(57)【要約】【課題】簡単な構造で燃料ガスや支燃性ガスの導入口を形成でき、かつ、燃料ガスの導入口と支燃焼ガスの導入口とを分離できるＳＯＦＣを提供する。【解決手段】固体電解質４１を空気極４３と燃料極４５とで挟んだ発電セル４０、第１平板５１，５９、第２平板５３，５７、遮断平板５５を積層したインターコネクタ５０及び第１平板３４、第２平板３３、遮蔽平板３２、外部に電力を取り出すための端子板３１を積層した外部コネクタ３０を積層し焼成する。第１平板５１，５９及び第２平板５３，５７には、ガス流路となる貫通孔を設ける。第２平板３３，５３，５７の両端部の貫通孔は、燃料ガス供給口２０及び空気導入口２４として、そこから燃料ガス及び空気を導入し、第２平板側面３３，５３，５７の側面の貫通孔を燃料ガス排出口２２及び空気排出口２６として、燃料ガス及び空気を排出する。【選択図】図２
2008300150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電セルとインターコネクタとを交互に積層した固体酸化物形燃料電池スタックであって、
前記発電セルと前記インターコネクタとが積層されることにより積層方向に形成される複数の側面に、燃料ガス及び支燃性ガスの導入口及び排出口を備え、
前記燃料ガスの導入口は、前記支燃性ガスの導入口が配置された側面と対向する側面に配置され、
前記燃料ガスの排出口は、前記燃料ガスの導入口及び前記支燃性ガスの導入口とは異なる側面に配置され、
前記支燃性ガスの排出口は、前記支燃性ガスの導入口及び前記燃料ガスの導入口とは異なる側面に配置されていることを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、
前記発電セルとインターコネクタとは略直方体を形成するように積層され、
前記燃料ガスの導入口は、前記積層された前記発電セルと前記インターコネクタが形成する前記略直方体の一方の端面に配置され、前記支燃性ガスの導入口は前記直方体の他方の端面に配置されていることを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項２に記載の固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、
前記燃料ガスの排出口と前記支燃性ガスの排出口とは、前記発電セルと前記インターコネクタとの積層方向に形成される側面に、各々対向して配置されていることを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、
前記燃料ガスの排出口は、前記支燃性ガスの導入口が配置された端面の近傍に配置され、
前記支燃性ガスの排出口は、前記燃料ガスの導入口が配置された端面の近傍に配置されていることを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の固体酸化物形燃料電池スタックの、積層された前記発電セルと前記インターコネクタを一体焼成して形成されたことを特徴とするモノリス形固体酸化物形燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電セルとインターコネクタとを積層して成る固体酸化物形電料電池スタック及び固体酸化物形燃料電池スタックを一体焼成して成る固体酸化物形燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体酸化物形燃料電池（以下、Solid Oxide Fuel Cellの略称であるＳＯＦＣとも呼ぶ）は、円筒形、平板形、モノリス形などのセル形状を有している。このうち、モノリス形ＳＯＦＣは、セラミックグリーンシートの状態で、電解質と電極とインターコネクタとを積層して焼成する、いわゆる一体焼結型ＳＯＦＣである。モノリス形は、セル間の接続信頼性が高く、かつガスシール性が高くなるため、優れたスタック概念と考えられている。
【０００３】
モノリス形ＳＯＦＣは、発電セルとインターコネクタとの間にガスを供給するための導入口を焼成前の状態で形成する必要があるため、発電セルの積層方向に対して垂直方向の面よりガスの導入を行う構造（例えば、特許文献１参照）や、発電セルとインターコネクタに貫通孔を空け、その貫通孔の口からガスを導入する構造を有している（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６４−４１１７２号公報
【特許文献２】特開平１−１２８３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、発電セルの積層方向に対して垂直方向の面よりガスの導入を行う従来の構造は、支燃性ガスと燃料ガスの導入面が同じになったり、支燃性ガスの導入面と燃料ガスの排出面が同じになったりするため、それぞれのガスを分離してＳＯＦＣに接続することが難しいという問題があった。
【０００５】
また、貫通孔の口を燃料ガスや支燃性ガスの導入口とする方法は、ＳＯＦＣの構造が複雑であり一体焼成でこの構造を作製するのは難しいという問題があった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、簡単な構造で燃料ガスや支燃性ガスの導入口を形成でき、かつ、燃料ガスの導入口と支燃焼ガスの導入口とを分離できるＳＯＦＣ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】
【０００６】
かかる問題を解決するためになされた請求項１に記載の固体酸化物燃料電池（以下、Solid Oxide Fuel Cellの略であるＳＯＦＣとも呼ぶ。）スタック（１０：この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。）は、発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）とを交互に積層したＳＯＦＣスタック（１０）であって、発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）とが積層されることにより積層方向と垂直方向に形成される複数の側面に、燃料ガス及び支燃性ガスの導入口（２４）及び排出口（２６）を備えている。
【０００７】
そして、燃料ガスの導入口（２０）は、支燃性ガスの導入口（２４）が配置された側面と対向する側面に配置され、燃料ガスの排出口（２２）は、燃料ガスの導入口（２０）及び支燃性ガスの導入口（２４）とは異なる側面に配置され、支燃性ガスの排出口（２６）は、支燃性ガスの導入口（２４）及び燃料ガスの導入口（２０）とは異なる側面に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
このようなＳＯＦＣスタック（１０）では、燃料ガスと支燃焼ガスの導入口（２４）は対向する側面にそれぞれ配置されている。また、燃料ガスの導入口（２０）から供給される燃料ガスは他の側面から排出され、支燃焼ガスも導入口（２４）から供給され他の側面から排出される。
【０００９】
したがって、インターコネクタ（５０）と積層される発電セル（４０）には、燃料ガスと支燃焼ガスとが異なる向きに供給されることになるので、発電が行われる。
また、燃料ガスの導入口（２０）と支燃性ガスの導入口（２４）とが離れた位置に配置され、その面では各ガスの導入だけが行われるので、各ガスを供給するための配管との接続が容易になる。
【００１０】
ところで、ＳＯＦＣスタック（１０）の形状には種々のものが考えられるが、請求項２に記載のように、発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）とを略直方体を形成するように積層し、燃料ガスの導入口（２０）を、積層された発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）が形成する略直方体の一方の端面に配置し、支燃性ガスの導入口（２４）を直方体の他方の端面に配置するとよい。
【００１１】
このように、ＳＯＦＣスタック（１０）を略直方体とし、その端面の一方に燃料ガスの導入口（２０）を配置し、他の端面に支燃性ガスの導入口（２４）を配置すれば、直方体の最も小さい面に燃料ガス及び支燃焼ガスの導入口（２４）だけが配置されることになるので、ＳＯＦＣスタック（１０）と燃料ガス及び支燃性ガスを供給するためのガス配管の接続を容易に行うことが可能となる。
【００１２】
また、ＳＯＦＣスタック（１０）の形状を直方体とすれば、ＳＯＦＣスタック（１０）の耐熱衝撃性が向上する。
なお、「略直方体」とは、完全な直方体以外に、側面や端面に変形部や突起などがあるものを含む意味である。
【００１３】
さらに、請求項３に記載のように、燃料ガスの排出口（２２）と支燃性ガスの排出口（２５）とを、発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）との積層方向に形成される側面に、各々対向して配置するとよい。
【００１４】
このようにすると、直方体の最も小さい面に燃料ガスと支燃焼ガスの導入口（２４）だけが配置されることになるとともに、燃料ガスと支燃性ガスの排出口（２２，２６）は積層面の対向する側面に配置される。
【００１５】
つまり、すべての導入口（２０，２４）と排出口（２２，２６）とがＳＯＦＣスタック（１０）の異なる面に配置されることになるので、ＳＯＦＣスタック（１０）とガス配管の接続を容易に行うことが可能となる。
【００１６】
また、請求項４に記載のように、燃料ガスの排出口（２２）を支燃性ガスの導入口（２４）が配置された端面の近傍に配置し、支燃性ガスの排出口（２６）を燃料ガスの導入口（２０）が配置された端面の近傍に配置するとよい。
【００１７】
このようにすると、燃料ガスの導入口（２０）と排出口（２２）との距離及び支燃性ガスの導入口（２４）と排出口（２６）との距離が大きくなるので、燃料ガスと支燃性ガスとが発電セル（４０）に接触する距離が長くなる。したがって、発電効率が高くなる。
【００１８】
請求項５に記載のモノリス形固体酸化物形燃料電池（以下、モノリス形ＳＯＦＣとも呼ぶ。）（１）は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の固体酸化物形燃料電池スタック（１０）の積層された発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）を一体焼成して形成されたことを特徴とする。
【００１９】
このようなモノリス形ＳＯＦＣ（１）は、発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）とがシール材を介さず一体となる。つまり、発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）とは、焼成によって互いの組織が連続して一体となる。
【００２０】
例えば、発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）を同種のセラミックで形成した場合、発電セル（４０）とインターコネクタ（５０）のセラミックス組織は完全に同一となり、界面は消失することとなる。したがって、セル間の接続信頼性とガスシール性を高くすることができ、高強度のモノリス形ＳＯＦＣ（１）とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
［第１実施形態］
（モノリス形固体酸化物形燃料電池１の構成）
図１は、モノリス形固体酸化物形燃料電池１（以下、モノリス形ＳＯＦＣ１とも呼ぶ。）の概略の外観を示す外観図であり、図２は、発電セル４０、インターコネクタ５０及び外部コネクタ３０の積層状態を示す図である。
【００２２】
モノリス形ＳＯＦＣ１は、図１に示すように、略直方体のＳＯＦＣスタック１０の上面に設けられたカソード端子３５及びカソード端子３５が設けられた面と対向する面（図１中下面）に設けられたアノード端子３６を備えている。
【００２３】
また、モノリス形ＳＯＦＣ１の一方の端面（図１中手前の端面）には、燃料ガス導入口２０が設けられ、対向する端面には、空気導入口２４が設けられている。また、モノリス形ＳＯＦＣ１の側面のうちカソード端子３５及びアノード端子３６が設けられていない側面（図１中右面）には、燃料ガス排出口２２と空気排出口２６とが設けられている。
【００２４】
モノリス形ＳＯＦＣ１の両端面の面積は０．１〜１０ｃｍ2であることが望ましい。０．１ｃｍ2より小さいと燃料ガスや空気を供給するためのガス管との接続が困難になるからであり、１０ｃｍ2より大きいと耐熱衝撃性が低下するからである。
【００２５】
また、モノリス形ＳＯＦＣ１の長手方向の長さは１〜１０ｃｍであることが望ましい。１ｃｍより小さいと発電出力が小さくなるからであり、１０ｃｍより大きいと導入するガスの圧損が大きくなり、ガス導入が困難になるからである。
【００２６】
さらに、空気排出口２６は、燃料ガス導入口２０が配置された端面の近傍に配置されており、燃料ガスの排出口２２は、空気導入口２４が配置された端面の近傍に配置されている。
【００２７】
（ＳＯＦＣスタック１０の構成）
次に、図２及び図３に基づきＳＯＦＣスタック１０の構成について説明する。図３は、発電セル４０、インターコネクタ５０及び外部コネクタ３０をそれぞれ上面から見た図である。
【００２８】
ＳＯＦＣスタック１０は、図２に示すように、発電セル４０とインターコネクタ５０とが上下方向に積層され、その上下両端面を外部コネクタ３０で挟んだ構造となっている。
発電セル４０は、固体電解質４１を空気極４３と燃料極４５とで挟んだ構造となっており、空気極４３に酸素（Ｏ2）を含んだ空気が供給され、燃料極４５側に水素（Ｈ2）を含んだ燃料ガスが供給されると発電が行われる。
【００２９】
つまり、空気極４３では、１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｏ2-で表される反応が生起し、生成されたＯ2-イオンが固体電解質４１を透過して燃料極４５側に供給され、燃料極４５では、Ｈ2＋Ｏ2-→Ｈ2Ｏ＋２ｅ−で表される反応が生起する。このようにして電子（２ｅ-）が生成されることにより、発電が行われるのである。
【００３０】
固体電解質４１としては、ＹＳＺ、ＳｃＳＺ、ＧＤＣ、ＳＤＣ、ペロブスカイト酸化物など公知のものが使用できる。特にＹＳＺ、ＳｃＳＺ等のジルコニア固溶体は、材料強度や雰囲気安定性が高く望ましい。
【００３１】
空気極４３や燃料極４５には公知のものが使用できるが、特に、金属材料または金属材料とセラミックスとの複合体であることが望ましい。金属材料とすることで、焼成時の割れやそりを抑制できるからである。金属材料は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ及びこれらの合金などを用いることができる。
【００３２】
空気極４３にはＰｔ、Ａｇ−Ｐｄ等の貴金属を使用することが望ましい。貴金属は酸化雰囲気において安定だからである。特に焼成温度より融点の高い金属であることが望ましい。セラミックスとの同時焼成が容易になるからである。
【００３３】
また、空気極４３は、金属材料とセラミックスとの複合体とすることもできる。その場合、セラミックスとしては公知のもの、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、セリア、カルシア、マグネシア、スピネル等が使用できる。特に、固体電解質４１と同じものであると、同時焼成が容易に行うことが可能となり、また電極性能が向上するため望ましい。
【００３４】
インターコネクタ５０は、第１平板５１，５９、第２平板５３，５７、遮蔽平板５５を積層して形成される。各平板５１〜５９は、固体電解質４１の焼成温度で焼結可能なもの、例えば、アルミナ、シリカ、スピネル、ジルコニア、ガラスセラミックス、ペロブスカイト酸化物、金属及びサーメットなどを用いて形成できる。特に固体電解質４１と同種のセラミック材料であると焼結温度のほか熱膨張も完全に同じとなるため望ましい。
【００３５】
また、インターコネクタ５０にはガス流路が形成される。つまり、図３に示すように、第１平板５１，５９には、長手方向に四角の貫通孔を２列に設ける。また、第２平板５３，５７には、第１平板５１，５９と積層されたときに、第１平板５１，５９に設けられた各貫通孔同士が連結しあう位置に貫通孔を設ける。
【００３６】
このような貫通孔を設けた第１平板５１，５９及び第２平板５３，５７と遮蔽平板５５を積層することによって、第１平板５１に形成した複数個の貫通孔同士を、第１平板５１の貫通孔をまたぐように第２平板５３の貫通孔によって連結させることができる。そして、このようにして連結された貫通孔がガス流路となる。
【００３７】
外部コネクタ３０は、図３に示すように、インターコネクタ５０と同様に、第１平板３４、第２平板３３及び遮蔽平板３２を有しており、さらに、外部に電力を取り出すための端子板３１を有している。
【００３８】
第１平板３４、第２平板３３及び遮蔽平板３２は、各々インターコネクタ５０の第１平板５１、第２平板５３及び遮蔽平板５５と同じ材質、同じ形状に形成されており、積層されることでガス流路を形成する。
【００３９】
また、インターコネクタ５０及び外部コネクタ３０に絶縁性セラミック材料を用いた場合、インターコネクタ５０及び外部コネクタ３０に導電性を付与するために、各第１平板５１，５９，３４、第２平板５３，５７，３３及び遮蔽平板５５，３２には、複数のビア導体６０を形成する。
【００４０】
ビア導体６０としては、焼結して導電性を有するもの、例えば、ペロブスカイト系酸化物、各種金属及び金属とセラミックとのサーメットが使用できる。
このビア導体６０の両端部の一端が発電セル４０の空気極４３及び燃料極４５に接触し、他端部が外部コネクタ３０のカソード端子３５及びアノード端子３６に接触することにより、発電セル４０で発電された電力をカソード端子３５及びアノード端子３６から外部に出力することができる。
【００４１】
（モノリス形固体酸化物形燃料電池１の作製方法）
次に、モノリス形固体酸化物形燃料電池１の作製方法について説明する。
（１）グリーンシートの作製
先ず、上記各平板  のベースとなるグリーンシートの作製方法を説明する。本実施形態では、１０Ｓｃ１ＣｅＳＺグリーンシートを作製した。
【００４２】
Ｃｅ添加Ｓｃ安定化ジルコニア粉末（１０Ｓｃ１ＣｅＳＺ）とブチラール樹脂と可塑剤と有機溶剤を混合してスラリーを調製する。そして、調製したスラリーをドクターブレード法でキャスティングし、２００μｍ厚の１０Ｓｃ１ＣｅＳＺグリーンシートを作製した。
【００４３】
（２）電極及びビアペーストの作製
次に、Ａｇ−Ｐｄ（Ｐｄ：３０ｍｏｌ％）粉末と１０Ｓｃ１ＣｅＳＺ粉末とエチルセルロースと有機溶剤を混合し、空気極４３、燃料極４５及びビア導体６０を形成するためのＡｇ−Ｐｄペーストを作製した。
【００４４】
（３）未焼成発電セル４０の作製
図３に示すように、１０Ｓｃ１ＣｅＳＺグリーンシートの表裏にＡｇ−Ｐｄペーストを印刷して、未焼成発電セルを作製した。
【００４５】
（４）未焼成インターコネクタ５０の作製
図３に示すように、１０Ｓｃ１ＣｅＳＺグリーンシートに流路形成用貫通孔とＡｇ−Ｐｄペーストにてビアを形成した第１平板５１，５９，３４用シートを２枚、第２平板５３，５７，３３用シートを２枚、貫通孔がなくＡｇ−Ｐｄビアのみの遮蔽平板５５用シート１枚を用意した。
【００４６】
上記流路形成用の貫通孔に支燃性材料ペーストを充填し、その後、図２に示すように、第１平板５１，５９用シート、第２平板５３，５７用シート、遮蔽平板５５用シート、第２平板５３，５７用シート、第１平板５１，５９用シートの順で積層し、その積層体を所定の寸法に切断して、未焼成インターコネクタ５０を形成した。
【００４７】
（５）未焼成外部コネクタ３０の作製
図３に示すように、１０Ｓｃ１ＣｅＳＺグリーンシートに流路形成用貫通孔とＡｇ−Ｐｄペーストにてビアを形成した第１平板３４用シートを１枚、第２平板３３用シートを１枚、貫通孔がなくＡｇ−Ｐｄビアのみの遮蔽平板３２用シート２枚、貫通孔がなくＡｇ−Ｐｄビアと表面にＡｇ−Ｐｄペーストを印刷した端子板３１用シート１枚を用意した。
【００４８】
上記流路形成用の貫通孔に支燃性材料ペーストを充填し、その後、第１平板３４用シート、第２平板３３用シート、遮蔽平板３２用シート２枚、端子板３１用シートの順で積層し、その積層体を所定の寸法に切断して、未焼成外部コネクタ３０を形成した。
【００４９】
（６）積層及び焼成
図１のように、未焼成発電セル４０と未焼成インターコネクタ５０と未焼成外部コネクタ３０を積層圧着して一体とした。この積層体を２５０℃にて脱脂を行い、その後１１５０℃にて焼成して、直方体形状（１×５×０．２５ｃｍ）の２段のモノリス形ＳＯＦＣ１を作製した。
【００５０】
この焼成により貫通孔に充填された支燃性材料ペーストが消失し、モノリス形ＳＯＦＣ１が一体焼成されるとともに、モノリス形ＳＯＦＣ１の内部にガス流路が形成される。
モノリス形ＳＯＦＣ１は、端面（１ｃｍ×０．２５ｃｍ）に燃料ガス導入口２０及び空気導入口２４が配置されており、側面（５ｃｍ×０．２５ｃｍ）に燃料ガス排出口２２及び空気排出口２６が配置されており、上下面（１ｃｍ×５ｃｍ）に電気接続端子が配置されている。また、得られたサンプルは緻密化しており、また割れなども確認できなかった。
【００５１】
（モノリス形ＳＯＦＣ１の作動）
以上のようにして得られたモノリス形ＳＯＦＣ１の燃料ガス導入口２０及び空気導入口２４が配置されている面の前面を覆うように、図４に示すようにアルミナ製マニホールド８０をはめ込み、無機系シール材にてシールする。
【００５２】
このモノリス形ＳＯＦＣ１を８００℃に昇温し、空気導入口２４には、支燃性ガス（酸化剤ガス）である空気、燃料ガス導入口２０には燃料ガスである露点３０℃のＨ2ガスを導入する。また、外部コネクタ３０のＡｇ−Ｐｄ電極部から電気を取り出せるよう端子接続する。
【００５３】
第２平板５７の燃料ガス導入口２０から導入されたＨ2ガスは、図３に示すように、第２平板５７の貫通孔６２に導入される。貫通孔６２に導入されたＨ2ガスは、発電セル４０の燃料極４５に接触した後、第１平板５９の貫通孔６３に導入される。
【００５４】
このように、Ｈ2ガスは第１平板５９と第２平板５７の貫通孔で形成されたガス流路を通過しつつ、発電セル４０の燃料極４５に接触し、最終的に、第２平板５７の燃料ガス排出口２２から外部へ排出される。
【００５５】
一方、第２平板５３の空気導入口２４から導入された空気は、図３に示すように、第１平板５１の貫通孔６３に導入される。貫通孔６３に導入された空気は、発電セル４０の空気極４３に接触した後、第１平板５１の貫通孔６３に導入される。
【００５６】
このように、空気は第１平板５１と第２平板５３の貫通孔で形成されたガス流路を通過しつつ、発電セル４０の空気極４３に接触し、最終的に、第２平板５３の空気排出口２６から外部へ排出される。
【００５７】
以上のように、燃料ガス導入口２０から導入されたＨ2ガスと空気導入口２４から導入された空気とがそれぞれ発電セル４０の燃料極４５と空気極４３とに接触することによって、発電セル４０において、前述のように発電が行われる。本実施形態では、１．４Ｖにて１．１Ｗの発電ができた。
【００５８】
（モノリス形ＳＯＦＣ１の特徴）
以上のようなモノリス形ＳＯＦＣ１では、燃料ガス導入口２０から導入されるＨ2ガスは、モノリス形ＳＯＦＣ１の長手方向を縦断するようにガス流路を通過して燃料ガス排出口２２から排出され、空気導入口２４から導入される支燃性ガスである空気もモノリス形ＳＯＦＣ１の長手方向を縦断するようにガス流路を通過して空気排出口２６から排出される。
【００５９】
ここで、燃料ガス導入口２０と空気導入口２４は各々対向する端面に設けられ、燃料ガス排出口２２と空気排出口２６は各々対向する端面の近傍に設けられている。したがって、モノリス形ＳＯＦＣ１に導入されるＨ2ガスと空気とは、発電セル４０を隔てて、モノリス形ＳＯＦＣ１の長手方向のほぼ長さ一杯に対向して流れるので、発電セル４０における発電効率が高くなる。
【００６０】
また、燃料ガス排出口２２及び空気排出口２６は、発電セル４０の面の垂直面であって、燃料ガス導入口２０及び空気導入口２４が存在しない面に配置されているので、前述のように、貫通孔を備えた平板（第１平板３４，５１，５９、第２平板３３，５３，５７）と燃料ガスや空気を透過しない遮蔽平板３２，５５とを積層して焼成するという簡単な構造とすることができ、燃料電池の作製が容易になる。
【００６１】
また、発電セル４０とインターコネクタ５０を同種のセラミックで形成しているので、発電セル４０とインターコネクタ５０のセラミックス組織は完全に同一となり、界面は消失することとなる。したがって、セル間の接続信頼性とガスシール性を高くすることができ、高強度のモノリス形ＳＯＦＣ１とすることができる。
【００６２】
さらに、モノリス形ＳＯＦＣ１の形状を直方体としているので、モノリス形ＳＯＦＣ１の耐熱衝撃性を向上させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【００６３】
例えば、本実施形態では、発電セル４０とインターコネクタ５０とを積層し、焼成してモノリス形ＳＯＦＣ１としたが、発電セル４０とインターコネクタ５０とを積層した後に、焼成せずＳＯＦＣスタックとし、ＳＯＦＣスタックを更に積層してＳＯＦＣとしてもよい。
【００６４】
［第２実施形態］
次に図５に基づき第２実施形態について説明する。図５は、モノリス形固体酸化物形燃料電池２の概略の外観を示す外観図である。
【００６５】
第１実施形態におけるモノリス形ＳＯＦＣ１では、燃料ガス排出口２２と空気排出口２６を各々端面の近傍に設けたが、第２実施形態におけるモノリス形ＳＯＦＣ２では、それらの排出口を図５に示すように、側面の中央部分の対向する位置に配置するのである。
【００６６】
この場合、図６に示すように、インターコネクタ５０においては、第１平板５１，５９及び第２平板５３，５７には第１実施形態と同様に２列に貫通孔を設ける。そして、第２平板５３の中央左側縁部分に燃料ガス排出口２２を設け、第２平板５７の中央右側縁部分に空気排出口２６を設ける。
【００６７】
また、第２平板５３，５７の中央部分には、第１平板５１，５９と積層されたときに燃料ガス排出口２２又は空気排出口２６とガス流路を形成するように、左右方向中心部に貫通孔を設ける。
【００６８】
このようにすると、インターコネクタ５０においては、直方体の一方の端面に設けられた燃料ガス導入口２０から導入された燃料ガスは、第１平板５１及び第２平板５３に設けられた貫通孔を通って、一旦、他方の端まで導かれ、折り返された後、中央部に位置する燃料ガス排出口２２から排出される。
【００６９】
また、他方の端面に設けられた空気導入口２４から導入された空気は、第１平板５９と第２平板５７に設けられた貫通孔を通って一旦、他方の端まで導かれ、折り返された後、中央部に位置する空気排出口２６から排出される。
【００７０】
外部コネクタ３０においても、インターコネクタ５０と同様に、燃料ガス及び空気の導入と排出とが行われる。
このように、モノリス形ＳＯＦＣ２では、直方体の端面の一方に燃料ガス導入口２０が配置され、他の端面に空気導入口２４が配置される。つまり、直方体の最も小さい面に燃料ガス導入口２０及び空気導入口２４だけが配置されることになるので、モノリス形ＳＯＦＣ２と燃料ガス及び空気を供給するためのガス配管の接続を容易に行うことが可能となる。
【００７１】
また、燃料ガス排出口２２と空気排出口２６とがモノリス形ＳＯＦＣ２の側面の中央部に配置されているので、マニホールド８０の取付部分の長さに余裕を持たせることができる。したがって、マニホールド８０の接続が容易になる。
【００７２】
また、燃料ガス排出口２２と空気排出口２６は積層面の対向する側面に配置されている。つまり、すべての導入口２０，２４と排出口２２，２６とがモノリス形ＳＯＦＣ１の異なる面に配置されるので、モノリス形ＳＯＦＣ１とガス配管の接続を容易に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】モノリス形固体酸化物形燃料電池１の概略の外観を示す外観図である。
【図２】モノリス形固体酸化物形燃料電池１の発電セル４０、インターコネクタ５０及び外部コネクタ３０の積層状態を示す図である。
【図３】発電セル４０、インターコネクタ５０及び外部コネクタ３０をそれぞれ上面から見た図である。
【図４】燃料ガス導入口２０及び空気排出口２６にマニホールド８０を取り付けた様子を示す図である。
【図５】モノリス形固体酸化物形燃料電池２の概略の外観を示す外観図である。
【図６】モノリス形固体酸化物形燃料電池２の発電セル４０、インターコネクタ５０及び外部コネクタ３０の積層状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１，２…モノリス形固体酸化物形燃料電池（モノリス型ＳＯＦＣ）、１０…ＳＯＦＣスタック、２０…燃料ガス導入口、２２…燃料ガス排出口、２４…空気導入口、２６…空気排出口、３０…外部コネクタ、３１…端子板、３２，５５…遮蔽平板、３３，５３，５７…第２平板、３４，５１，５９…第１平板、３５…カソード端子、３６…アノード端子、４０…発電セル、４１…固体電解質、４３…空気極、４５…燃料極、５０…インターコネクタ、６０…ビア導体、６２…貫通孔、６３…貫通孔、８０…マニホールド。
【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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