(57)【要約】【課題】集電構造が簡易であり、固体酸化物型燃料電池を確実に保持することができる開放型の固体酸化物型燃料電池発電装置を提供すること。【解決手段】本発明の固体電解質燃料電池発電装置は、カソード電極層２とアノード電極層３とが固体電解質基板１の両面に形成された複数の固体酸化物型燃料電池Ｃを備え、固体酸化物型燃料電池Ｃは、通気性を有してカソード電極層２に接触して配置された第１の導電体４１と、通気性を有してアノード電極層３に接触して配置された第２の導電体４２とにより挟持されている。第１の導電体４１および第２の導電体４２は、絶縁体５を介して固定されている。そして、第１の導電体４１および第２の導電体４２が、集電部を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード電極層とアノード電極層とが固体電解質基板の両面に形成された固体酸化物型燃料電池を備えた固体酸化物型燃料電池発電装置において、
前記固体酸化物型燃料電池は、通気性を有して前記カソード電極層に接触して配置された第１の導電体と、通気性を有して前記アノード電極層に接触して配置された第２の導電体とにより挟持され、
前記第１の導電体および前記第２の導電体は、絶縁体を介して固定され、
前記第１の導電体および前記第２の導電体が、集電部を形成する固体酸化物型燃料電池発電装置。
【請求項２】
前記固体酸化物型燃料電池の前記カソード電極層または前記アノード電極層の少なくとも一方において、前記第１の導電体と該カソード電極層との間に、または、前記第２の導電体と該アノード電極層との間に、通気性を有する第３の導電体が配置される請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置。
【請求項３】
前記第１の導電体、前記第２の導電体および前記第３の導電体が、金属製メッシュまたは多孔質体により形成される請求項１または２に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置。
【請求項４】
前記固体酸化物型燃料電池の前記アノード電極層側に配置された前記金属製メッシュまたは前記多孔質体が、ニッケルまたはニッケル合金により形成される請求項３に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置。
【請求項５】
前記絶縁体は孔部を有する枠形状に形成されており、
前記孔部には、前記固体酸化物型燃料電池が嵌装される請求項１から４の何れか一項に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置。
【請求項６】
前記絶縁体には、複数の前記孔部が格子状に形成され、
前記第１の導電体と前記第２の導電体が前記絶縁体の全面を覆う請求項５に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置。
【請求項７】
前記絶縁体の厚さが、前記固体酸化物型燃料電池よりも薄く形成される請求項５または６に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置。
【請求項８】
前記絶縁体が、無機酸化物焼結体、柔軟性を有する無機酸化物シートまたは表面が無機酸化物で被覆された金属板により形成される請求項１から７の何れか一項に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置。
【請求項９】
前記第１の導電体と前記第２の導電体とが、前記絶縁体における複数の箇所で導電性の固定手段により固定され、
前記第１の導電体または前記第２の導電体と前記固定手段とは、電気的に絶縁される請求項１から８の何れか一項に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置。
【請求項１０】
前記固体酸化物型燃料電池が、前記第１の導電体と前記第２の導電体との間に挟持されており、該第１の導電体と該第２の導電体が、前記絶縁体を介して固定された燃料電池ユニットを複数備え、
複数の前記燃料電池ユニットが電気的に直列接続される請求項１から９の何れか一項に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置。
【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発電装置に関する。特に、カソード電極層およびアノード電極層が形成された固体電解質基板を有する固体酸化物型燃料電池を備え、密閉を必要としない構造を有する固体酸化物型燃料電池発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、種々の発電形式の燃料電池が開発されており、この中に、固体電解質を用いた形式の固体酸化物型燃料電池がある。この固体酸化物型燃料電池の一例を挙げると、イットリア（Ｙ2Ｏ3）が添加された安定化ジルコニアからなる焼成体を酸素イオン伝導型の固体電解質層として用いたものがある。この固体電解質層の一面にカソード電極層を、そして、その反対面にアノード電極層を形成し、このカソード電極層側に酸素又は酸素含有気体が供給され、さらに、アノード電極層には、メタン等の燃料ガスが供給されるようになっている。
【０００３】
この固体酸化物型燃料電池内では、カソード電極層に供給された酸素（Ｏ2）が、カソード電極層と固体電解質層との境界で酸素イオン（Ｏ2-）にイオン化され、この酸素イオンが、固体電解質層によってアノード電極層に伝導され、アノード電極層に供給された、例えば、メタン（ＣＨ4）ガスと反応し、そこで、水（Ｈ2Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ2）、水素（Ｈ2）、一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。この反応において、酸素イオンが、電子を放出するため、カソード電極層とアノード電極層との間に電位差が生じる。そこで、カソード電極層とアノード電極層とにリード線を取り付ければ、アノード電極層の電子が、リード線を介してカソード電極層側に流れ、固体酸化物型燃料電池として発電することになる。なお、この固体酸化物型燃料電池の駆動温度は、約１０００℃である。
【０００４】
しかし、この形式の固体酸化物型燃料電池による発電装置では、カソード電極層側に、酸素又は酸素含有ガス供給チャンバーを、そして、アノード電極層側に、燃料ガス供給チャンバーを夫々分離したセパレート型チャンバーを用意しなければならず、しかも、高温下で、酸化性雰囲気と還元性雰囲気とに晒されるため、固体酸化物型燃料電池としての耐久性を向上することが困難であった。
【０００５】
一方、固体電解質層の対向した面に、カソード電極層とアノード電極層とを設けた固体酸化物型燃料電池を形成し、この燃料電池を、燃料ガス、例えば、メタンガスと、酸素ガスとが混合された混合燃料ガス中に置いて、カソード電極層とアノード電極層との間に起電力を発生させる形式の固体酸化物型燃料電池が開発されている。この形式の固体酸化物型燃料電池では、カソード電極層とアノード電極層との間に起電力を発生する原理は、上述したセパレート型チャンバー形式の固体酸化物型燃料電池の場合と同様であるが、固体酸化物型燃料電池全体を実質的に同一雰囲気にすることができるため、混合燃料ガスが供給されるシングル型チャンバーとすることができ、固体酸化物型燃料電池の耐久性を向上できる。
【０００６】
しかし、このシングル型チャンバーの固体酸化物型燃料電池による発電装置においても、約１０００℃の高温下で駆動しなければならないので、混合燃料ガスの爆発の危険性がある。この危険性を回避するために、酸素濃度を発火限界よりも低い濃度にすると、メタン等の燃料の炭化が進み、電池性能が低下するという問題が生じた。そのため、混合燃料ガスの爆発を防止しつつ、燃料の炭化の進行を防止し得る酸素濃度の混合燃料ガスを使用できるシングル型チャンバーの固体酸化物型燃料電池の発電装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
ところで、上述のシングル型チャンバーの固体酸化物型燃料電池による発電装置では、従来の固体酸化物型燃料電池の発電装置のように、燃料と空気を厳粛に分離する必要がない代わりに、気密封止構造を採用せざるを得ない。そして、高温下で駆動できるように、複数の板状固体酸化物型燃料電池が耐熱性高電気伝導性を有するインターコネクト材を用いて積層接続され、起電力を上げていた。そのため、板状固体酸化物型燃料電池によるシングル型チャンバーの燃料電池発電装置は、大掛かりな構造となり、コストが嵩むという問題がある。また、このシングル型チャンバーの固体酸化物型燃料電池発電装置の稼動に際しては、高温になるまで徐々に昇温して、固体酸化物型燃料電池の割れを防止しているので、起電するまでの時間が長く、手間がかかるものである。
【０００８】
そこで、固体酸化物型燃料電池を密封構造の容器に収容する必要がない、開放型の固体酸化物型燃料電池発電装置が提案されている（例えば、特許文献２および３）。これらの固体酸化物型燃料電池発電装置では、燃料電池への燃料供給に、火炎を直接利用することも可能な形態が開示されている。そのため、この燃料電池発電装置では、起電時間が短縮でき、構造が簡単なので、燃料電池の小型軽量化、低コスト化に有利であるといえる。そして火炎を直接利用する点で、一般の燃焼装置や焼却装置等に組み込むことが可能となり、電力供給装置として利用することが期待されている。
【０００９】
特許文献２には、図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、複数の平板状の固体酸化物型燃料電池Ｃが所定の間隔をあけて並んでおり、隣接する固体酸化物型燃料電池Ｃ同士のアノード電極層３とカソード電極層２同士が、金属製メッシュ１００により電気接続されており、全体として複数の固体酸化物型燃料電池Ｃが直列接続されている固体酸化物型燃料電池発電装置１０が開示されている。この固体酸化物型燃料電池発電装置１０は、所定の電極面積を得るために、一体的で大きな電極を用いずに、小さな電極を複数組み合わせる手法が用いられている。このようにして、所定の電気出力特性が得ると共に、製造コストの低減、耐久性およびメンテナンス性の向上が図られている。
【００１０】
また、特許文献２の固体酸化物型燃料電池発電装置１０では、金属製メッシュ１００が、固体酸化物型燃料電池Ｃの集電部材であり、アノード電極層３およびカソード電極層２に、該金属製メッシュ１００が埋設または固着されており、各電極層２，２と電気的に接合した状態が形成されている。
【００１１】
また、特許文献３には、図１８に示すように、複数の平板状の固体酸化物型燃料電池Ｃが、格子状に配置されており、各固体酸化物型燃料電池Ｃが並列接続または直列接続されている固体酸化物型燃料電池発電装置１０が開示されている。この固体酸化物型燃料電池発電装置１０も、特許文献２と同様に、所定の大きさの電極面積が、複数の電極を複数組み合わせて形成されている。
【００１２】
特許文献３の固体酸化物型燃料電池発電装置１０では、固体酸化物型燃料電池Ｃの数を適宜設定できると共に、各固体酸化物型燃料電池の接続方法を、配線を用いて並列接続または直列接続にすることが可能であり、用途に応じた出力特性を設計することできる。
また、この固体酸化物型燃料電池発電装置１０では、各固体酸化物型燃料電池Ｃが、配線２００または補強用金属線により支持されている。
【特許文献１】特開２００３−９２１２４号公報
【特許文献２】特開２００５−３５３５７１号公報
【特許文献３】特開平２００５−６３６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上述した特許文献２に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置では、集電部としての金属製メッシュが、固体酸化物型燃料電池の電極層に、埋設または固着されている。固体酸化物型燃料電池の電極層は、通常セラミックスにより形成されている。これら電極層の製造は、まずペースト状の原料を固体電解質基板に印刷し、その後１０００℃以上の温度で焼成する。この際、ペースト状の電極層には、焼成後に体積の大きな収縮が生じる。一方、金属製メッシュは、このような焼成による体積変化を有さないため、電極層の製造と同時には、該金属製メッシュを電極層へ埋設または固着することができない。そのため、焼成後の電極層に、金属製メッシュを埋設または固着するために、再度の焼成が必要であり、固体酸化物型燃料電池発電装置の製造工程数を増やしている。
【００１４】
また、図１７（ａ）および（ｂ）に示す固体酸化物型燃料電池は、金属製メッシュが各電極層に埋設または固着されており、固体酸化物型燃料電池を個別に扱うことができないという構造上の制約を有している。
【００１５】
さらに、金属製メッシュを電極層に埋設する際にも、通常１０００℃以上の高温で焼成するので、該金属製メッシュを形成する金属の種類によっては、この焼成により、酸化または熱劣化等が生じる場合がある。
【００１６】
また、上述した特許文献３に記載の固体酸化物型燃料電池発電装置では、各固体酸化物型燃料電池の保持が十分ではないが場合があり、固体酸化物型燃料電池の保持性のさらなる向上が望まれている。
【００１７】
従って、本発明の目的は、集電構造が簡易であり、固体酸化物型燃料電池を確実に保持することができる開放型の固体酸化物型燃料電池発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以上の課題を解決するために、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置は、カソード電極層とアノード電極層とが固体電解質基板の両面に形成された固体酸化物型燃料電池を備えた固体酸化物型燃料電池発電装置において、前記固体酸化物型燃料電池は、通気性を有して前記カソード電極層に接触して配置された第１の導電体と、通気性を有して前記アノード電極層に接触して配置された第２の導電体とにより挟持され、前記第１の導電体および前記第２の導電体は、絶縁体を介して固定され、前記第１の導電体および前記第２の導電体が、集電部を形成することとした。
【００１９】
そして、前記固体酸化物型燃料電池の前記カソード電極層または前記アノード電極層の少なくとも一方において、前記第１の導電体と該カソード電極層との間に、または、前記第２の導電体と該アノード電極層との間に、通気性を有する第３の導電体が配置されることとした。
【００２０】
また、前記第１の導電体、前記第２の導電体および前記第３の導電体が、金属製メッシュまたは多孔質体により形成されることとし、さらには、前記固体酸化物型燃料電池の前記アノード電極層側に配置された前記金属製メッシュまたは前記多孔質体が、ニッケルまたはニッケル合金により形成されることとした。
【００２１】
また、前記絶縁体は孔部を有する枠形状に形成されており、前記孔部には、前記固体酸化物型燃料電池が嵌装されることとし、さらには、前記絶縁体には、複数の前記孔部が格子状に形成され、前記第１の導電体と前記第２の導電体が前記絶縁体の全面を覆うこととし、特に、前記絶縁体の厚さが、前記固体酸化物型燃料電池よりも薄く形成されることとした。
【００２２】
また、前記絶縁体が、無機酸化物焼結体、柔軟性を有する無機酸化物シートまたは表面が無機酸化物で被覆された金属板により形成されることとした。
【００２３】
また、前記第１の導電体と前記第２の導電体とが、前記絶縁体における複数の箇所で導電性の固定手段により固定され、前記第１の導電体または前記第２の導電体と前記固定手段とは、電気的に絶縁されることとした。
【００２４】
また、前記固体酸化物型燃料電池が、前記第１の導電体と前記第２の導電体との間に挟持されており、該第１の導電体と該第２の導電体が、前記絶縁体を介して固定された燃料電池ユニットを複数備え、複数の前記燃料電池ユニットが電気的に直列接続されることとした。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の開放型の固体酸化物型燃料電池発電装置によれば、集電構造が簡易であり、燃料電池を確実に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置をその好ましい第１実施形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
本実施形態の固体酸化物型燃料電池発電装置１０（以下、単に本装置とも称す）は、図１〜６に示すように、カソード電極層２とアノード電極層３とが固体電解質基板１の両面に形成された複数の固体酸化物型燃料電池Ｃを備えている。
また本装置１０では、固体酸化物型燃料電池Ｃは、通気性を有してカソード電極層２に接触して配置された第１の導電体４１と、通気性を有してアノード電極層３に接触して配置された第２の導電体４２とにより挟持されている。第１の導電体４１および第２の導電体４２は、絶縁体５を介して固定されている。そして、第１の導電体４１および第２の導電体４２が、集電部を形成している。
【００２８】
本装置１０は、いわゆる開放型の固体酸化物型燃料電池発電装置であり、アノード電極層３を直接火炎に晒して燃料を供給して発電しても良いし、または固体酸化物型燃料電池Ｃを容器内に収納し、該容器内に燃料と酸素との混合燃料ガスを供給して発電しても良い。また装置１０は、図示していないが、燃料ガスと酸化剤ガスとが予め混合された混合燃料ガスの供給装置および燃焼装置等を有している。
【００２９】
本装置１０について、以下にさらに説明する。
固体酸化物型燃料電池Ｃは、図２および図３に示すように、平板状の固体電解質基板１を有し、該基板の一方の面には、平板状にカソード電極層２が形成されており、他方の面には、平板状にアノード電極層３が形成されている。固体酸化物型燃料電池Ｃは、全体として、平板状である。
【００３０】
固体酸化物型燃料電池Ｃの平面視形状は、用途に応じて任意の形状とすることができるが、所定の面積に複数の固体酸化物型燃料電池Ｃを配置する観点および加工性の観点からは、３角形、４角形等の多角形状が好ましい。本装置１０では、固体電解質基板１、カソード電極層２およびアノード電極層３共に４角形状を有している。また、カソード電極層２およびアノード電極層３は、同じ寸法で形成されており、固体電解質基板１よりも若干小さく形成されている。
【００３１】
固体酸化物型燃料電池Ｃは、図２に示すように、平板状の通気性を有する第１の導電体４１と第２の導電体４２との間に挟持されて固定されている。平板状のカソード電極層２の面全体が、隣接する第１の導電体４１と物理的および電気的に接している。同様に、平板状のアノード電極層３の面全体も、隣接する第２の導電体４２と物理的および電気的に接している。
このように、第１の導電体４１および第２の導電体４２は、本装置１０の集電部となっている。
【００３２】
本装置１０では、第１の導電体４１および第２の導電体４２は同じものである。そこで、以下第１の導電体４１について、主に説明するが、その説明は第２の導電体４２にも適用される。
【００３３】
詳しくは後述するが、各固体酸化物型燃料電池Ｃは、絶縁体５の各孔部５１に嵌装されており、第１の導電体４１の寸法は、挟持している固体酸化物型燃料電池Ｃが嵌装されている孔部５１よりも大きいことが好ましい。
本装置１０では、第１の導電体４１が、孔部５１の寸法よりも大きく形成されており、具体的には、その平面視形状が絶縁体５と同じ４角形状であり、略同じ寸法を有している。
【００３４】
第１の導電体４１の形成材料としては、固体酸化物型燃料電池Ｃを挟持した状態を維持できる剛性または弾性を有していることが好ましい。また、該材料は、固体酸化物型燃料電池Ｃが発電時に使用される温度および雰囲気における耐熱性および耐久性を有していることが好ましい。さらに、該材料は、混合燃料ガスを各電極層２，３へ供給できるように、通気性を有していることが好ましい。従って、第１の導電体４１は、少なくともその面方向と垂直な方向に通気性を有している。
【００３５】
このような観点から、第１の導電体４１は、金属製メッシュ、金属発泡体、導電性の多孔質体、波形状を有する金属製板、波形状を有する金属製板であって多数の孔部を有するもの、またはカーボングラファイト製メッシュにより形成されていることが好ましい。
図４に示すように、本装置１０では、第１の導電体４１が、コストおよび加工性の観点から、金属製メッシュにより形成されている。
【００３６】
金属製メッシュにおけるメッシュの寸法は、挟持される固体酸化物型燃料電池Ｃを固定することができる大きさであって、アノード電極層３側を覆うメッシュとしては、火炎中に含まれる炭化水素、水素、ラジカルまたは混合燃料ガスを容易に通す大きさであることが好ましい。同様に、カソード電極層２側を覆うメッシュとしては、空気中の酸素分子を容易に通す大きさであることが好ましい。
【００３７】
具体的には、金属製メッシュにおけるメッシュの寸法は、メッシュを構成する金属線の線径が３０〜１００μｍ、６０〜５００メッシュであることが好ましい。特に線径が５０〜１５０μｍ、７０〜１３０メッシュであることが、固体酸化物型燃料電池Ｃの保持性、集電効率および加工性の観点から好ましい。
【００３８】
また、金属製メッシュの形成材料としては、ニッケル、ニッケル合金、ステンレススティールまたは耐熱耐腐食性合金が好ましい。ステンレススティールとしては、ＳＵＳ３１０またはＳＵＳ４３０等が好ましい。
【００３９】
特に、燃料として、Ｃ−Ｈ結合を有する炭化水素の燃料を用いる場合には、固体酸化物型燃料電池Ｃのアノード電極層３側に配置された金属製メッシュが、ニッケルまたはニッケル合金により形成されていることが、燃料分子のＣ−Ｈ結合を切断する触媒として働く上で好ましい。特に、金属製メッシュがニッケル合金により形成される場合には、該合金は、ニッケルと銅との合金であることが、ニッケルによる煤生成を促進しない観点から好ましい。
【００４０】
金属製メッシュがニッケル合金により形成されている場合には、該合金中のニッケルの割合が、６０質量％以上１００質量％未満、特に８０質量％以上１００質量％未満であることが、上述した触媒作用を十分に示す上で好ましい。また、該合金中のニッケルは、その表面に存在していることが好ましい。この説明は、上述した導電性の多孔質体または金属製板についても適用される。
【００４１】
上述した第１の導電体４１および第２の導電体４２は、図１および図２に示すように、平板状の絶縁体５により離間された状態で、該絶縁体５に固定されている。絶縁体５は、図５に示すように、複数の孔部５１を有する枠形状に形成されている。
【００４２】
絶縁体５についてさらに説明すると、絶縁体５には、図１に示すように、複数の孔部５１が格子状に形成されており、各孔部５１には、固体酸化物型燃料電池Ｃが、そのカソード電極層２側を、絶縁体５の一方の面側に向けて嵌装されており、そのアノード電極層３側は、絶縁体５の他方の面側に向けて嵌装されている。
【００４３】
孔部５１は、そこに嵌装される固体酸化物型燃料電池Ｃと同形状を有していることが好ましく、本装置１０では、固体酸化物型燃料電池Ｃと同様に４角形状に形成されている。
また、固体酸化物型燃料電池Ｃが孔部５１に嵌装された状態で、該固体酸化物型燃料電池Ｃと孔部５１との間には、隙間が形成されていることが、加工性の観点から好ましい。ただし、固体酸化物型燃料電池Ｃの面積を大きくする観点からは、この隙間の大きさは、できるだけ小さいことが好ましい。
【００４４】
絶縁体５の全面は、図１および図２に示すように、第１の導電体４１と第２の導電体４２とにより覆われている。絶縁体５の厚さは、固体酸化物型燃料電池Ｃの厚さと同等かまたは該燃料電池よりも薄く形成されていることが、孔部５１に嵌装された固体酸化物型燃料電池Ｃを確実に保持する観点から好ましい。本装置１０では、絶縁体５の厚さが、固体酸化物型燃料電池Ｃの厚さと同等に形成されている。
【００４５】
このように、本装置１０では、各固体酸化物型燃料電池Ｃが、第１の導電体４１と第２の導電体４２とによって挟持されることにより、面方向と垂直な方向の動きが規制されており、且つ孔部５１に嵌装されることにより、面方向の動きも規制されている。また、各固体酸化物型燃料電池Ｃは、その両電極層２，３が、両導電体４１，４２と接していることにより、電気的に並列接続されている。
【００４６】
また、第１の導電体４１および第２の導電体４２は、図１では、絶縁体５と同じ寸法を有しているが、絶縁体５から延出する延出部を形成して、該延出部を電力の取り出し部としても良い。
【００４７】
絶縁体５の形成材料としては、固体酸化物型燃料電池Ｃが嵌装された状態を保持できる強度を有していることが好ましい。また、該材料は、固体酸化物型燃料電池Ｃが発電時に使用される温度および雰囲気において、電気的な絶縁性、耐熱性および耐久性を有していることが好ましい。このような観点から、絶縁体５は、無機酸化物焼結体、柔軟性を有する無機酸化物シートまたは表面が無機酸化物で被覆された金属板により形成されていることが好ましい。
【００４８】
さらに説明すると、無機酸化物焼結体としては、例えば、セラミックスが好ましく、具体的には、アルミナ系セラミックス、ムライト系セラミックス、コージライト系セラミックス、ホルスライト系セラミックスが好ましい。
柔軟性を有する無機酸化物シートとしては、例えば、石英、ガラス、アルミナベース系セラミックスの繊維により形成された布または不織布であることが好ましい。絶縁体５を柔軟性を有する無機酸化物シートにより形成することは、耐衝撃性を向上する観点から好ましい。
【００４９】
また、表面が無機酸化物で被覆された金属板としては、例えば、格子状に複数の孔部が形成された金属板の表面に、上述したセラミックスを溶射して被覆したものが挙げられる。また、金属板の表面が、上述した無機酸化物シートにより被覆されたものであっても良い。
【００５０】
このように、絶縁体５として、表面が無機酸化物で被覆された金属板を用いると、芯材として金属板を有しているので、使用中に被覆している無機酸化物にひび等が生じても、絶縁体５の形状が維持されるため、固体酸化物型燃料電池Ｃを保持し続けることができる。また、装置１０のスタートアップ時には、セラミックスにより形成されている固体酸化物型燃料電池Ｃよりも、金属板の方が熱伝導性に優れているので、まず絶縁体５が昇温した後に、昇温した該絶縁体５から各孔部５１に嵌装されている固体酸化物型燃料電池Ｃへ熱を伝えることができるため、装置１０のスタートアップ時間の短縮が図れる。
【００５１】
本装置１０では、図１および図２に示すように、燃料電池ユニットＣ１は、固体酸化物型燃料電池Ｃが、第１の導電体４１と第２の導電体４２との間に挟持されており、該第１の導電体４１と該第２の導電体４２が、絶縁体５を介して固定されて形成されている。
【００５２】
この燃料電池ユニットＣ１において、第１の導電体４１と第２の導電体４２とが、図６に示すように、絶縁体５における複数の箇所で導電性の固定手段７により固定されている。本装置１０では、固定手段７は、ボルト７１とナット７２とから構成されている。ボルト７１は、燃料電池ユニットＣ１の厚さ方向に貫通するボルト孔７３に固定されている。ボルト孔７３は、絶縁体５のボルト孔５２、第１の導電体４１のボルト孔４１ａおよび第２の導電体４２のボルト孔４２ａが重なって形成されている。
【００５３】
燃料電池ユニットＣ１において、第１の導電体４１および第２の導電体４２は、４角形状の各固体酸化物型燃料電池Ｃにおける２本の対角線の延長上で、該対角線を挟むように一対の固定手段７により絶縁体５と複数の箇所で固定されている。
【００５４】
具体的には、燃料電池ユニットＣ１の内方では、各固定手段７が、図１に示すように、４角形状の孔部５１の頂点で囲まれた絶縁体５の部分で、第１の導電体４１および第２の導電体４２を固定している。また燃料電池ユニットＣ１の周縁部では、各固定手段７が、孔部５１の頂点近傍の絶縁体５の部分で、第１の導電体４１および第２の導電体４２を固定している。
【００５５】
固定手段７は、図６に示すように、ボルト７１がボルト孔７３に挿通された状態で、一対のナット７２をボルト７１の両端部に螺合させて、第１の導電体４１および第２の導電体４２をナット７２により、絶縁体５に押圧固定している。
また、第１の導電体４１および第２の導電体４２と、ナット７２との間それぞれには、座金７４a，７４ｂが介在配置されており、第１の導電体４１および第２の導電体４２の絶縁体５への固定が緩まないようになっている。
【００５６】
また、本装置１０では、ボルト孔７３を構成する第１の導電体４１のボルト孔４１aおよび第２の導電体４２のボルト孔４２ａの寸法が、図６に示すように、絶縁体５のボルト孔５２の径よりも大きく形成されており、第１の導電体４１および第２の導電体４２が、ボルト孔７３に挿通されたボルト７１と電気的に接しないようになっている。
【００５７】
また、本装置１０では、アノード電極層３と隣接している第２の導電体４２と、ナット７２との間に介在配置されている座金７４ｂは、絶縁体により形成されており、固定手段７と、第２の導電体４２とは、電気的に絶縁されている。即ち、ボルト７１とアノード電極層３とが絶縁されているので、アノード電極層３とカソード電極層２との絶縁状態が確保されている。一方、固定手段７とカソード電極層２とは電気的に接しているので、固定手段７を、カソード電極層２の電力の取り出し部として用いることができる。
【００５８】
さらに、図７に、図６の変形例を示す。この変形例では、絶縁性の座金７４ｂは、絶縁体５側に垂直に延びる円筒状の垂直部を有しており、該垂直部が、アノード電極層３と隣接している第２の導電体４２のボルト孔４２ａに嵌合しており、この垂直部の中をボルト７１が挿通されている。このようにして、固定手段７とアノード電極層３との電気的な絶縁を確実にしている。
【００５９】
本発明では、絶縁体５の寸法、および該絶縁体５に形成される孔部５１の数および寸法には、特に制限はなく、用途に応じて適宜設計されることが好ましい。特に、固体酸化物型燃料電池Ｃの加工性およびメンテナンス性の観点からは、所定の大きさの固体酸化物型燃料電池を製造する場合には、該大きさを有する１枚の固体酸化物型燃料電池を製造するよりも、複数の小さな固体酸化物型燃料電池を組み合わせて該大きな固体酸化物型燃料電池を得ることが好ましい。つまり、大きな孔部を1つだけ設けるよりも、１／３または１／４の寸法を有する孔部を３つまたは４つ設けることの方が好ましい。これは、固体酸化物型燃料電池が、セラミックスを主体として形成されるため、製造時にひびまたは割れ等の欠陥が生じる場合があり、この欠陥の発生は、固体酸化物型燃料電池の寸法が大きい程増加する傾向にあるためである。また、このような構成にすることにより、発電装置の使用時に、ある固体酸化物型燃料電池にひびまたは割れ等が生じた場合には、その固体酸化物型燃料電池のみを新しいものと交換することができる。
【００６０】
同様の観点から、１つの孔部５１に複数の固体酸化物型燃料電池Ｃを嵌装しても良い。このようにしても、所定の大きさの固体酸化物型燃料電池を、複数の小さな固体酸化物型燃料電池の組み合わせにより形成することができる。
【００６１】
次に、固体酸化物型燃料電池Ｃの形成材料について、以下に説明する。
固体電解質基板１には、例えば、公知のものを採用でき、次に示す材料を使用できる。
ａ）ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）、これらにＣｅ、Ａｌ等をドープしたジルコニア系セラミックス。
ｂ）ＳＤＣ（サマリアドープドセリア）、ＳＧＣ（ガドリアドープドセリア）等のセリア系セラミックス。
ｃ）ＬＳＧＭ（ランタンガレート）、酸化ビスマス系セラミックス。
このように本明細書では、固体酸化物は、固体電解質を含む概念である。
【００６２】
また、アノード電極層３は、多孔質体により形成されており、その形成材料としては、例えば、公知のものを採用でき、次に示す材料を使用できる。
ｄ）ニッケルと、イットリア安定化ジルコニア系、スカンジア安定化ジルコニア系、又は、セリア系（ＳＤＣ、ＧＤＣ、ＹＤＣ等）セラミックとのサーメット。
ｅ）導電性酸化物を主成分（５０質量％以上９９質量％以下）とする焼結体（導電性酸化物とは、例えば、リチウムが固溶された酸化ニッケル等である）。
ｆ）また上記ｄ）、ｅ）に挙げたものに、白金族元素やレニウムから成る金属、又は、その酸化物が１〜１０質量％程度配合されたもの。
上述した中でも、特にｄ）、ｅ）が好ましい。
【００６３】
上記ｅ）の導電性酸化物を主成分とする焼結体は、優れた耐酸化性を有するのでアノード電極層の酸化に起因して発生する、アノード電極層の電極抵抗の上昇による発電効率の低下、或いは、発電不能、アノード電極層の固体酸化物層からの剥離といった現象を防止できる。また、導電性酸化物としては、リチウムが固溶された酸化ニッケルが好適である。さらに、上記ｄ）、ｅ）に挙げたものに、白金族元素やレニウムから成る金属、またはその酸化物を配合することにより、高い発電性能を得ることができる。
【００６４】
カソード電極層２は、多孔質体により形成されており、その形成材料としては、公知のものを採用でき、例えば、ストロンチウム（Ｓｒ）が添加されたランタンやサマリウム等の周期律表第３族元素のマンガン（例えば、ランタンストロンチウムマンガナイト）、ガリウム又はコバルト酸化化合物（例えば、ランタンストロンチウムコバルタイトやサマリウムストロンチウムコバルタイト）等が挙げられる。
【００６５】
アノード電極層３とカソード電極層２とは、共に多孔質体で形成されるが、本装置１０における固体電解質基板１も多孔質に形成されてもよい。従来では、固体酸化物層は、緻密質に形成されていたが、耐熱衝撃性が低く、急激な温度変化によって、ひび割れが生じやすかった。また、一般に、固体酸化物層は、アノード電極層及びカソード電極層よりも厚く形成されているので、固体酸化物層のひび割れが引き金となり、固体酸化物燃料電池の全体にひび割れが発生し、バラバラになってしまっていた。
【００６６】
本装置１０においても、個々の固体電解質基板が多孔質に形成されることで、発電時に、火炎中、或いは、火炎の近傍に配置されて、急激に温度変化を与えても、さらに、温度差の激しいヒートサイクルに対しても、ひび割れ等がさらに抑制され、耐熱衝撃性がより向上される。また、多孔質であっても、その気孔率が１０％未満のときは、耐熱衝撃性に著しい向上が認められなかったが、１０％以上であると良好な耐熱衝撃性が見られ、２０％以上であるとより好適である。
【００６７】
なお、先に提案された固体酸化物型燃料電池に対しては、メッシュ状金属やワイヤ状金属を、アノード電極層やカソード電極層に埋設、あるいは、固着することが行われていた。これは、熱履歴等によってひび割れした固体電解質基板がバラバラになって崩れないように、補強する対策であった。この対策によれば、固体電解質基板がバラバラにひび割れした後においても、そのひび割れした部分は発電性能を維持しているので、メッシュ状金属やワイヤ状金属は、それらのひび割れした部分を電気的に接続し、１枚の固体酸化物型燃料電池として電力を取り出すことができた。
【００６８】
ところで、本発明においては、メッシュ状金属やワイヤ状金属を、アノード電極層やカソード電極層に埋設、あるいは、固着させないで、固体酸化物型燃料電池Ｃを、アノード電極層３とカソード電極層２のそれぞれに接触して配置される第１の導電体４１と第２の導電体４２とで挟持する構成を採用しているので、例え、固体電解質基板１がバラバラにひび割れした場合であっても、それらのひび割れした部分は発電性能を維持したままで、第１の導電体４１と第２の導電体４２との間で保持される。そのため、第１の導電体４１と第２の導電体４２とが、それらのひび割れした部分を電気的に接続することとなり、１枚の固体酸化物型燃料電池として電力を取り出すことができる。
【００６９】
従って、本発明に採用される固体酸化物型燃料電池Ｃの製造にあたっては、先に提案された固体酸化物型燃料電池の製造工程より簡略化でき、製造コストの低減を図ることができる。
【００７０】
次に、上述した本装置１０の燃料電池ユニット１の組み立て方の一例ついて説明する。まず、第２の導電体４２を平らな台の上に置き、次にこの第２の導電体４２の上に絶縁体５を重ねて置き、次に絶縁体５の各孔部５１に固体酸化物型燃料電池Ｃを、そのアノード電極層３を下側に向けて嵌装し、次に固体酸化物型燃料電池Ｃが嵌装された絶縁体５の上に、第１の導電体４１を置いて、然る後に、第１の導電体４１および第２の導電体４２と絶縁体５とを、座金７４a，７４ｂと共に固定手段７を用いて固定する。
【００７１】
本装置１０の燃料電池ユニットＣ１は、特にアノード電極層３を直接火炎に晒して燃料を供給して発電することが好ましい。例えば、燃料電池ユニットＣ１を水平に置き、下側から、アノード電極層３へ火炎を当てて発電することができる。本装置１０における各アノード電極層３は、平板状に形成されているので、ムラなく火炎を当てることができ、各アノード電極層３の全部が同じ条件で火炎に晒され、火炎中に存在する炭化水素、水素、ラジカル（ＯＨ、ＣＨ、Ｃ２、Ｏ２Ｈ、ＣＨ３）などを燃料として利用しやすくしている。
【００７２】
また、平板状であると、カソード電極層２を火炎から遮断することができるので、アノード電極層３を火炎側に向けた状態で、カソード電極層２が大気に露出されることになる。これにより、複数の固体酸化物型燃料電池Ｃにより形成される燃料電池ユニットＣ１は、開放型形態のままで、カソード電極層２側では、大気中の酸素を利用しやすくなり、酸素リッチ状態を維持できる。なお、カソード電極層２がさらに効率良く酸素を利用できるように、カソード電極層２に向かって酸素を含有する気体（空気、酸素リッチガス等）を供給しても良い。
【００７３】
また、固体酸化物型燃料電池Ｃは、火炎の中、或いは、近傍に配置されるが、火炎の根元付近である還元炎中に配置されるとより好適である。還元炎中に配置されることで、還元炎中に存在する炭化水素、水素、ラジカル等を燃料として効率良く利用でき、さらに、酸化により劣化しやすいアノード電極層であっても良好に使用でき、耐久性を維持することができる。
【００７４】
上述した本装置１０によれば、燃料電池ユニットＣ１の集電構造が簡易であり、特別な配線を用いることなく各固体酸化物型燃料電池Ｃの並列接続が行える。また、集電部としての第１の導電体４１および第２の導電体４２により、固体酸化物型燃料電池Ｃを確実に保持することができるので、簡易な構成を有しており製造コストの低減が図れる。
【００７５】
また、本装置１０は、用途に応じて、固体酸化物型燃料電池Ｃの数を適宜設計することが可能である。また、所定の大きさの固体酸化物型燃料電池を得るために、複数の小さな固体酸化物型燃料電池を組み合わせて形成することにより、本装置１０の加工性およびメンテナンス性の向上が図れる。
【００７６】
さらに、本装置１０は、開放型の構成を有しており、密閉構造を必要としないため、簡易な構造とすることができる。
【００７７】
次に本発明の他の実施形態の固体酸化物型燃料電池発電装置を、図８〜図１６を参照しながら以下に説明する。他の実施形態について、特に説明しない点については、上述の第１実施形態と共通する部分については、上述した実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、図８〜図１６において、図１〜図７と同じ部材に同じ符号を付した。
【００７８】
（第２実施形態）
本発明の好ましい第２実施形態の固体酸化物型燃料電池発電装置１０が図８に示される。本装置１０では、絶縁体５の厚さが、固体酸化物型燃料電池Ｃよりも薄く形成されている。固体酸化物型燃料電池Ｃの両電極層２，３それぞれは、絶縁体５の両面から、厚さ方向の外方へ向かって突出している。そして、固体酸化物型燃料電池Ｃは、その両電極層２，３のそれぞれの面全体が、第１の導電体４１および第２の導電体４２により挟持されている。この両導電体４１，４２は、上述したように、各固体酸化物型燃料電池Ｃにおける２本の対角線の延長上で、該対角線を挟むように一対の固定手段７により絶縁体５と固定されているので、固体酸化物型燃料電池Ｃが、両導電体４１，４２により、面方向に押圧される力が高められている。
【００７９】
第１の導電体４１および第２の導電体４２は、所定の弾性を有していることが、固体酸化物型燃料電池Ｃを面方向に適度に押圧して固定する観点から好ましい。
その他の構成については、上述した第１実施形態と同様である。
【００８０】
上述した本装置１０によれば、固体酸化物型燃料電池Ｃの保持性が高められており、且つ両電極２，３と第１の導電体４１および第２の導電体４２との間における電気的な接触状態が高められているので、集電効率が向上する。
【００８１】
（第３実施形態）
本発明の好ましい第３実施形態の固体酸化物型燃料電池発電装置１０が図９に示される。本装置１０では、固体酸化物型燃料電池Ｃのカソード電極層２およびアノード電極層３において、第１の導電体４１と該カソード電極層２との間に、および、第２の導電体４２と該アノード電極層３との間に、通気性を有する第３の導電体６が配置されている。
【００８２】
第３の導電体６は平板状であり、その寸法は、孔部５１よりも小さいことが好ましい。本装置１０では、第３の導電体６は、平面視が４角形状であり、その寸法は、固体酸化物型燃料電池Ｃの両電極層２，３と同等である。
【００８３】
本装置１０では、固体酸化物型燃料電池Ｃの厚さは、絶縁体５と同等であるが、両電極層２，３それぞれの外側に配置されている第３の導電体６は、絶縁体５から厚さ方向の外方に突出している。これにより、上述した理由から、固体酸化物型燃料電池Ｃおよび一対の第３の導電体６，６が、第１の導電体４１および第２の導電体４２により確実に保持されると共に、該第３の導電体６は、隣接する電極層２，３および両導電体４１，４２との電気的な接触状態が高められる。
【００８４】
第３の導電体６の形成材料としては、上述した第１の導電体４１と同様のものを好ましく用いることができる。また、スチールウールのような金属製ウールを用いて良い。本装置１０では、第３の導電体６は、平板状の金属製メッシュにより形成されている。
【００８５】
燃料に炭化水素を用いる場合には、上述したように、固体酸化物型燃料電池Ｃのアノード電極層３側に配置された金属製メッシュは、ニッケルまたはニッケル合金により形成されていることが、燃料分子のＣ−Ｈ結合を切断する触媒として働く上で好ましい。
その他の構成については、上述した第１実施形態と同様である。
【００８６】
上述した本装置１０によれば、固体酸化物型燃料電池Ｃの両電極層２，３と第１の導電体４１および第２の導電体４２との電気的な接触状態が高められている。
【００８７】
（第４実施形態）
本発明の好ましい第４実施形態の固体酸化物型燃料電池発電装置１０が図１０に示される。本装置１０では、第１の導電体４１および第２の導電体４２のそれぞれが、凹凸形状を有している。具体的には、該凹凸形状は、例えば、周期的な波形状とすることもできる。
その他の構成については、上述した第３実施形態と同様である。
【００８８】
本装置１０では、第１の導電体４１および第２の導電体４２のそれぞれが、凹凸形状を有しているので、面方向および該面と垂直な方向における弾性および柔軟性が高められており、固体酸化物型燃料電池Ｃを挟持する一対の第３の導電体６を面方向に適度に押圧する力が高められ、その凸形状において、第３の導電体６の面に接触する。一方、第３の導電体６は、平板状であり、電極層２，３と高い接触面積を有しており、電極層２，３との電気的な接触状態が良好である。
【００８９】
第１の導電体４１および第２の導電体４２は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、波形状の凸部が畝状に周期的に形成されており、該凸部同士の間には、溝状の凹部が該凸部と平行に形成されている。燃料電池ユニットＣ１として組み立てられた状態で、上記凸部と上記凹部それぞれの頂点間を、導電体４１、４２の面方向と垂直に測定した長さは、０．３〜０．５ｍｍであることが、固体酸化物型燃料電池Ｃの保持性および混合燃料ガスの通気性の観点から好ましい。
【００９０】
第１の導電体４１および第２の導電体４２の形成材料としては、上述した第１実施形態と同様のものを好ましく用いることができ、本装置１０では、金属製メッシュが用いられている。
本装置１０の周期的な波形状を有する第１の導電体４１および第２の導電体４２は、例えば、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示す波形状の押圧断面を有する一対の押型の間に、金属製メッシュを挟んで押圧成型して得ることができる。
【００９１】
固体酸化物型燃料電池Ｃの両電極層２，３それぞれと、平板状の第３の導電体６とは面接触しているので、該電極層から第３の導電体６への電子伝導性は十分に高い。一方、凹凸形状を有する第１の導電体４１および第２の導電体４２は、第３の導電体６と主に点接触又は線接触した状態にあるが、どちらも導電体により形成されているので、両者間の電子伝導性は十分に確保されている。従って、本装置１０では、両電極層２，３それぞれからの集電効率が高められている。
【００９２】
上述した本装置１０によれば、固体酸化物型燃料電池Ｃの保持性が高められており、集電効率が向上している。
【００９３】
また、図１１（ｃ）に、上述した第４実施形態の変形例を示す。本変形例のように、第１の導電体４１は、さらに細かい凹凸が形成されていても良い。本変形例では、図１１（ｂ）に示す波形状が、基本波形状の周期より短い周期を有する波形状が重畳された形状を有している。
【００９４】
本変形例では、第１の導電体４１が、細かな凹凸を有しているため、その柔軟性が増加すると共に、第３の導電体６の表面が全くの平坦でなくとも、第３の導電体６との物理的および電気的な接触点が増加する。そのため、固体酸化物型燃料電池Ｃの保持性および集電効率が更に向上している。
【００９５】
図１１（ｃ）に示す第１の導電体４１は、例えば、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示す波形状の押圧断面を有する一対の押型よりも、さらに短い周期を有する波形状の押圧断面を有する一対の押型により、金属製メッシュを挟んで押圧成型した後、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示す波形状の押圧断面を有する一対の押型により押圧成型して得ることができる。上述した図１１（ｃ）についての説明は、すべて第２の導電体４２に対して適用される。
【００９６】
更に、第４実施形態における第１の導電体４１または第２の導電体４２は、周期的な波形状の凹凸を有しているが、ディンプル状の凹凸が規則的またはランダムに形成されていても良い。
【００９７】
（第５実施形態）
本発明の好ましい第５実施形態の固体酸化物型燃料電池発電装置１０が図１２に示される。本装置１０では、図１０とは異なり、一対の第３の導電体６が凹凸形状を有しており、第１の導電体４１および第２の導電体４２は波形状を有さない平板状である。
【００９８】
一対の第３の導電体６の凹凸形状は、具体的には、上述した第４実施形態の第１の導電体４１または第２の導電体４２と同様に、周期的な波形状である。このように、一対の第３の導電体６それぞれは、凹凸形状を有しているので、弾性および柔軟性が高められており、第１の導電体４１および第２の導電体４２により外側から挟持された状態で、固体酸化物型燃料電池Ｃを面方向に適度に押圧する力が高められている。
その他の構成については、上述した第４実施形態と同様である。
【００９９】
上述した本装置１０によれば、固体酸化物型燃料電池Ｃの保持性が高められている。
【０１００】
また、図１３に、上述した第５実施形態の変形例を示す。本変形例のように、第３の導電体６と電極層２，３との間に、第４の導電体８が介在配置されていても良い。この第４の導電体８は平板状であり、平面視が４角形状であり、その寸法は、固体酸化物型燃料電池Ｃの両電極層２，３と同等である。
【０１０１】
第４の導電体８は、凹凸形状を有する第３の導電体６を介在させて、第１の導電体４１または第２の導電体４２により押圧固定されている。固体酸化物型燃料電池Ｃは、一対の第４の導電体８により挟持されている。
平板状である一対の第４の導電体８のそれぞれは、電極層２，３との間に高い接触面積を有している。
【０１０２】
第４の導電体８の形成材料としては、上述した第１の導電体４１または第２の導電体４２と同様のものを用いることができる。本装置１０では、第４の導電体８は、平板状の金属製メッシュにより形成されている。
【０１０３】
本変形例によれば、両電極２，３それぞれからの集電効率が向上すると共に、固体酸化物型燃料電池Ｃが、一対の該第４の導電体８により挟持されることにより、その保持性がさらに高められている。
【０１０４】
（第６実施形態）
本発明の好ましい第６実施形態の固体酸化物型燃料電池発電装置１０が図１４に示される。本装置１０では、絶縁体５が、上側絶縁体５ａと下側絶縁体５ｂとにより形成されている。上側絶縁体５ａは、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、第１の導電体４１の内側に形成されている。同様に、下側絶縁体５ｂは、第２の導電体４２の内側に形成されている。第１の導電体４１と第２の導電体４２とが図１４に示すように、その内側を対向させて重ね合わされ、上側絶縁体５ａと下側絶縁体５ｂとが積層された絶縁体５が形成されている。
【０１０５】
上側絶縁体５ａおよび下側絶縁体５ｂには、上側孔部５３aおよび下側孔部５３ｂが格子状に設けられている。この上側孔部５３aと下側孔部５３ｂとが重ねあわされて、孔部５１が形成される。
【０１０６】
上述したように、本装置１０では、第１の導電体４１と第２の導電体４２とは同じものであり、上側絶縁体５ａと下側絶縁体５ｂとも同じものである。そこで以下、上側絶縁体５ａについて説明するが、下側絶縁体５ｂについてもこの説明が適用される。
【０１０７】
本装置１０の上側絶縁体５ａについてさらに説明すると、上側絶縁体５ａは、絶縁体５を、その厚さ方向に２分した形状を有しており、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、孔部５１を形成する部分を除いた第１の導電体４１の内側の部分に枠形状に形成されている。上側絶縁体５ａは、一定の厚さを有している。
【０１０８】
このような上側絶縁体５ａは、例えば、以下のように製造することができる。
まず、セラミックペーストを、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、第１の導電体４１の内側に枠形状に且つ一定の厚さで塗布し、セラミックペーストが塗布された第１の導電体４１を、所定の温度で熱処理して該セラミックペーストを硬化させて、上側絶縁体５ａが内側に固定された第１の導電体４１が得られる。この熱処理の温度は、一般にセラミックスを焼成する温度よりも低いので、第１の導電体４１の熱劣化を防止すると共に、本装置１０の加工性を向上する。
【０１０９】
上記セラミックペーストとしては、例えば酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化マグネシウムまたは酸化ジルコニウム等を主成分とする水溶性の無機接着剤ペーストが挙げられる。
その他の構成については、上述した第１実施形態と同様である。
【０１１０】
上述した本装置１０によれば、燃料電池ユニットＣ１の組み立てが容易であり、加工性に優れている。
【０１１１】
（第７実施形態）
本発明の好ましい第７実施形態の固体酸化物型燃料電池発電装置１０が図１６に示される。本装置１０では、複数の燃料電池ユニットＣ１、Ｃ１…が電気的に直列接続されている。各燃料電池ユニットＣ１は、第１の導電体４１および第２の導電体４２のそれぞれが、絶縁体５から延出した延出部を有しており、それぞれが、カソード電極層２の電力取り出し部４１a、アノード電極層の電力取り出し部４２aを形成している。カソード電極層２の電力取り出し部４１aとアノード電極層の電力取り出し部４２aとは、反対方向へ向かって延出している。そして、隣接する燃料電池ユニットＣ１同士のカソード電極層の電力取り出し部４１aとアノード電極層の電力取り出し部４２aとが配線により接合されて、全体として電気的に直列接続を形成している。
【０１１２】
このように、複数の燃料電池ユニットＣ１を電気的に直列接続することにより、装置１０から取り出せる起電力を高めことができる。直列接続する燃料電池ユニットＣ１の数は、用途に応じて適宜設計される。
【０１１３】
なお、本装置１０では、上記電力取り出し部同士が、配線により接合されているが、隣接する燃料電池ユニットＣ１における第１の導電体４１と第２の導電体４２とを、一枚の導電体で一体的に形成していても良い。
【０１１４】
本発明の固体酸化物燃料電池発電装置は、上述した実施形態に制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。
例えば、本発明の固体酸化物燃料電池発電装置は、各実施形態において、アノード電極層３側の座金７４ｂのみが絶縁体により形成されているが、カソード電極層２側の座金７４aのみが絶縁体により形成されていても良いし、または両座金７４a，７４ｂ共に絶縁体により形成されていても良い。
【０１１５】
また、第３〜６実施形態においては、固体酸化物型燃料電池Ｃのカソード電極層２およびアノード電極層３において、第３の導電体６が配置されているが、この第３の導電体６は、カソード電極層２またはアノード電極層３の少なくとも一方のみ配置していても良い。
【０１１６】
さらに、前述した一の実施形態のみが有する部分は、他の実施形態とすべて適宜相互に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】図１は、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＸ１−Ｘ１線拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１の固体酸化物型燃料電池発電装置を構成する固体酸化物型燃料電池を示す平面図であり、図３（ｂ）は（ａ）のＸ３−Ｘ３線拡大断面図。
【図４】図４は、図１の固体酸化物型燃料電池発電装置を構成する第１の導電体層を示す平面図である。
【図５】図５は、図１の固体酸化物型燃料電池発電装置を構成する絶縁体を示す平面図である。
【図６】図６は、図１のＸ２−Ｘ２線拡大断面図である。
【図７】図７は、図６の変形例を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置の第２実施形態を示す図２に相当する断面図である。
【図９】図９は、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置の第３実施形態を示す図２に相当する断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置の第４実施形態を示す図２に相当する断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、図１０の第１の導電体層を示す斜視図であり、図１１（ｂ）は、（ａ）の部分断面図であり、図１１（ｃ）は（ｂ）の変形例を示す。
【図１２】図１２は、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置の第５実施形態を示す図２に相当する断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置の第５実施形態の変形例を示す図２に相当する断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置の第６実施形態を示す図２に相当する断面図である。
【図１５】図１５（ａ）および（ｂ）は、図１３の固体酸化物型燃料電池発電装置における上側絶縁体が固定された第１の導電体層の内側を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ４−Ｘ４線拡大断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の固体酸化物型燃料電池発電装置の第７実施形態を示す模式図である。
【図１７】図１７（ａ）および（ｂ）は、従来技術による固体電解質燃料電池発電装置の燃料電池を示しており、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は上面図である。
【図１８】図１８は、他の従来技術による固体電解質燃料電池発電装置の燃料電池を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１    固体電解質基板
２    カソード電極層
３    アノード電極層
４１    第１の導電体
４１ａ    ボルト孔
４２    第２の導電体
４２ａ    ボルト孔
５    絶縁体
５１    孔部
５２    ボルト孔
６    第３の導電体
７    ボルトナット
７１    ボルト
７２    ナット
７３    ボルト孔
８    第４の導電体
１０    固体酸化物型燃料電池発電装置
１００    金属製メッシュ
２００    配線
Ｃ    燃料電池
Ｃ１    燃料電池ユニット
【図１】
2008159447.tif 000003
【図２】
2008159447.tif 000004
【図３】
2008159447.tif 000005
【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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