(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
列状に配列した複数の燃料電池セルと、該複数の燃料電池セル間にそれぞれ配置され隣接する前記燃料電池セル同士を電気的に接続する集電部材とを具備するとともに、該集電部材が、第１集電部材と、該第１集電部材よりも耐熱性が高い第２集電部材とを具備しており、
前記燃料電池セルは長尺状であり、前記燃料電池セルの内部に、かつ該燃料電池セルの長さ方向にガス通路が形成されており、該ガス通路のガス流れ方向に、前記第１集電部材と前記第２集電部材とがこの順で配置されており、
前記集電部材の表面に耐酸化性のコーティング膜が設けられており、
前記第２集電部材のコーティング膜の厚みは、前記第１集電部材のコーティング膜の厚みよりも厚いことを特徴とするセルスタック。
【請求項２】
列状に配列した複数の燃料電池セルと、該複数の燃料電池セル間にそれぞれ配置され隣接する前記燃料電池セル同士を電気的に接続する集電部材とを具備するとともに、該集電部材が、第１集電部材と、該第１集電部材よりも耐熱性が高い第２集電部材とを具備しており、
前記燃料電池セルは長尺状であり、前記燃料電池セルの内部に、かつ該燃料電池セルの長さ方向にガス通路が形成されており、該ガス通路のガス流れ方向に、前記第１集電部材と前記第２集電部材とがこの順で配置されており、
前記集電部材はＣｒを含有しており、
前記第２集電部材は、前記第１集電部材よりもＣｒの含有比率が高いことを特徴とするセルスタック。
【請求項３】
前記燃料電池セルに供給された燃料ガスのガス流れ方向に、前記第１集電部材と前記第２集電部材とがこの順で配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセルスタック。
【請求項４】
前記燃料電池セルの配列方向の中央部に位置する前記第２集電部材は、前記燃料電池セルの配列方向の両側部に位置する前記第２集電部材よりも、前記ガス流れ方向における長さが長いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載のセルスタック。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれかに記載のセルスタックを収納容器内に収納してなることを特徴とする燃料電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の燃料電池セルを集電部材を用いて電気的に接続してなるセルスタックおよび燃料電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス（水素含有ガス）と酸素含有ガス（空気等）とを用いて６００℃〜１０００℃の高温下で発電する固体酸化物形の燃料電池セルが知られている。複数の燃料電池セルは、集電部材を介して電気的に直列に接続してセルスタックが構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、燃料電池セルの上下方向における温度分布をなくすために、集電部材の上端部の幅を下端部の幅よりも広くしたセルスタックが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３９９０４号公報
【特許文献２】特開２００９−１５８１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２では、上下の集電部材を同一材料で形成していたため、耐熱性も同じであり、例えば、特許文献２に記載されているように、上端部の幅を下端部の幅よりも広くした集電部材を用いた場合には、幅の広い部分からの放熱を向上できるものの、集電部材の耐熱性が同じであるため、下端部の集電部材よりも、高温となる上端部における集電部材の導電性が経時的に劣化し易いという問題があった。これにより、上端部における集電特性が低下し、上下の集電部材の集電特性にアンバランスが生じ、セルスタック全体としての発電性能が経時的に低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、発電性能を高く維持できるセルスタックおよび燃料電池モジュール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】
【０００７】
本発明のセルスタックは、列状に配列した複数の燃料電池セルと、該複数の燃料電池セル間にそれぞれ配置され隣接する前記燃料電池セル同士を電気的に接続する集電部材とを具備するとともに、該集電部材が、第１集電部材と、該第１集電部材よりも耐熱性が高い第２集電部材とを具備しており、前記燃料電池セルは長尺状であり、前記燃料電池セルの内部に、かつ該燃料電池セルの長さ方向にガス通路が形成されており、該ガス通路のガス流れ方向に、前記第１集電部材と前記第２集電部材とがこの順で配置されており、前記集電部材の表面に耐酸化性のコーティング膜が設けられており、前記第２集電部材のコーティング膜の厚みは、前記第１集電部材のコーティング膜の厚みよりも厚いことを特徴とする。
本発明のセルスタックは、列状に配列した複数の燃料電池セルと、該複数の燃料電池セル間にそれぞれ配置され隣接する前記燃料電池セル同士を電気的に接続する集電部材とを具備するとともに、該集電部材が、第１集電部材と、該第１集電部材よりも耐熱性が高い第２集電部材とを具備しており、前記燃料電池セルは長尺状であり、前記燃料電池セルの内部に、かつ該燃料電池セルの長さ方向にガス通路が形成されており、該ガス通路のガス流れ方向に、前記第１集電部材と前記第２集電部材とがこの順で配置されており、前記集電部材はＣｒを含有しており、前記第２集電部材は、前記第１集電部材よりもＣｒの含有比率が高いことを特徴とする。
【０００８】
本発明の燃料電池モジュールは、上記セルスタックを収納容器内に収納してなるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のセルスタックによれば、集電部材が、第１集電部材と、該第１集電部材よりも耐熱性が高い第２集電部材とを有するため、例えば、燃料電池セルは長尺状であり、燃料電池セルの内部に、かつ該燃料電池セルの長さ方向にガス通路が形成されており、該ガス通路のガス流れ方向に、第１集電部材と第２集電部材とをこの順で配置することにより、燃料電池セルの長さ方向に温度分布が生じた場合でも、経時的に、燃料電池セルの長さ方
向に配置された第１集電部材と第２集電部材との集電特性にアンバランスが生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】燃料電池セルスタック装置を示すもので、（ａ）は燃料電池セルスタック装置を概略的に示す説明図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す横断面図である。
【図２】図１に示す燃料電池セルを示すもので、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）のインターコネクタを省略した状態を、インターコネクタ側から見た側面図である。
【図３】図１に示す集電部材を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】一対の燃料電池セルを集電部材で電気的に接続した状態を示す横断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図５】一対の燃料電池セル間の集電部材の配置状態を説明するための説明図である。
【図６】燃料電池セルの配列方向の中央部に第２集電部材を、配列方向の両側部に第１集電部材を配置した状態を示す側面図である。
【図７】燃料電池セルの配列方向の両側から中央部に向けて第２集電部材の長さを長くした状態を示す説明図である。
【図８】燃料電池セルスタック装置を収納容器から取り出した状態の燃料電池モジュールを示す斜視図である。
【図９】図８に示す燃料電池モジュールを外装ケースに収納してなる燃料電池装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
セルスタック１２を具備する燃料電池セルスタック装置１１（以下、セルスタック装置１１という場合がある）について図１を用いて説明する。なお、図１〜９において、理解を容易にするために、厚み、長さ、幅等を拡大縮小して示している場合がある。
【００１２】
セルスタック装置１１は、一対の対向する主面を有し、全体的に見て長尺板状の導電性支持体１７の一方の主面上に、内側電極層である燃料極１８と、固体電解質１９と、外側電極層である酸素極２０とをこの順に積層してなる発電部を備える、固体酸化物形の燃料電池セル１３を有している。導電性支持体１７の内部には、複数のガス流路２２が長さ方向に貫通して形成されている。ガス流路２２を流れるガスの流れを図２（ｂ）に矢印で示す。
【００１３】
燃料電池セル１３（中空平板型）は、導電性支持体１７の他方側の主面にインターコネクタ２１を積層してなる長い柱状であり、これらの燃料電池セル１３の複数個を１列に配列し、隣接する燃料電池セル１３間に集電部材１４を配置し、燃料電池セル１３同士を電気的に直列に接続してセルスタック１２が構成されている。
【００１４】
燃料電池セル１３と集電部材１４とは導電性接合材２３を介して接合されており、それにより、複数個の燃料電池セル１３を集電部材１４を介して電気的および機械的に接合して、セルスタック１２を構成している。
【００１５】
導電性支持体１７は、図２に示されている形状から理解されるように、互いに平行な一対の平坦面ｎと、一対の平坦面ｎをそれぞれ接続する弧状面（側面）ｍとで構成されている。平坦面ｎの両面は互いにほぼ平行に形成されており、一方の平坦面ｎ（下面）と両側の弧状面ｍを覆うように多孔質な燃料極１８が設けられており、さらに、この燃料極１８を覆うように、緻密質な固体電解質１９が積層されている。また、固体電解質１９の上には、燃料極１８と対面するように、多孔質な酸素極２０が積層されている。
【００１６】
言い換えると、燃料極１８および固体電解質１９は、導電性支持体１７の両端の弧状面ｍを経由して他方の平坦面ｎ（上面）まで形成されており、固体電解質１９の両端部にインターコネクタ２１の両端部が接合され、固体電解質１９とインターコネクタ２１とで導電性支持体１７を取り囲み、内部を流通する燃料ガスが外部に漏出しないように構成されている。
【００１７】
そして、セルスタック１２を構成する各燃料電池セル１３の下端部が、ガスタンク１６に、ガラス等のシール材（図示せず）により固定され、セルスタック装置１１が構成されており、燃料ガスは、燃料電池セル１３の内部に設けられたガス流路２２を介して燃料極１８に供給される。
【００１８】
図１に示すセルスタック装置１１においては、燃料電池セル１３のガス流路２２の内部を燃料ガスとして水素含有ガスが流れるとともに、燃料電池セル１３の間に配置された集電部材１４の内側を酸素含有ガス（空気）が流れる構成となる。それにより、燃料極１８にガスタンク１６から燃料ガスが供給され、酸素極２０に集電部材１４の内側を通じて酸素含有ガスが供給されることで、燃料電池セル１３の発電が行なわれる。
【００１９】
セルスタック装置１１は、燃料電池セル１３の配列方向ｘの両端から、セルスタック１２を挟持するように、ガスタンク１６に下端部が固定された弾性変形可能な導電部材１５を具備している。ここで、図１に示す導電部材１５は、平板部１５ａと、燃料電池セル１３の配列方向ｘに沿って外側に向けて延びた形状で、セルスタック１２（燃料電池セル１３）の発電により生じる電流を引出すための電流引出部１５ｂとを有している。
【００２０】
以下に、燃料電池セル１３を構成する各部材について説明する。燃料極１８は、一般的に公知のものを使用することができ、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素が固溶しているＺｒＯ２（安定化ジルコニアと称する）とＮｉおよび／またはＮｉＯとから形成することができる。
【００２１】
固体電解質１９は、電極間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有することが必要とされ、３〜１５モル％の希土類元素が固溶したＺｒＯ２から形成される。なお、上記特性を有する限りにおいては、ランタンガレート等の他の材料等を用いて形成してもよい。
【００２２】
酸素極２０は、一般的に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、いわゆるＡＢＯ３型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスから形成することができる。酸素極２０はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が２０％以上、特に３０〜５０％の範囲とすることができる。酸素極２０として、例えば、ＢサイトにＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏなどが存在するランタンマンガナイト（ＬａＳｒＭｎＯ３）、ランタンフェライト（ＬａＳｒＦｅＯ３）、ランタンコバルタイト（ＬａＳｒＣｏＯ３）などを用いることができる。
【００２３】
インターコネクタ２１は、導電性セラミックスから形成することができるが、燃料ガス（水素含有ガス）および酸素含有ガス（空気等）と接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、それゆえランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ３）を使用することができる。インターコネクタ２１は、導電性支持体１７に形成された複数のガス流路２２を流通する燃料ガス、および導電性支持体１７の外側を流通する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、９３％以上、特に９５％以上の相対密度であることが好ましい。
【００２４】
導電性支持体１７としては、燃料ガスを燃料極１８まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ２１を介して集電するために導電性であることが必要とされる。したがって、導電性支持体１７としては、かかる要求を満足する材質を用いる必要があり、例えば導電性セラミックスやサーメット等を用いることができる。
【００２５】
なお、燃料電池セル１３を作製するにあたり、燃料極１８または固体電解質１９との同時焼成により導電性支持体１７を作製する場合においては、鉄属金属成分と特定希土類酸化物とから導電性支持体１７を形成することができる。また、導電性支持体１７は、所要ガス透過性を備えるために開気孔率が３０％以上、特に３５〜５０％の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は５０Ｓ／ｃｍ以上、さらには３００Ｓ／ｃｍ以上、４４０Ｓ／ｃｍ以上にしてもよい。燃料電池セル１３は、導電性支持体１７を用いることなく、燃料極１８を支持体としての機能を併せ持つようにすることも可能である。
【００２６】
さらに、Ｐ型半導体層（図示せず）としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物からなる層を例示することができる。具体的には、インターコネクタ２１を構成するランタンクロマイトよりも電子伝導性が大きいもの、例えば、ＢサイトにＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏなどが存在するランタンマンガナイト（ＬａＳｒＭｎＯ３）、ランタンフェライト（ＬａＳｒＦｅＯ３）、ランタンコバルタイト（ＬａＳｒＣｏＯ３）などの少なくとも一種からなるＰ型半導体セラミックスを使用することができる。このようなＰ型半導体層の厚みは、一般に、３０〜１００μｍの範囲とすることが好ましい。
【００２７】
導電性接合材２３は、燃料電池セル１３と集電部材１４とを接合するために設けられており、導電性セラミックス等を用いて形成することができる。導電性セラミックスとしては、酸素極２０を形成するものと同様のものを用いることができる。
【００２８】
具体的には、ＬａＳｒＣｏＦｅＯ３、ＬａＳｒＭｎＯ３、ＬａＳｒＣｏＯ３等を用いることができる。これらの材料を単一の材料を用いて作製してもよく、２種以上組み合わせて導電性接合材２３を作製してもよい。
【００２９】
次に、集電部材１４について図３を用いて説明する。集電部材１４は、隣接する一方の燃料電池セル１３と接合される複数の板状の第１セル対面部１４ａ１と、燃料電池セルから離れるように第１セル対面部１４ａ１の両側から延びた板状の第１離間部１４ａ２と、隣接する他方の燃料電池セル１３と接合される複数の板状の第２セル対面部１４ｂ１と、燃料電池セルから離れるように第２セル対面部１４ｂ１の両側から延びた板状の第２離間部１４ｂ２とを有している。
【００３０】
さらに、複数の第１離間部１４ａ２および複数の第２離間部１４ｂ２の一端同士を連結する第１連結部１４ｃと、複数の第１離間部１４ａ２および複数の第２離間部１４ｂ２の他端同士を連結する第２連結部１４ｄとを一組のユニットとし、これらのユニットの複数組が、燃料電池セル１３の長さ方向に導電性連結片１４ｅにより連結されて構成されている。第１セル対面部１４ａ１および第２セル対面部１４ｂ１は、図４に示すように、燃料電池セル１３に接合される部位であり、これらの部位が燃料電池セル１３の発電電力を出入する部分となっている。
【００３１】
すなわち、燃料電池セル１３と、集電部材１４の第１セル対面部１４ａ１、１４ｂ１とが導電性接合材２３で接合されている。言い換えると、複数の燃料電池セル１３が平坦部を有し、該平坦部に、インターコネクタ２１を有しており、該インターコネクタ２１に第１セル対面部１４ａ１が対面しており、これらの間を導電性接合材２３で接合されている。なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿った縦断面図である。
【００３２】
燃料電池セル１３において、上述したように、固体電解質１９を介して燃料極１８と、酸素極２０とが対向する部位が発電する部位となる。それゆえ、燃料電池セル１３の発電部で発電された電流を効率よく集電するにあたり、集電部材１４の燃料電池セル１３の長手方向に沿った長さは、燃料電池セル１３の長さ方向における酸素極層２０の長さと同等以上とすることがよい。
【００３３】
集電部材１４は、耐熱性および導電性を有する必要があり、金属または合金により作製することができる。特には、集電部材１４は、高温の酸化雰囲気に曝されることから４〜３０％の割合でＣｒを含有する合金から作製することができ、Ｆｅ−Ｃｒ系の合金やＮｉ−Ｃｒ系の合金等により作製できる。
【００３４】
また、集電部材１４は高温の酸化雰囲気に曝されることから、集電部材１４の表面に、耐酸化性のコーティングを施してもよい。それにより、集電部材１４の劣化を低減することができる。耐酸化性のコーディングを施す部位としては、集電部材１４の全表面に施すことが好ましい。それにより、集電部材１４の表面が高温の酸化雰囲気に曝されることを抑えることができる。
【００３５】
ここで、集電部材１４の作製方法について説明する。一枚の矩形状をした板部材にプレス加工を施して板部材の幅方向に延びるスリットを板部材の長手方向に複数形成する。そして、第１セル対面部１４ａ１、第１セル離間部１４ａ２および第２セル対面部１４ｂ１、第２セル離間部１４ｂ２となるスリット間の部位を交互に突出させることにより、図３に示す集電部材１４を作製することができる。
【００３６】
そして、本形態では、集電部材１４は、第１集電部材４５と、該第１集電部材４５よりも耐熱性が高い第２集電部材４７とを具備しており、図１に示したように、燃料電池セル間の下端部（ガスタンク１６側）に第１集電部材４５が、上端部に第２集電部材４７が配置されている。
【００３７】
ここで、集電部材を形成する材料的には、集電部材に用いられる合金中のＣｒの含有比率が高い方が、耐熱性が高くなる。Ｃｒの含有比率が同じ場合には、耐熱性の高い添加剤、例えばＴｉ、Ｍｏ、Ｎｂをより多く含む場合に耐熱性が高くなる。一方、集電部材の材料が同じでも、耐酸化性のコーティング膜（材料同一）の厚みが厚い場合、耐熱性の高いコーティング膜（同一厚）を形成した場合などにも耐熱性が高くなる。耐熱性は、集電部材を同じ温度に晒した場合に形成される酸化クロム層の厚みで、耐熱性の高低を直接的に評価できる。酸化クロムの厚みが薄い方が、耐熱性が高くなる。
【００３８】
従って、第１集電部材４５よりも耐熱性が高いとは、第１集電部材４５よりもＣｒの含有比率が高いことをいい、Ｃｒの含有比率が同じ場合には、耐熱性の高い添加剤、例えばＴｉ、Ｍｏ、Ｎｂを第１集電部材４５よりも多く含むことをいい、集電部材１４の材料が同じ場合には、耐酸化性のコーティング膜（材料同一）の厚みが第１集電部材４５よりも厚いこと、第１集電部材４５よりも耐熱性の高いコーティング膜（同一厚）を形成していることをいう。
【００３９】
図１に示すセルスタック装置１１では、第１集電部材４５および第２集電部材４７は、いずれも図３に示したように、同一形状とされており、燃料電池セル１３の長さ方向における長さも同一長さとされており、集電部材１４のＣｒ含有量が異なり、耐熱性だけが異なっている。
【００４０】
言い換えると、複数の燃料電池セル１３が長尺板状であり、一方の燃料電池セル１３の
主面と該一方の燃料電池セル１３に隣接する他方の燃料電池セル１３の主面との間に、図５に示すように、燃料電池セル１３の長さ方向に、第１集電部材４５と第２集電部材４７とが、この順で下側から順に配置されている。つまり、一方の燃料電池セル１３の主面と他方の燃料電池セル１３の主面とは平行に配置され、対面している。
【００４１】
さらに言い換えると、燃料電池セル１３の内部に、かつ燃料電池セル１３の長さ方向にガス通路１２が形成されており、ガス通路１２内を流れる燃料ガスのガス流れ方向に、第１集電部材４５と第２集電部材４７とがこの順で配置されている。第１集電部材４５の上端と第２集電部材４７の下端は接触する必要性はない。なお、図面において第２集電部材４７には、理解しやすいように斜線を付した。
【００４２】
このようなセルスタック１２では、燃料電池セル１３の上部（燃料ガスの流れ方向における下流側）での温度が高くなるため、上部における集電部材１４が劣化し易いが、図１の形態では、燃料電池セル１３の長さ方向の下側に第１集電部材４５を、上側に第１集電部材４５よりも耐熱性が高い第２集電部材４７を配置したため、上側の第２集電部材４７が高温に晒されるが、第２集電部材４７が第１集電部材４５よりも耐熱性が高いため、酸化が同程度に進行し、材料の劣化が同様に進行し、燃料電池セル１３の長さ方向に配置された第１集電部材４５と第２集電部材４７との集電特性のアンバランスが経時的に生じることを抑制できる。これにより、セルスタック１２における発電性能を高く維持できる。
【００４３】
燃料電池セル１３の上方で燃料ガスが燃焼するタイプのセルスタック装置１１では、特に燃料電池セル１３の上部の温度が高くなるため、本形態を好適に用いることができる。
【００４４】
なお、図１では、第１集電部材４５、第２集電部材４７において、燃料電池セル１３の長さ方向における長さを同一長さとしたが、特に同一長さとする必要はなく、例えば、上部と下部における温度差が大きい場合には、第２集電部材４７の長さを第１集電部材４５よりも短くしても良い。
【００４５】
また、図１では、第１集電部材４５、第２集電部材４７と２種類の集電部材を用いたが、耐熱性の異なる３種以上の集電部材を用いることができる。この場合には、より細かな制御が可能となる。
【００４６】
さらに、例えば、第２集電部材４７は温度の高い部分に配置されるため、放熱性を向上すべく、第１集電部材４５よりも表面積が大きなものを使用することができる。
【００４７】
また、図１では、燃料電池セル１３をタンク１６上に、長さ方向を縦にして立設して設けたが、燃料電池セル１３の長さ方向を横にして設けたセルスタックであっても良い。
【００４８】
さらに、上記形態では、中空平板状の燃料電池セルを用いたセルスタック１２について説明したが、円板状の燃料電池セルを集電部材を介して積層し、燃料電池セルの中央部から燃料ガスを外周に向けて流す平板状の燃料電池セルを用いたセルスタックについても、本発明を適用できる。この場合には、集電部材はリング状となり、リング状の第１集電部材を取り囲むようにリング状の第２集電部材が配置されることになる。
【００４９】
図６は、他の形態を示すもので、この形態では、燃料電池セル１３の配列方向ｘの中央部に第２集電部材４７だけが配置され、配列方向ｘの両側部に第１集電部材４５だけが配置されている。第２集電部材４７だけが配置される中央部と、第１集電部材４５だけが配置される両側部の割合は、セルスタック１２の温度分布によって適宜設定できるが、図６では、中央部の領域がスタック長さの１／３、両側部がそれぞれ１／３とされている。
【００５０】
このようなセルスタック１２の温度は、燃料電池セル１３の配列方向ｘの両側部よりも中央部で高くなりやすいため、配列方向ｘの両側部に第１集電部材４５を、中央部に耐熱性の高い第２集電部材４７を配置することにより、燃料電池セル１３の配列方向ｘにおける第１集電部材４５と第２集電部材４７との集電特性にアンバランスが経時的に生じることを抑制でき、発電性能を高く維持できる。
【００５１】
なお、この形態の場合についても、上記形態と同様に、耐熱性の異なる３種以上の集電部材を用いることができる。また、第２集電部材４７は、放熱性を向上すべく第１集電部材４５よりも表面積が大きなものを使用することができる。さらに、燃料電池セル１３の長さ方向を横にして設けたセルスタックであっても良い。さらにまた、円板状の燃料電池セルを集電部材を介して積層し、燃料電池セルの中央部から燃料ガスを外周に向けて流す平板状の燃料電池セルを用いたセルスタックであっても良い。
【００５２】
図７は、セルスタック１２のさらに他の形態を示すもので、この形態では、図１に示した形態において、燃料電池セル１３の配列方向ｘの中央部に位置する第２集電部材４７は、配列方向ｘの両側部に位置する第２集電部材４５よりも、燃料電池セル１３の長さ方向における長さが長く形成されている。
【００５３】
具体的には、配列方向ｘの両側部から中央部に向けて次第に第２集電部材４７の長さが長くなるように構成されており、第２集電部材４７の集合体は、逆三角形のように、言い換えれば、第１集電部材４５と第２集電部材４７の境界がＶ字状となるように、第２集電部材４７の割合が多くなるように構成されている。
【００５４】
このようなセルスタック１２の温度は、燃料電池セルの配列方向ｘの両側部よりも中央部で高くなりやすいため、また、燃料電池セルの燃料ガスの流れ方向で温度が高くなるため、配列方向ｘの両側部から中央部に向けて次第に第２集電部材４７の長さが長くなるように構成することにより、燃料電池セル１３の長さ方向に配置された第１集電部材４５と第２集電部材４７との集電特性に経時的にアンバランスが生じることをさらに抑制できる。
【００５５】
なお、この形態の場合についても、上記形態と同様に、耐熱性の異なる３種以上の集電部材を用いることができる。また、第２集電部材４７は、放熱性を向上すべく第１集電部材４５よりも表面積が大きなものを使用することができる。さらに、燃料電池セル１３の長さ方向を横にして設けたセルスタックであっても良い。さらにまた、円板状の燃料電池セルを集電部材を介して積層し、燃料電池セルの中央部から燃料ガスを外周に向けて流す平板状の燃料電池セルを用いたセルスタックであっても良い。
【００５６】
次に、セルスタック１２を収納容器３１内に収納してなる燃料電池モジュール３０について図８を用いて説明する。
【００５７】
図８に示す燃料電池モジュール３０は、燃料電池セル１３にて使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器３２をセルスタック１２の上方に配置している。そして、改質器３２で生成された燃料ガスは、ガス流通管３３を介してガスタンク１６に供給され、ガスタンク１６を介して燃料電池セル１３の内部に設けられたガス流路２２に供給される。
【００５８】
なお、図８においては、収納容器３１の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されているセルスタック装置１１および改質器３２を後方に取り出した状態を示している。ここで、図８に示した燃料電池モジュール３０においては、セルスタック装置１１を、収納容器３１内にスライドして収納することが可能である。
【００５９】
また収納容器３１の内部に設けられた酸素含有ガス導入部材３４は、図８においてはガスタンク１６に並置されたセルスタック１２の間に配置されるとともに、酸素含有ガスが、燃料ガスの流れに合わせて、燃料電池セル１３の側方を下端部側から上端部側に向かって流れるように、燃料電池セル１３の下端部側に酸素含有ガスを供給するように構成されている。そして、燃料電池セル１３のガス流路２２より排出される発電に使用されなかった余剰の燃料ガス（燃料オフガス）を燃料電池セル１３の上方で燃焼させることにより、セルスタック１２の温度を効果的に上昇させることができ、セルスタック装置１１の起動を早めることができる。また、燃料電池セル１３の上方にて、燃料電池セル１３のガス流路１２から排出され発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させることにより、セルスタック１２の上方に配置された改質器３２を温めることができる。それにより、改質器３２で効率よく改質反応を行うことができる。
【００６０】
次に、燃料電池モジュール３０と、燃料電池モジュール３０を作動させるための補機（図示せず）とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置３５について図９を用いて説明する。
【００６１】
図９に示す燃料電池装置３５は、支柱３６と外装板３７とから構成される外装ケース内を仕切板３８により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール３０を収納するモジュール収納室３９とし、下方側を燃料電池モジュール３０を作動させるための補機を収納する補機収納室４０として構成されている。なお、補機収納室４０に収納する補機の記載、外装板３７の一部の記載は省略している。
【００６２】
また、仕切板３８には、補機収納室４０の空気をモジュール収納室３９側に流すための空気流通口４１が設けられており、モジュール収納室３９を構成する外装板３７の一部に、モジュール収納室３９内の空気を排気するための排気口４２が設けられている。
【００６３】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に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、種々の変更、改良等が可能である。
【００６４】
例えば、上記形態では、中空平板型の燃料電池セル１３を用いたが、円筒型の燃料電池セル、平板型の燃料電池を用いることもできる。
【００６５】
また、上記形態では、インターコネクタ２１を有する燃料電池セル１３を用いたが、インターコネクタを有しない燃料電池セルを用いることもできる。
【００６６】
さらに、上記形態では、図３に示すような集電部材１４を用いたが、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６７】
１１：燃料電池セルスタック装置
１２：セルスタック
１３：燃料電池セル
１４：集電部材
２２：ガス流路
３０：燃料電池モジュール
３１：収納容器
３５：燃料電池装置
４５：第１集電部材
４７：第２集電部材
【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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