路が、前記ガス供給横流路又は前記ガス収容横流路に対して略直交する流路であることが好ましい。これにより、ガス供給横流路とガス流通縦流路との交差部、及びガス収容横流路とガス流通縦流路との交差部では流路が略直交するため、セパレータ面に太さの異なる流路を容易に網の目状に網羅することができる。
【００１９】
また、固体酸化物型燃料電池のセパレータは、一組のガス供給横流路及びガス収容横流路を接続するガス流通縦流路は、前記ガス供給口と前記ガス供給横流路との交差部から前記ガス収容口と前記ガス収容横流路との交差部へと傾斜する流路であることが好ましい。これにより、ガス供給横流路とガス流通縦流路との交差部、及びガス収容横流路とガス流通縦流路との交差部では、流路がガスの流れ方向に角度を持って交差する。このためガスがガス流通縦流路に沿ってスムーズに流れ込み、流路全体にガスが十分に行き渡る。
【００２０】
また、固体酸化物型燃料電池のセパレータは、ガス流通縦流路が、流路の幅をガス供給横流路又はガス収容横流路のいずれかよりも細くするか、又は、流路の深さをガス供給横流路又はガス収容横流路のいずれかよりも浅くすることで、分岐するガスの流量が調節されることが好ましい。これにより、ガス流量のより多い流路から少ない流路へとガス流量の異なる流路を組み合わせて接続され、流路全体にガスを十分に充満させることができる。
【００２１】
さらに、固体酸化物型燃料電池のセパレータは，各ガス供給横流路が、複数のガス収容横流路に対してそれぞれガス流通縦流路で接続し、各ガス収容横流路が、複数のガス供給横流路に対してそれぞれガス流通縦流路で接続することが好ましい。これにより、ガス流通縦流路が、ガス収容横流路及びガス供給横流路に対してより緻密な網の目状に接続し、セパレータのガス供給口からガス収容口までの温度分布及びガス濃度をより均一化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係る固体酸化物型燃料電池のセパレータによれば、セパレータのガス供給口からガス収容口までの温度分布及びガス濃度を均一化し、ガス反応効率を向上させた固体酸化物型燃料電池のセパレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る固体酸化物型燃料電池のセパレータの燃料極側のガス流路に関する１つの実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明に係る固体酸化物型燃料電池のセパレータの空気極側のガス流路に関する１つの実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図３】図１及び図２に示す固体酸化物型燃料電池のセパレータのＡ−Ａ断面図、及びＢ−Ｂ断面図である。
【図４】セパレータに設けられたガス流路についての詳細を示す斜視図である。
【図５】固体酸化物型燃料電池のセパレータの流路パターンについての他の実施形態を示す平面図である。
【図６】固体酸化物型燃料電池の発電原理を示す説明図である。
【図７】固体酸化物型燃料電池の単セルスタックの構成を示す部分的に拡大された斜視図である。
【図８】従来の固体酸化物型燃料電池のセパレータの流路の構成例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、図面を用いて本発明に係る固体酸化物型燃料電池のセパレータ１の実施形態につき、詳細に説明する。図１に、本発明に係る固体酸化物型燃料電池のセパレータ１の燃料極側のガス流路に関する１つの実施形態の概略構成を示す。図２に、本発明に係る固体酸化物型燃料電池のセパレータ１の空気極側のガス流路に関する１つの実施形態の概略構成を示す。図１のガス流路と図２のガス流路とはセパレータ１の表裏にそれぞれ設けられる。
【００２５】
固体酸化物型燃料電池１０は、図７に示すように、電解質２０と、一対の電極である空気極（カソード）１２及び燃料極（アノード）１３とからなるＭＥＡセル１１、空気極側セパレータ１４及び燃料極側セパレータ１５から構成されるのが一般的である。そして、空気極１２には酸化ガスである空気が供給及び収容され、燃料極１３には燃料ガスである水素ガスが供給及び収容される。そして、空気極側セパレータ１４及び燃料極側セパレータ１５には、これらのガスを供給する流路がそれぞれ設けられる。本実施形態では、図１及び図２に示すように、セパレータ１の空気極側の流路及び燃料極側の流路は、それぞれガス供給口２、ガス収容口３、ガス供給横流路４、ガス収容横流路５、及びガス流通縦流路６から構成される。
【００２６】
図１に、本発明に係る固体酸化物型燃料電池のセパレータ１の燃料極１３に面した側の流路を示す。燃料ガス供給口２ａはガスである水素が供給される開口部であり、燃料ガス収容口３ａはガスである水素が収容される開口部である。本実施形態では、燃料ガス供給口２ａ及び燃料ガス収容口３ａは、セパレータ１の対向する縁部１９ａに沿ってそれぞれ設けられ、セパレータ１の燃料極１３に面した側のより広い面に水素を供給する。従って、燃料ガス供給口２ａ及び燃料ガス収容口３ａは、縁部１９ａのほぼ全体に亘って設けられる長方形の開口部であることが好ましい。このように、燃料ガス供給口２ａ及び燃料ガス収容口３ａが配置されることで、セパレータ１の燃料極１３に面した側の全面に燃料ガスである水素が行き渡る。なお、燃料ガス供給口２ａ及び燃料ガス収容口３ａが、セパレータ１の対角する位置に設けられる長方形、或いは正方形の開口部であっても良く、その場合には、ガス供給横流路４、ガス収容横流路５、及びガス流通縦流路６は、燃料ガス供給口２ａから燃料ガス収容口３ａへと向かって構成される。
【００２７】
図２に、本発明に係る固体酸化物型燃料電池のセパレータ１の空気極１２に面した側の流路を示す。酸化ガス供給口２ｂはガスである空気が供給される開口部であり、酸化ガス収容口３ｂはガスである空気が収容される開口部である。本実施形態では、酸化ガス供給口２ｂ及び酸化ガス収容口３ｂは、セパレータ１の対向する縁部１９ｂに沿ってそれぞれ設けられ、セパレータ１のより広い面に空気を供給する。従って、酸化ガス供給口２ｂ及び酸化ガス収容口３ｂは、縁部１９ｂのほぼ全体に亘って設けられる長方形の開口部であることが好ましい。このように、酸化ガス供給口２ｂ及び酸化ガス収容口３ｂが配置されることで、セパレータ１の空気極１２に面した側の全面に酸化ガスである空気が行き渡る。なお、酸化ガス供給口２ｂ及び酸化ガス収容口３ｂが、セパレータ１の対角する位置に設けられる長方形、或いは正方形の開口部であっても良く、その場合には、ガス供給横流路４、ガス収容横流路５、及びガス流通縦流路６は、酸化ガス供給口２ｂから酸化ガス収容口３ｂへと向かって構成される。
【００２８】
図１（ａ）の燃料極１３に面した側の流路に関し、ガス供給横流路４は、一端が燃料ガス供給口２ａに流通し、他端が燃料ガス収容口３ａに向かって延び、燃料ガス収容口３ａには流通しない。一方、ガス収容横流路５は、一端が燃料ガス収容口３ａに流通し、他端が燃料ガス供給口２ａに向かって延び、燃料ガス供給口２ａには流通しない。そして、ガス流通縦流路６は、ガス供給横流路４とガス収容横流路５とのそれぞれに略直交する方向に接続し、ガス供給横流路４からガス収容横流路５へとガスを流通させる。そして、図１（ａ）では、ガス流通縦流路６は、ガス供給横流路４及びガス収容横流路５に対して直線状に揃った位置で接続される。一方、図１（ｂ）に示すように、ガス流通縦流路６が、ガス供給横流路４及びガス収容横流路５に対して交互にずれた位置で接続しても良い。なお、図２（ａ），（ｂ）の空気極１２に面した側の流路についても同様であるので説明を省略する。図２のガス流路おいても同様であるため説明を省略する。
【００２９】
図３に、図１及び図２に示す固体酸化物型燃料電池のセパレータ１のＡ−Ａ断面図、及びＢ−Ｂ断面図を示す。図３の断面図では、図１に示すセパレータ１の燃料極１３に面した側の流路が上部になり、図２に示すセパレータ１の空気極１２に面した側の流路が下部になる。そして、燃料ガス供給口２ａ、燃料ガス収容口３ａ、酸化ガス供給口２ｂ、酸化ガス収容口３ｂの位置は、セパレータ１の空気極１２に面した側、及びセパレータ１の燃料極１３に面した側の双方に共通の位置となる。この構成により、個々の単セルスタック１７には、燃料ガス供給口２ａ及び燃料ガス収容口３ａを通じて燃料ガスが供給されて収容され、酸化ガス供給口２ｂ及び酸化ガス収容口３ｂを通じて酸化ガスが供給されて収容される。
【００３０】
図４に、セパレータ１に設けられたガス流路についての詳細を示す。セパレータ１内でガスが流通する流路は、ガス供給横流路４及びガス収容横流路５が互いに略並行して設けられる。そして、これらの流路と略直交して複数のガス流通縦流路６が設けられ、水素が流通する流路が燃料ガス供給口２ａから燃料ガス収容口３ａへと、或いは空気が流通する流路が酸化ガス供給口２ｂから酸化ガス収容口３ｂへと流通する。このように、異なる構成の流路が交差する方向に分岐し、より太いガス供給横流路４及びガス収容横流路５からより細いガス流通縦流路６へと太さの異なる流路が組み合わされて接続する。つまり、ガスが流通する流路が燃料ガス供給口２ａから燃料ガス収容口３ａへと直接的に接続されないため、流路全体に水素が十分に充満され、セパレータ１の燃料ガス供給口２ａから燃料ガス収容口３ａまでの温度分布やガス分布が均等化されて水素の供給効率や反応効率が向上する。また、酸化ガス供給口２ｂから酸化ガス収容口３ｂへとも直接的に接続されないため、流路全体に空気が十分に充満され、セパレータ１の酸化ガス供給口２ｂから酸化ガス収容口３ｂまでの温度分布やガス分布が均等化されて空気の供給効率や反応効率が向上する。
【００３１】
図４に示すように、ガス供給横流路４は、一端が燃料ガス供給口２ａに流通するが、他端は燃料ガス収容口３ａに流通せずに閉鎖口７ａを有する。また、ガス収容横流路５は、一端が酸化ガス供給口２ｂに流通するが、他端は酸化ガス収容口３ｂと流通せずに閉鎖口７ｂを有する。このように、ガスが流通するガス供給横流路４及びガス収容横流路５の端部に閉鎖口７ａ，７ｂが設けられる。この閉鎖口７ａ，７ｂによりガス供給横流路４及びガス収容横流路５の端部に至るまでガスが十分に充満され、セパレータ１の燃料ガス供給口２ａから燃料ガス収容口３ａまで、或いはセパレータ１の酸化ガス供給口２ｂから酸化ガス収容口３ｂまでの温度分布やガス分布が均等化されてガスの供給効率や反応効率が向上する。
【００３２】
図４(ｂ)に、ガス流路の幅（Ｗ）及び深さ（Ｂ）を斜視図で示す。本実施形態でのガス流路は、ガス供給横流路４又はガス収容横流路５、及びガス流通縦流路６というように、流路を分岐させてガスの流量を調節することが好ましい。その調節はガス流路の幅（Ｗ）又は深さ（Ｂ）を設定することにより行うことができる。すなわち、ガス流通縦流路６は、流路の幅（Ｗ）をガス供給横流路４又はガス収容横流路５のいずれかよりも細くする、流路の深さ（Ｄ）をガス供給横流路４又はガス収容横流路５のいずれかよりも浅くする、又は流路の幅（Ｗ）を細くして流路の深さ（Ｄ）を浅くすることで、分岐するガスの流量が調節される。
【００３３】
図５に、固体酸化物型燃料電池のセパレータ１ａ，１ｂの流路パターンについて他の実施形態を示す。図５の流路パターンは、一組のガス供給横流路４及びガス収容横流路５を接続するガス流通縦流路６は、ガス供給口２とガス供給横流路４との交差部からガス収容口３とガス収容横流路５との交差部へと傾斜する流路である流路パターンである。このように、ガス流通縦流路６ａ，６ｂを傾斜させることにより、ガス供給横流路４とガス流通縦流路６ａ，ｂとの交差部２１、及びガス収容横流路５とガス流通縦流路６ａ，ｂとの交差部２１では、ガスが流路に沿ってスムーズに流れ込み、流路全体にガスが十分に行き渡る。そして、図５（ａ）のセパレータ１ａは、ガス流通縦流路６ａが、ガス供給横流路４及びガス収容横流路５に対して揃った位置で接続するパターンである。また、図５（ｂ）のセパレータ１ｂは、ガス流通縦流路６ｂが、ガス供給横流路４及びガス収容横流路５に対して交互にずれた位置で接続するパターンである。
【００３４】
各ガス供給横流路４は、複数のガス収容横流路５に対してそれぞれガス流通縦流路６で接続し、各ガス収容横流路４は、複数のガス供給横流路５に対してそれぞれガス流通縦流路６で接続する。これにより、ガス流通縦流路６が、ガス収容横流路４及びガス供給横流路５に対してより緻密な網の目状に接続し、セパレータ１の酸化ガス供給口２ａから酸化ガス収容口３ａまで、或いはセパレータ１の燃料ガス供給口２ｂから燃料ガス収容口３ｂまでの温度分布及びガス濃度をより均一化することができる。さらに、図１のセパレータ１の一部に破線で示すように、隣接されるガス流通縦流路６同士を接続するガス流通横流路３０を設けても良い。このガス流通横流路３０により、セパレータ１の酸化ガス供給口２ａから酸化ガス収容口３ａまで、或いはセパレータ１の燃料ガス供給口２ｂから燃料ガス収容口３ｂまでの流路をさらに緻密な網の目状とし、温度分布及びガス濃度をさらに均一化することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１，１ａ，１ｂ，１００  （固体酸化物型燃料電池の）セパレータ、２，１０２  ガス供給口、２ａ，１０２ａ  燃料ガス供給口、２ｂ，１０２ｂ  酸化ガス供給口、３，１０３  ガス収容口、３ａ，１０３ａ  燃料ガス収容口、３ｂ，１０３ｂ  酸化ガス収容口、４  ガス供給横流路、５  ガス収容横流路、６  ガス流通縦流路、６ａ，６ｂ  傾斜ガス流通縦流路、７  閉鎖口、７ａ  ガス供給横流路の閉鎖口、７ｂ  ガス収容横流路の閉鎖口、８  流路の幅、９  流路の深さ、１０  固体酸化物型燃料電池、１１  ＭＥＡセル、１２  空気極(カソード)、１３  燃料極(アノード)、１４  空気極側セパレータ、１５  燃料極側セパレータ、１７  単セルスタック、１９ａ，１９ｂ  縁部、２０  電解質、２１  交差部、３０  ガス流通横流路、１０４  燃料ガス供給路、１０５  酸化ガス供給路。
【図１】
0005799389.tif 000002
【図２】
0005799389.tif 000003
【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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