(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向を有し、前記長手方向に貫通する１つ又は複数のガス流路を内部に有する支持基板であって、前記各ガス流路の前記長手方向における第１側はガス流入側に対応し、前記各ガス流路の前記長手方向における前記第１側と反対の第２側はガス排出側に対応する、支持基板と、
前記支持基板の表面に設けられ、少なくとも燃料極、固体電解質、及び空気極がこの順で積層された発電素子部と、
前記支持基板の前記長手方向における前記第２側の端部に取り付けられた追加部材であって、前記長手方向に貫通し且つ前記支持基板の各ガス流路と接続された１つ又は複数のガス流路を内部に有する追加部材と、
を備えた、燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記追加部材は、接合材を介して前記支持基板に接合される、燃料電池。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池において、
前記追加部材の前記各ガス流路は、前記支持基板の対応する１つの前記ガス流路とそれぞれ接続された、燃料電池。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の燃料電池において、
前記長手方向において、前記支持基板と前記追加部材との間に介在する金属部材をさらに備え、
前記金属部材は、前記長手方向に貫通し且つ前記支持基板の各ガス流路と接続された１つ又は複数のガス流路を内部に有する、
燃料電池。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池において、
前記金属部材の表面を覆うコーティング膜をさらに備える、燃料電池。
【請求項６】
請求項２に従属する請求項４又は５に記載の燃料電池において、
前記支持基板の前記第２側の端面と前記追加部材の前記第１側の端面とが向かい合うように配置され、
前記金属部材は、前記支持基板の前記第２側の端面と前記追加部材の前記第１側の端面との間に、介在し、
前記支持基板の前記第２側の端面と前記金属部材の前記第１側の端面とが前記接合材を介して接合され、且つ、前記追加部材の前記第１側の端面と前記金属部材の前記第２側の端面とが前記接合材を介して接合されることによって、前記追加部材が前記支持基板の前記第２側の端部に接合された、燃料電池。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の燃料電池において、
前記金属部材の前記各ガス流路は、前記支持基板の対応する１つの前記ガス流路とそれぞれ接続された、燃料電池。
【請求項８】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記追加部材は、前記支持基板の対応する１つの前記ガス流路の前記第２側の端部にそれぞれ挿入され且つ接合材を介して接合された、１つ又は複数の前記長手方向に延びる管状部材である、燃料電池。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の燃料電池において、
前記追加部材は、多孔質のセラミックスで構成された、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、「長手方向を有する支持基板であって前記長手方向に貫通する１つ又は複数のガス流路が内部に形成された多孔質の支持基板」と、「前記支持基板の表面に設けられ、少なくとも燃料極、固体電解質、及び空気極がこの順で積層された発電素子部」とを備えた焼成体である固体酸化物形燃料電池が広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
係る焼成体である燃料電池では、燃料極等の導電性を獲得するため、燃料電池を作動させる前に、燃料電池に対して高温下（例えば、８００℃程度）にて還元ガスを供給する熱処理（以下、「還元処理」と呼ぶ。）が行われて、燃料電池が非還元体から還元体に移行される。
【０００４】
係る燃料電池では、「各ガス流路内において長手方向における一方向（同じ方向）にガス（燃料ガス）が流され、各ガス流路のガス排出側端部から外部空間に排出された余剰のガスが、同ガス排出側端部の近傍にて、同外部空間内にある空気（酸素）と反応して燃焼させられる構成」が採用され得る。
【０００５】
この構成が採用される場合、支持基板のガス排出側端部にてクラックが発生し易い。これは、以下の理由に基づく、と考えられる。第１に、支持基板が多孔質であることに起因して、外部空間内にある空気が各ガス流路のガス排出側端部を介して支持基板のガス排出側端部の内部に進入し、上述した余剰のガスが同内部にて空気と反応して燃焼する。この結果、同内部にて、燃焼による発熱に伴う過大な熱応力が局所的に発生してクラックが発生する。第２に、外部空間内にある空気が支持基板のガス排出側端部の内部に進入することによって、還元体である同内部が再酸化される。この結果、同内部にて、再酸化による寸法変化（酸化膨張又は収縮）に伴う過大な応力が局所的に発生してクラックが発生する。
【０００６】
このようなクラックが発生する可能性を低減するため、支持基板のガス排出側端部、具体的には、各ガス流路の内壁面におけるガス排出側の端部、並びに、支持基板の長手方向におけるガス排出側の端面に、支持基板より気孔率が小さいコーティング膜が形成される構成が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このコーティング膜の形成によって、外部空間内にある空気が支持基板のガス排出側端部の内部に進入し難くなり、この結果、支持基板のガス排出側端部にてクラックが発生する可能性が低減され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−９２２８号公報
【発明の概要】
【０００８】
ところで、上記のようにコーティング膜が形成される構成において、燃料電池の稼働環境によってはコーティング膜にクラックが発生する場合があった。コーティング膜にクラックが発生すると、このクラックを介して外部空間内にある空気が支持基板のガス排出側端部の内部に進入し得る。この結果、結局、支持基板のガス排出側端部にクラックが発生し得る。
【０００９】
このように、支持基板のガス排出側端部でのクラックを抑制するに際し、コーティング膜を形成する手法には改善の余地があった。本発明者は、コーティング膜を形成する手法を用いずに、支持基板のガス排出側端部でのクラックを抑制する新たな手法を見出した。
【００１０】
本発明に係る燃料電池は、上述と同じ支持基板と、上述と同じ発電素子部と、を備える。前記支持基板は、平板状であっても、円筒状であってもよい。前記支持基板の各ガス流路の前記長手方向における第１側及び前記第１側と反対の第２側がそれぞれ、ガス流入側及びガス排出側に対応する。
【００１１】
本発明に係る燃料電池の特徴は、前記支持基板の前記長手方向における前記第２側の端部に取り付けられた追加部材を備えたことにある。この追加部材は、１つ又は複数のガス流路を内部に有する。各ガス流路は、前記長手方向に貫通し、且つ前記支持基板の各ガス流路と接続されている。
【００１２】
ここにおいて、前記追加部材は、多孔質のセラミックス（気孔率が１０％以上）で構成されてもよいし、緻密質のセラミックス（気孔率が１０％未満）で構成されてもよい。前記追加部材が多孔質のセラミックスで構成される場合、前記追加部材の外表面が緻密質のセラミックス膜で覆われていてもよい。前記接合材の材料は、前記支持基板及び前記追加部材の材料とは異なる組成を有する。前記支持基板及び前記追加部材の材料は、組成及び微構造が同じであってもよいし、組成及び微構造の一方又は両方が異なっていてもよい。
【００１３】
前記追加部材の前記各ガス流路は、前記支持基板の対応する１つの前記ガス流路とそれぞれ接続されることが好適であるが、前記支持基板の対応する複数の前記ガス流路と接続されていてもよい。前記追加部材の単一の前記ガス流路が、前記支持基板の複数の前記ガス流路の全てと接続されていてもよい。
【００１４】
上記本発明の特徴によれば、支持基板内の長手方向に延びるガス流路を流れる燃料ガスは、支持基板のガス排出側端部から外部空間に直ちに排出されるのではなく、追加部材内の長手方向に延びるガス流路を通過した後に追加部材のガス排出側端部から外部空間に排出される。即ち、支持基板内のガス流路のガス排出側端部は、外部空間に直接接続されるのではなく、追加部材内のガス流路を介して外部空間と接続している。なお、追加部材が多孔質の場合、燃料ガスの一部は、追加部材内のガス流路から追加部材の内部の気孔を介して外部空間に排出され得る。
【００１５】
従って、前記追加部材が設けられない構成と比較して、外部空間内にある空気が、支持基板内のガス流路のガス排出側端部を介して支持基板のガス排出側端部の内部に進入し難くなる。この結果、「外部空間内にある空気の支持基板のガス排出側端部の内部への進入」に起因して支持基板のガス排出側端部にてクラックが発生する可能性が低減され得る。
【００１６】
なお、特に前記追加部材が多孔質材料で構成される場合、外部空間内にある空気が追加部材のガス排出側端部の内部に進入し得ることによって、追加部材のガス排出側端部にてクラックが発生する可能性が高い。しかしながら、仮に追加部材にクラックが発生しても、支持基板のガス排出側端部にてクラックが発生しなければ、何ら問題はない。即ち、本発明は、クラックが発生し易い場所にクラックが発生しても問題がない部材を敢えて設けることによって、支持基板のガス排出側端部にてクラックが発生する可能性を低減させる、という知見に基づく。
【００１７】
本発明に係る燃料電池においては、前記追加部材は、前記支持基板の対応する１つのガス流路の前記第２側の端部にそれぞれ挿入され且つ前記接合材を介して接合された、１つ又は複数の前記長手方向に延びる管状部材で構成され得る。
【００１８】
また、本発明に係る燃料電池は、長手方向において、支持基板と追加部材との間に介在する金属部材をさらに備えていてもよい。この金属部材は、長手方向に貫通し且つ支持基板の各ガス流路と接続された１つ又は複数のガス流路を内部に有する。
【００１９】
支持基板と追加部材との間に金属部材が介在しない構成、即ち、支持基板と追加部材との間に接合材のみが介在する構成では、上記のように追加部材にクラックが発生した場合、そのクラックの成長・進行の程度が大きいと、そのクラックが接合材を介して支持基板のガス排出側端部に到達する場合も考えられる。
【００２０】
この点、金属には延性があるので、金属にはクラックが発生し難い。従って、上記のように、支持基板と追加部材との間に金属部材が介在する構成では、仮に、追加部材に発生したクラックの成長・進行の程度が大きい場合であっても、そのクラックが金属部材に到達した段階でそのクラックの進行が止まる。即ち、そのクラックが支持基板のガス排出側端部に到達し難くなる。
【００２１】
本発明に係る燃料電池が金属部材をさらに備えている場合、本発明に係る燃料電池は、金属部材の表面を覆うコーティング膜を備えていることが好ましい。例えば、金属部材がステンレス鋼で構成される場合、コーティング膜が金属部材の表面を覆うことによって、金属部材からクロムが外部へと流出することを抑制することができる。この結果、金属部材から揮発したクロムによって空気極などが被毒される問題を防止することができる。
【００２２】
また、本発明に係る燃料電池において、前記支持基板の前記第２側の端面と前記追加部材の前記第１側の端面とが向かい合うように配置される場合、前記支持基板の前記第２側の端面と前記追加部材の前記第１側の端面との間に、金属部材が介在され得る。この場合、前記支持基板の前記第２側の端面と前記金属部材の前記第１側の端面とが前記接合材を介して接合され、且つ、前記追加部材の前記第１側の端面と前記金属部材の前記第２側の端面とが前記接合材を介して接合されることによって、前記追加部材が前記支持基板の前記第２側の端部に接合される。
【００２３】
前記金属部材の前記各ガス流路は、前記支持基板の対応する１つの前記ガス流路とそれぞれ接続されることが好適であるが、前記支持基板の対応する複数の前記ガス流路と接続されていてもよい。前記金属部材の単一の前記ガス流路が、前記支持基板の複数の前記ガス流路の全てと接続されていてもよい。
【００２４】
また、本発明に係る燃料電池においては、前記追加部材は、セラミックス（の焼成体）で構成されることが好適である。前記追加部材はクロム（Ｃｒ）を含む金属で構成され得る。しかしながら、この場合、追加部材の表面から揮発するクロムが電極（特に、空気極）に到達すると、電極が被毒し得る（所謂、クロム被毒）。これに対し、上記のように、前記追加部材がセラミックス（の焼成体）で構成されると、クロム被毒が発生し得ない。
【００２５】
また、上記クロム被毒の発生防止の観点から、前記金属部材の外表面が緻密質のセラミックス膜で覆われていてもよい。
【００２６】
また、本発明に係る燃料電池において、追加部材の熱伝導率は、支持基板の熱伝導率よりも高いことが好ましい。この構成によれば、追加部材の放熱性が向上するため、ガス排出側端部においてクラックの発生を効果的に防止することができる。例えば、追加部材に金属元素又はニッケルを含めたり、追加部材の表面に金属膜をコーティングしたりすることによって、追加部材の熱伝導率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る燃料電池を示す斜視図である。
【図２】図１に示す燃料電池の２−２線に対応する断面図である。
【図３】図１に示す支持基板の凹部に埋設された燃料極及びインターコネクタの状態を示した平面図である。
【図４】図１に示す燃料電池の作動状態を説明するための図である。
【図５】図１に示す燃料電池の作動状態における電流の流れを説明するための図である。
【図６】図１に示す支持基板を示す斜視図である。
【図７】図１に示す燃料電池の製造過程における第１段階における図２に対応する断面図である。
【図８】図１に示す燃料電池の製造過程における第２段階における図２に対応する断面図である。
【図９】図１に示す燃料電池の製造過程における第３段階における図２に対応する断面図である。
【図１０】図１に示す燃料電池の製造過程における第４段階における図２に対応する断面図である。
【図１１】図１に示す燃料電池の製造過程における第５段階における図２に対応する断面図である。
【図１２】図１に示す燃料電池の製造過程における第６段階における図２に対応する断面図である。
【図１３】図１に示す燃料電池の製造過程における第７段階における図２に対応する断面図である。
【図１４】図１に示す燃料電池の製造過程における第８段階における図２に対応する断面図である。
【図１５】追加部材が設けられた燃料電池の作動状態を示す図４に対応する図である。
【図１６】図１５に示した追加部材を示す斜視図である。
【図１７】図１５に示す支持基板と追加部材との接合部位を拡大して示した平面図である。
【図１８】図１５に示す支持基板と追加部材との接合部位を拡大して示した側面図である。
【図１９】本発明に係る他の燃料電池における図１７に対応する図である。
【図２０】本発明に係る他の燃料電池における図１８に対応する図である。
【図２１】図１９及び図２０に示した金属板を示す斜視図である。
【図２２】支持基板と追加部材との接合部位を拡大して示した断面図である。。
【図２３】本発明に係る他の燃料電池における図１５に対応する図である。
【図２４】本発明に係る他の燃料電池における図１７に対応する図である。
【図２５】本発明に係る他の燃料電池における図１８に対応する図である。
【図２６】図２５に示す支持基板と追加部材との接合部位を拡大して示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（構成）
図１は、本発明の実施形態（本実施形態）に係る固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を示す。このＳＯＦＣは、長手方向（ｘ軸方向）を有する平板状の支持基板１０の上下面（互いに平行な両側の主面（平面））のそれぞれに、電気的に直列に接続された複数（本例では、４つ）の同形の発電素子部Ａが長手方向において所定の間隔をおいて配置された、所謂「横縞型」と呼ばれる構成を有する。
【００２９】
このＳＯＦＣの全体を上方からみた形状は、例えば、長手方向の辺の長さが５０〜５００ｍｍで長手方向に直交する幅方向（ｙ軸方向）の長さが１０〜１００ｍｍの長方形である。このＳＯＦＣの全体の厚さは、１〜５ｍｍである。このＳＯＦＣの全体は、厚さ方向の中心を通り且つ支持基板１０の主面に平行な面に対して上下対称の形状を有する。以下、図１に加えて、このＳＯＦＣの図１に示す２−２線に対応する部分断面図である図２を参照しながら、このＳＯＦＣの詳細について説明する。図２は、代表的な１組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａのそれぞれの構成（の一部）、並びに、発電素子部Ａ，Ａ間の構成を示す部分断面図である。その他の組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａ間の構成も、図２に示す構成と同様である。
【００３０】
支持基板１０は、電子伝導性を有さない多孔質の材料からなる平板状の焼成体である。後述する図６に示すように、支持基板１０の内部には、長手方向に延びる複数（本例では、６本）の燃料ガス流路１１（貫通孔）が幅方向において所定の間隔をおいて形成されている。本例では、支持基板１０の上下面における複数の発電素子部Ａに対応する位置に、凹部１２がそれぞれ形成されている。各凹部１２は、支持基板１０の材料からなる底壁と、全周に亘って支持基板１０の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。各凹部１２の長さ（ｘ軸方向の寸法）は５〜５０ｍｍであり、幅（ｙ軸方向の寸法）は２〜９５ｍｍであり、深さ（ｚ軸方向の寸法）は０．０３〜１．５ｍｍである。
【００３１】
支持基板１０は、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）と、第１酸化物セラミックスと、を含んで構成される。なお、支持基板１０が第１酸化物セラミックスを含んでいるのは、ＭｇＯ単独の熱膨張係数（約１４ｐｐｍ／Ｋ）が、通常の電極材料の熱膨張係数（１０〜１３ｐｐｍ／Ｋ）と比べて大きいことに起因して、支持基板１０の等価熱膨張係数を通常の電極材料の熱膨張係数に近づけるため、である。従って、第１酸化物セラミックスとしては、熱膨張係数が通常の電極材料の熱膨張係数（１０〜１３ｐｐｍ／Ｋ）と比べて小さいものが好適である。具体的には、「第１酸化物セラミックス」としては、Ｙ２Ｏ３（イットリア）、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）等が好適である。支持基板１０は、「遷移金属酸化物又は遷移金属」を含んでいてもよい。「遷移金属酸化物又は遷移金属」としては、ＮｉＯ（酸化ニッケル）又はＮｉ（ニッケル）が好適である。遷移金属は、燃料ガスの改質反応を促す触媒（炭化水素系のガスの改質触媒）として機能し得る。
【００３２】
このように、支持基板１０が「遷移金属酸化物又は遷移金属」を含むことによって、改質前の残存ガス成分を含んだガスが多孔質の支持基板１０の内部の多数の気孔を介して燃料ガス流路１１から燃料極に供給される過程において、上記触媒作用によって改質前の残存ガス成分の改質を促すことができる。加えて、支持基板１０が絶縁性の酸化物セラミックスを含むことによって、支持基板１０の絶縁性を確保することができる。この結果、隣り合う燃料極間における絶縁性が確保され得る。
【００３３】
支持基板１０の厚さは、１〜５ｍｍである。支持基板１０の気孔率は１５〜５５％である。なお、気孔率の値は、後述する還元処理後の値である（他の気孔率の値についても同様）。なお、気孔率の測定は，樹脂埋めしたサンプル（還元処理後）の断面を研磨し、同断面についてのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）による画像（２次電子像）を解析することによって行われた。具体的には、「断面の総面積」に対する「断面上にて樹脂埋めされた領域に対応する部分の面積の総和」の割合が、その断面の「気孔率」であると定義された。ＳＥＭの加速電圧は５ｋＶ、ＳＥＭの倍率は５０００倍、又は７５００倍に設定された。気孔率の測定は、サンプルの任意の１０箇所の断面について行われ、それらの平均値が気孔率の値として採用された。
【００３４】
以下、この構造体の形状が上下対称となっていることを考慮し、説明の簡便化のため、支持基板１０の上面側の構成についてのみ説明していく。支持基板１０の下面側の構成についても同様である。
【００３５】
図２及び図３に示すように、支持基板１０の上面（上側の主面）に形成された各凹部１２には、燃料極集電部２１の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極集電部２１は直方体状を呈している。
【００３６】
各燃料極集電部２１の上面（外側面）には、凹部２１ａが形成されている。各凹部２１ａは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、全周に亘って燃料極集電部２１の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と、幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。
【００３７】
各凹部２１ａには、燃料極活性部２２の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極活性部２２は直方体状を呈している。燃料極集電部２１と燃料極活性部２２とにより燃料極２０が構成される。燃料極２０（燃料極集電部２１＋燃料極活性部２２）は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。各燃料極活性部２２の４つの側面と底面とは、凹部２１ａ内で燃料極集電部２１と接触している。
【００３８】
各燃料極集電部２１の上面（外側面）における凹部２１ａを除いた部分には、凹部２１ｂが形成されている。各凹部２１ｂは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、全周に亘って燃料極集電部２１の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と、幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。
【００３９】
各凹部２１ｂには、インターコネクタ３０が埋設（充填）されている。従って、各インターコネクタ３０は直方体状を呈している。インターコネクタ３０は、電子伝導性を有する緻密な材料からなる焼成体である。各インターコネクタ３０の４つの側面と底面とは、凹部２１ｂ内で燃料極集電部２１と接触している。
【００４０】
燃料極２０（燃料極集電部２１及び燃料極活性部２２）の上面（外側面）と、インターコネクタ３０の上面（外側面）と、支持基板１０の主面とにより、１つの平面（凹部１２が形成されていない場合の支持基板１０の主面と同じ平面）が構成されている。即ち、燃料極２０の上面とインターコネクタ３０の上面と支持基板１０の主面との間で、段差が形成されていない。
【００４１】
燃料極集電部２１は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）と、第２酸化物セラミックスと、を含んで構成される。なお、燃料極集電部２１が第２酸化物セラミックスを含んでいるのは、ＮｉＯ単独の熱膨張係数（約１４ｐｐｍ／Ｋ）が、通常の電極材料の熱膨張係数（１０〜１３ｐｐｍ／Ｋ）と比べて大きいことに起因して、燃料極集電部２１の等価熱膨張係数を通常の電極材料の熱膨張係数に近づけるため、である。従って、第２酸化物セラミックスとしては、熱膨張係数が通常の電極材料の熱膨張係数（１０〜１３ｐｐｍ／Ｋ）と比べて小さいものが好適である。具体的には、「第２酸化物セラミックス」としては、Ｙ２Ｏ３（イットリア）、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）等が好適である。燃料極集電部２１の厚さ（即ち、凹部１２の深さ）は、５０〜５００μｍである。燃料極集電部２１の気孔率は１５〜５５％である。
【００４２】
燃料極活性部２２は、電子伝導性を有する物質と、酸素イオン伝導性を有する物質と、を含んで構成される。「電子伝導性を有する物質」としては、ＮｉＯ（酸化ニッケル）が好適である。「酸素イオン伝導性を有する物質」としては、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）、ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）等が好適である。燃料極活性部２２の厚さは、５〜３０μｍである。燃料極活性部２２の気孔率は１５〜５５％である。
【００４３】
なお、燃料極集電部２１内、並びに、燃料極活性部２２内のＮｉＯは、後述する還元処理によってＮｉに変化して、電子伝導性を獲得する。燃料極活性部２２における「気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合」は、燃料極集電部２１における「気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合」よりも大きい。
【００４４】
インターコネクタ３０は、例えば、ＬａＣｒＯ３（ランタンクロマイト）から構成され得る。或いは、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ３（ストロンチウムチタネート）から構成されてもよい。インターコネクタ３０の厚さは、１０〜１００μｍである。
【００４５】
燃料極２０及びインターコネクタ３０がそれぞれの凹部１２に埋設された状態の支持基板１０における長手方向に延びる外周面において複数のインターコネクタ３０が形成されたそれぞれの部分の長手方向中央部を除いた全面は、固体電解質膜４０により覆われている。固体電解質膜４０は、イオン伝導性を有する緻密な材料からなる焼成体である。固体電解質膜４０は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。固体電解質膜４０の厚さは、３〜５０μｍである。
【００４６】
即ち、燃料極２０がそれぞれの凹部１２に埋設された状態の支持基板１０における長手方向に延びる外周面の全面は、インターコネクタ３０と固体電解質膜４０とからなる緻密層により覆われている。この緻密層は、緻密層の内側の空間を流れる燃料ガスと緻密層の外側の空間を流れる空気との混合を防止するガスシール機能を発揮する。なお、本願において「緻密」とは、「ガスが通過しない程度に高密度であること」を指し、具体的には、「気孔率が１０％以下であること」を指す。
【００４７】
なお、図２に示すように、本例では、固体電解質膜４０が、燃料極２０の上面、インターコネクタ３０の上面における長手方向の両側端部、及び支持基板１０の主面を覆っている。ここで、上述したように、燃料極２０の上面とインターコネクタ３０の上面と支持基板１０の主面との間で段差が形成されていない。従って、固体電解質膜４０が平坦化されている。この結果、固体電解質膜４０に段差が形成される場合に比して、応力集中に起因する固体電解質膜４０でのクラックの発生が抑制され得、固体電解質膜４０が有するガスシール機能の低下が抑制され得る。
【００４８】
固体電解質膜４０における各燃料極活性部２２と接している箇所の上面には、反応防止膜５０を介して空気極６０が形成されている。反応防止膜５０は、緻密な材料からなる焼成体であり、空気極６０は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。反応防止膜５０及び空気極６０を上方からみた形状は、燃料極活性部２２と略同一の長方形である。
【００４９】
反応防止膜５０は、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ２（ガドリニウムドープセリア）から構成され得る。反応防止膜５０の厚さは、３〜５０μｍである。空気極６０は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ３（ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＮＦ＝Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンニッケルフェライト）、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）等から構成されてもよい。また、空気極６０は、ＬＳＣＦからなる第１層（内側層）とＬＳＣからなる第２層（外側層）との２層によって構成されてもよい。空気極６０の厚さは、１０〜１００μｍである。
【００５０】
なお、反応防止膜５０が介装されるのは、ＳＯＦＣ作製時又は作動中のＳＯＦＣ内において固体電解質膜４０内のＹＳＺと空気極６０内のＳｒとが反応して固体電解質膜４０と空気極６０との境界部分に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するためである。
【００５１】
ここで、燃料極２０と、固体電解質膜４０と、反応防止膜５０と、空気極６０とが積層されてなる積層体が、「発電素子部Ａ」に対応する（図２を参照）。即ち、支持基板１０の上面には、複数（本例では、４つ）の発電素子部Ａが、長手方向において所定の間隔をおいて配置されている。
【００５２】
各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、一方の（図２では、左側の）発電素子部Ａの空気極６０と、他方の（図２では、右側の）発電素子部Ａのインターコネクタ３０とを跨ぐように、空気極６０、固体電解質膜４０、及び、インターコネクタ３０の上面に、空気極集電膜７０が形成されている。空気極集電膜７０は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。空気極集電膜７０を上方からみた形状は、長方形である。
【００５３】
空気極集電膜７０は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）から構成されてもよい。或いは、Ａｇ（銀）、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム合金）から構成されてもよい。空気極集電膜７０の厚さは、５０〜５００μｍである。
【００５４】
このように各空気極集電膜７０が形成されることにより、各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、一方の（図２では、左側の）発電素子部Ａの空気極６０と、他方の（図２では、右側の）発電素子部Ａの燃料極２０（特に、燃料極集電部２１）とが、電子伝導性を有する「空気極集電膜７０及びインターコネクタ３０」を介して電気的に接続される。この結果、支持基板１０の上面に配置されている複数（本例では、４つ）の発電素子部Ａが電気的に直列に接続される。ここで、電子伝導性を有する「空気極集電膜７０及びインターコネクタ３０」が、「電気的接続部」に対応する。
【００５５】
なお、インターコネクタ３０は、前記「電気的接続部」における「緻密な材料で構成された第１部分」に対応し、気孔率は１０％以下である。空気極集電膜７０は、前記「電気的接続部」における「多孔質の材料で構成された第２部分」に対応し、気孔率は２０〜６０％である。
【００５６】
以上、説明した「横縞型」のＳＯＦＣに対して、図４に示すように、支持基板１０の燃料ガス流路１１内に改質後の燃料ガス（水素ガス等）を流すとともに、支持基板１０の上下面（特に、各空気極集電膜７０）を「酸素を含むガス」（空気等）に曝す（或いは、支持基板１０の上下面に沿って酸素を含むガスを流す）ことにより、固体電解質膜４０の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。更に、この構造体を外部の負荷に接続すると、下記（１）、（２）式に示す化学反応が起こり、電流が流れる(発電状態)。
（１／２）・Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−    （於：空気極６０）  …（１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−        （於：燃料極２０）  …（２）
【００５７】
発電状態においては、図５に示すように、各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、電流が、矢印で示すように流れる。この結果、図４に示すように、このＳＯＦＣ全体から（具体的には、図４において最も手前側の発電素子部Ａのインターコネクタ３０と最も奥側の発電素子部Ａの空気極６０とを介して）電力が取り出される。
【００５８】
（製造方法）
次に、図１に示した「横縞型」のＳＯＦＣの製造方法の一例について図６〜図１４を参照しながら簡単に説明する。図６〜図１４において、各部材の符号の末尾の「ｇ」は、その部材が「焼成前」であることを表す。
【００５９】
先ず、図６に示す形状を有する支持基板の成形体１０ｇが作製される。この支持基板の成形体１０ｇは、例えば、支持基板１０の材料（例えば、ＭｇＯとＹ２Ｏ３）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、押し出し成形、切削等の手法を利用して作製され得る。以下、図６に示す７−７線に対応する部分断面を表す図７〜図１４を参照しながら説明を続ける。
【００６０】
図７に示すように、支持基板の成形体１０ｇが作製されると、次に、図８に示すように、支持基板の成形体１０ｇの上下面に形成された各凹部１２に、燃料極集電部の成形体２１ｇがそれぞれ埋設・形成される。次いで、図９に示すように、各燃料極集電部の成形体２１ｇの外側面に形成された各凹部に、燃料極活性部の成形体２２ｇがそれぞれ埋設・形成される。各燃料極集電部の成形体２１ｇ、及び各燃料極活性部２２ｇは、例えば、燃料極２０の材料（例えば、ＮｉとＹ２Ｏ３）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して埋設・形成される。
【００６１】
続いて、図１０に示すように、各燃料極集電部の成形体２１ｇの外側面における「燃料極活性部の成形体２２ｇが埋設された部分を除いた部分」に形成された各凹部に、インターコネクタの成形体３０ｇがそれぞれ埋設・形成される。各インターコネクタの成形体３０ｇは、例えば、インターコネクタ３０の材料（例えば、ＬａＣｒＯ３）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して埋設・形成される。
【００６２】
次に、図１１に示すように、複数の燃料極の成形体（２１ｇ＋２２ｇ）及び複数のインターコネクタの成形体３０ｇがそれぞれ埋設・形成された状態の支持基板の成形体１０ｇにおける長手方向に延びる外周面において複数のインターコネクタの成形体３０ｇが形成されたそれぞれの部分の長手方向中央部を除いた全面に、固体電解質膜の成形膜４０ｇが形成される。固体電解質膜の成形膜４０ｇは、例えば、固体電解質膜４０の材料（例えば、ＹＳＺ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法、ディッピング法等を利用して形成される。
【００６３】
次に、図１２に示すように、固体電解質膜の成形体４０ｇにおける各燃料極の成形体２２ｇと接している箇所の外側面に、反応防止膜の成形膜５０ｇが形成される。各反応防止膜の成形膜５０ｇは、例えば、反応防止膜５０の材料（例えば、ＧＤＣ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００６４】
そして、このように種々の成形膜が形成された状態の支持基板の成形体１０ｇが、空気中にて１５００℃で３時間焼成される。これにより、図１に示したＳＯＦＣにおいて空気極６０及び空気極集電膜７０が形成されていない状態の構造体が得られる。
【００６５】
次に、図１３に示すように、各反応防止膜５０の外側面に、空気極の成形膜６０ｇが形成される。各空気極の成形膜６０ｇは、例えば、空気極６０の材料（例えば、ＬＳＣＦ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００６６】
次に、図１４に示すように、各組の隣り合う発電素子部について、一方の発電素子部の空気極の成形膜６０ｇと、他方の発電素子部のインターコネクタ３０とを跨ぐように、空気極の成形膜６０ｇ、固体電解質膜４０、及び、インターコネクタ３０の外側面に、空気極集電膜の成形膜７０ｇが形成される。各空気極集電膜の成形膜７０ｇは、例えば、空気極集電膜７０の材料（例えば、ＬＳＣＦ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００６７】
そして、このように成形膜６０ｇ、７０ｇが形成された状態の支持基板１０が、空気中にて１０５０℃で３時間焼成される。これにより、図１に示したＳＯＦＣが得られる。なお、この時点では、酸素含有雰囲気での焼成により、燃料極２０（集電部２１＋活性部２２）中のＮｉ成分が、ＮｉＯとなっている。従って、燃料極２０（集電部２１＋活性部２２）の電子伝導性を獲得するため、その後、支持基板１０側から還元性の燃料ガスが流され、ＮｉＯが８００〜１０００℃で１〜１０時間に亘って還元処理される。なお、この還元処理は発電時に行われてもよい。以上、図１に示したＳＯＦＣの製造方法の一例について説明した。
【００６８】
（支持基板のガス排出側端部におけるクラックの抑制）
上述した図４に示すように、本実施形態に係る燃料電池では、各ガス流路１１内において長手方向（ｘ軸方向）における一方向（同じ方向）にガス（燃料ガス）が流される。各ガス流路１１のガス排出側端部（ｘ軸負方向の端部）から外部空間に排出された余剰のガスは、同ガス排出側端部の近傍にて、同外部空間内にある空気（酸素）と反応して燃焼させられる。
【００６９】
この構成では、上述した「背景技術」の欄で記載したように、外部空間内にある空気が、各ガス流路１１のガス排出側端部を介して支持基板１０のガス排出側端部の内部に進入することに起因して、支持基板１０のガス排出側端部にてクラックが発生し易い。
【００７０】
この問題に対処するため、図１５に示すように、本実施形態では、ＳＯＦＣの支持基板１０のガス排出側端部に、追加部材９０が取り付けられている。例えば、追加部材９０は、接合材８０を介して、支持基板１０のガス排出側端部に接合されている。図１６に示すように、追加部材９０は、支持基板１０において長手方向（ｘ軸方向）の長さを短くした形状を呈している。追加部材９０の内部には、長手方向（ｘ軸方向）に貫通する複数のガス流路９１が形成されている。支持基板１０のガス排出側端面と追加部材９０のガス流入側端面とが向かい合うように配置され、これら２つの端面同士が接合材８０によって接合されている。
【００７１】
図１７、及び、図１８に示すように、支持基板１０と追加部材９０とが接合材８０を介して接合されている状態（図１５も参照）では、支持基板１０の各ガス流路１１が、追加部材９０の対応するガス流路９１とそれぞれ接続されている。なお、接合材８０の内部においても、対応するガス流路１１とガス流路９１とを接続する（長手方向に貫通する）ガス流路がそれぞれ形成されている。
【００７２】
追加部材９０の材料は、支持基板１０の材料と組成及び微構造が同じであってもよいし、組成及び微構造の一方又は両方が異なっていてもよい。追加部材９０は、多孔質のセラミックス（気孔率が１０％以上）で構成されてもよいし、緻密質のセラミックス（気孔率が１０％未満）で構成されてもよい。追加部材９０が多孔質のセラミックスで構成される場合、追加部材９０の外表面が緻密質のセラミックス膜で覆われていてもよい。追加部材９０は、クロム（Ｃｒ）を含む金属でも構成され得るが、セラミックス（の焼成体）で構成されることが好適である。これにより、電極（特に、空気極）において上記クロム被毒（上記発明の概要の欄を参照）が発生し得ない。
【００７３】
接合材８０の材料は、支持基板１０及び追加部材９０の材料とは異なる組成を有する。具体的には、例えば、接合材８０は、非晶質ガラス、結晶化ガラス等で構成される。結晶化ガラスとしては、例えば、ＭｇＯ−ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系や、ＭｇＯ−ＢａＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系等のものが好ましい。なお、本明細書では、結晶化ガラスとは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合（結晶化度）が６０％以上であり、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が４０％未満のガラス（セラミックス）を指す。
【００７４】
ＳＯＦＣの支持基板１０に対する追加部材９０の組み付けは、例えば、以下の手順で行われ得る。先ず、完成したＳＯＦＣ（図１を参照）、及び、完成した追加部材９０（図１６を参照）が準備される。次に、所定の治具等を用いて、支持基板１０のガス排出側端面と追加部材９０のガス流入側端面とが、所定の間隔を空けて向かい合うように配置される。次いで、接合材８０用のペーストが、これら２つの端面の間の空間（隙間）に充填される。このとき、上述した「接合材８０の内部のガス流路」を形成するため、対応するガス流路１１とガス流路９１とを貫通するように棒状部材をそれぞれ挿入・配置しておくとよい。
【００７５】
次に、上記のように充填されたペーストに熱処理が加えられる。これにより、ペーストが乾燥・固化されることによって、接合材８０としての機能を発揮し、上記２つの端面同士が接合・固定される。その後、前記所定の治具（及び、前記棒状部材）が取り外されて、支持基板１０に対する追加部材９０の組み付けが完了する。
【００７６】
以下、ＳＯＦＣの支持基板１０のガス排出側端部に追加部材９０を組み付けたことによる作用・効果について述べる。この追加部材９０が設けられたことにより、支持基板１０内のガス流路１１を流れる燃料ガスは、支持基板１０のガス排出側端部から外部空間に直ちに排出されるのではなく、追加部材９０内のガス流路９１を通過した後に追加部材９０のガス排出側端部から外部空間に排出される。即ち、支持基板１０内のガス流路１１のガス排出側端部は、外部空間に直接接続されるのではなく、追加部材９０内のガス流路９１を介して外部空間と接続している。なお、追加部材９０が多孔質の場合、燃料ガスの一部は、追加部材９０内のガス流路９１から追加部材９０の内部の気孔を介して外部空間に排出され得る。
【００７７】
従って、追加部材９０が設けられない構成と比較して、外部空間内にある空気が、支持基板１０内のガス流路１１のガス排出側端部を介して支持基板１０のガス排出側端部の内部に進入し難くなる。この結果、「外部空間内にある空気の支持基板１０のガス排出側端部の内部への進入」に起因して支持基板１０のガス排出側端部にてクラックが発生する可能性が低減され得る。
【００７８】
なお、特に追加部材９０が多孔質材料で構成される場合、外部空間内にある空気が追加部材９０のガス排出側端部の内部に進入し得る。これにより、追加部材９０のガス排出側端部にてクラックが発生する可能性が高い。しかしながら、仮に追加部材９０にクラックが発生しても、支持基板１０のガス排出側端部にてクラックが発生しなければ、何ら問題はない。即ち、本発明は、クラックが発生し易い場所にクラックが発生しても問題がない部材を敢えて設けることによって、支持基板１０のガス排出側端部にてクラックが発生する可能性を低減させる、という知見に基づく。
【００７９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、支持基板１０のガス排出側端面と追加部材９０のガス流入側端面との間に接合材８０のみが介在しているが（図１７及び図１８を参照）、図１９及び図２０に示すように、これら２つの端面の間に、金属板（金属部材の一例）１１０が介在していてもよい。図１９及び図２０に示す例では、支持基板１０のガス排出側端面と金属板１１０のガス流入側端面とが接合材８０を介して接合され、且つ、追加部材９０のガス流入側端面と金属板１１０のガス排出側端面とが接合材８０を介して接合されている。
【００８０】
図２１に示すように、この金属板１１０には、貫通する複数のガス流路１１１が形成されている。図１９、及び、図２０に示すように、支持基板１０のガス排出側端面と追加部材９０のガス流入側端面との間に接合材８０を介して金属板１１０が介在している状態では、支持基板１０の各ガス流路１１が、金属板１１０及び追加部材９０の対応するガス流路１１１、９１とそれぞれ接続されている。なお、接合材８０の内部においても、対応するガス流路１１とガス流路１１１、及び、対応するガス流路１１１とガス流路９１とを接続する（長手方向に貫通する）ガス流路がそれぞれ形成されている。
【００８１】
以下、このように金属板１１０を介在させたことによる作用・効果について述べる。支持基板１０と追加部材９０との間に金属板１１０が介在しない構成、即ち、支持基板１０と追加部材９０との間に接合材８０のみが介在する構成（図１５、図１７、及び図１８を参照）では、上記のように追加部材９０にクラックが発生した場合、そのクラックの成長・進行の程度が大きいと、そのクラックが接合材８０を介して支持基板１０のガス排出側端部に到達する場合も考えられる。
【００８２】
この点、金属には延性があるので、金属板１１０にはクラックが発生し難い。従って、上記のように、支持基板１０と追加部材９０との間に金属板１１０が介在する構成では、仮に、追加部材９０に発生したクラックの成長・進行の程度が大きい場合であっても、そのクラックが金属板１１０に到達した段階でそのクラックの進行が止まる。即ち、そのクラックが支持基板１０のガス排出側端部に到達し難くなる。
【００８３】
図２２に示すように、金属板１１０は、コーティング膜１３０によって覆われていてもよい。詳細には、金属板１１０の外側面を覆うようにコーティング膜１３０が形成されている。金属板１１０がステンレス鋼によって構成される場合、コーティング膜１３０によって金属部材１１０を覆うことによって、金属板１１０からクロムが外部へと流出することを抑制することができる。この結果、金属板１１０から揮発したクロムによって空気極６０などが被毒される問題を防止することができる。なお、コーティング膜１３０は、例えば、高温で安定なセラミックス膜であれば良く、例えば、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、（Ｍｎ，Ｃｏ）３Ｏ４、ＺｎＯなどによって構成することができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、追加部材９０の各ガス流路９１が、支持基板１０の対応する１つのガス流路１１とそれぞれ接続されているが、追加部材９０が単一のガス流路９１を備え、追加部材９０の前記単一のガス流路９１が、支持基板１０の複数のガス流路１１の全てと接続されていてもよい。同様に、上記実施形態では、金属部材１１０の各ガス流路１１１が、支持基板１０の対応する１つのガス流路１１とそれぞれ接続されているが、金属部材１１０が単一のガス流路１１１を備え、金属部材１１０の前記単一のガス流路１１１が、支持基板１０の複数のガス流路１１の全てと接続されていてもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、前記追加部材として、一つの部材（追加部材９０）が採用されているが、図２３〜図２６に示すように、前記追加部材として、複数のパイプ１２０が採用されてもよい。図２３〜図２６に示す例では、各パイプ１２０の一端部（ガス流入側端部）が、支持基板１０の対応する１つのガス流路１１のガス排出側端部にそれぞれ挿入され、且つ、接合材８０を介して接合されている。
【００８６】
このパイプ１２０が設けられたことにより、支持基板１０内のガス流路１１を流れる燃料ガスは、支持基板１０のガス排出側端部から外部空間に直ちに排出されるのではなく、パイプ１２０内のガス流路１２１を通過した後にパイプ１２０のガス排出側端部から外部空間に排出される。従って、上記実施形態と同様、外部空間内にある空気が、支持基板１０内のガス流路１１のガス排出側端部を介して支持基板１０のガス排出側端部の内部に進入し難くなる。この結果、支持基板１０のガス排出側端部にてクラックが発生する可能性が低減され得る。
【００８７】
上記追加部材９０と同様、パイプ１２０は、多孔質のセラミックス（気孔率が１０％以上）で構成されてもよいし、緻密質のセラミックス（気孔率が１０％未満）で構成されてもよい。パイプ１２０が多孔質のセラミックスで構成される場合、パイプ１２０の外表面が緻密質のセラミックス膜で覆われていてもよい。また、パイプ１２０は、クロム（Ｃｒ）を含む金属で構成され得る。この場合、上記クロム被毒の発生防止の観点から、パイプ１２０の外表面が緻密質のセラミックス膜で覆われていてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態においては、支持基板１０内に複数のガス流路１１が形成されているが、単一のガス流路１１が形成されていてもよい。この場合、追加部材９０（及び、金属板１１０）には、単一のガス流路９１（及び、単一のガス流路１１１）が形成される。
また、この場合、単一のパイプ１２０が設けられる。
【００８９】
また、上記実施形態においては、平板状の支持基板１０の上下面のそれぞれに複数の凹部１２が形成され且つ複数の発電素子部Ａが設けられているが、支持基板１０の片側面のみに複数の凹部１２が形成され且つ複数の発電素子部Ａが設けられていてもよい。更には、支持基板１０が円筒形状を呈していても良い。また、上記実施形態においては、支持基板１０の一つの主面上に、電気的に直列に接続された複数の発電素子部Ａが配置された所謂「横縞型」と呼ばれる構成が採用されているが、支持基板１０の一つの主面上に一つの発電素子部Ａが配置される構成（所謂「縦縞型」）が採用されてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０…支持基板、１１…燃料ガス流路、２０…燃料極、３０…インターコネクタ、４０…固体電解質膜、５０…反応防止膜、６０…空気極、７０…空気極集電膜、８０…接合材、９０…追加部材、９１…ガス流路、１１０…金属板、１１１…ガス流路、１２０…パイプ、１２１…ガス流路、Ａ…発電素子部
【要約】
【課題】ガス流路が内部に形成された支持基板を有する燃料電池であって、支持基板のガ
ス排出側端部にクラックが発生し難いものを提供すること。
【解決手段】この燃料電池では、複数のガス流路１１が内部に形成された支持基板１０の
表面に、燃料極２０、固体電解質４０、及び空気極６０が順に積層された発電素子部Ａが
形成される。支持基板１０のガス排出側端部には、接合材８０を介して、追加部材９０が
設けられる。追加部材９０の内部にも複数のガス流路が形成されている。支持基板１０の
各ガス流路１１が、追加部材９０の対応するガス流路とそれぞれ接続されている。追加部
材９０が設けられたことにより、支持基板１０内のガス流路１１を流れる燃料ガスは、支
持基板１０のガス排出側端部から外部空間に直ちに排出されるのではなく、追加部材９０
内のガス流路を通過した後に追加部材９０のガス排出側端部から外部空間に排出される。
【選択図】図１５【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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