(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に並べて配置され、電解質層と前記電解質層を挟んで前記第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極とをそれぞれ含む複数の単セルと、
前記複数の単セルの前記第１の方向の一方側に配置され、前記空気極または前記燃料極に電気的に接続され、かつ、導電性を有する平板状の第１の導電性部材と、
前記第１の導電性部材の前記一方側の面である第１の面に隣接する平板状の絶縁部材と、
前記絶縁部材の前記一方側の面である第２の面に隣接し、かつ、導電性を有する平板状のエンドプレートと、を備える電気化学反応セルスタックにおいて、
前記第１の方向視で、前記エンドプレートの前記第１の方向の他方側の面である第３の面の周縁は、全周に亘って、前記絶縁部材の前記第２の面の周縁より内側に位置している、ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
【請求項２】
請求項１に記載の電気化学反応セルスタックであって、
前記第１の導電性部材は、前記空気極または前記燃料極に電気的に接続されている平板状の本体部と、前記本体部から前記第１の方向と交差する方向に突出する突出部と、を含む、ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電気化学反応セルスタックであって、
前記エンドプレートの前記第１の方向に平行な少なくとも１つの断面における外形線は、前記絶縁部材から前記他方側の端が離間し前記第１の方向に平行な平行線と、前記第１の方向視で前記平行線より内側に位置している前記第３の面の端と前記平行線の前記他方側の端とを繋いでいる繋ぎ線と、を含む、ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
【請求項４】
請求項３に記載の電気化学反応セルスタックであって、
前記繋ぎ線は、全長に亘って、前記第３の面の端と前記平行線の前記他方側の端とを結ぶ仮想直線上の位置または前記仮想直線より前記一方側の位置にある、ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
【請求項５】
請求項４に記載の電気化学反応セルスタックであって、
前記繋ぎ線は、前記第３の面の端と前記平行線の前記他方側の端とを繋ぐ直線または円弧線である、ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
【請求項６】
請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載の電気化学反応セルスタックであって、
前記エンドプレートの前記第１の方向に平行な全ての断面の外形線は、前記平行線と前記繋ぎ線とを含む、ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
【請求項７】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の電気化学反応セルスタックであって、
前記エンドプレートおよび前記絶縁部材の前記第１の方向に平行な少なくとも１つの断面の外形線は、前記エンドプレートの前記第３の面の端から前記エンドプレートの前記一方側の面である第４の面の端まで前記第１の方向に平行に延びる直線を含み、かつ、前記第１の方向視では、前記絶縁部材の前記第２の面の端は、前記直線を基準として前記電気化学反応セルスタックの外周側の位置にあると、を含む、ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の電気化学反応セルスタックであって、
前記第１の導電性部材、前記絶縁部材および前記エンドプレートには、ガス流路を構成する貫通孔が形成されており、
前記第１の方向視では、前記第１の導電性部材、前記絶縁部材および前記エンドプレートのそれぞれの少なくとも一辺が同じ位置にある、ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の電気化学反応セルスタックにおいて、
前記電気化学反応セルスタックは、発電を行う燃料電池スタックである、ことを特徴とする、電気化学反応セルスタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、電気化学反応セルスタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池の種類の１つとして、固体酸化物を含む電解質層を備える固体酸化物形の燃料電池（以下、「ＳＯＦＣ」という）が知られている。ＳＯＦＣは、一般に、所定の方向（以下、「配列方向」という）に並べて配置された複数の単セルを備える燃料電池スタックの形態で利用される。単セルは、電解質層と、電解質層を挟んで配列方向に互いに対向する空気極および燃料極とを含んでいる。
【０００３】
燃料電池スタックは、さらに、複数の単セルの配列方向の一方側に配置され、空気極または燃料極に電気的に接続されている平板状の第１の導電性部材と、第１の導電性部材の一方側の面に隣接する平板状の絶縁部材と、絶縁部材の一方側の面に隣接している第２の導電性部材と、を備える。例えば、燃料電池スタックは、第１の導電性部材として、外部端子に接続される突出部を有するターミナルプレートを備え、第２の導電性部材として、ターミナルプレートの一方側の面に絶縁部材を介して配置されるエンドプレートを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第１の導電性部材は、空気極または燃料極に電気的に接続されているため、第1の導電性部材に絶縁部材を介して配置されている第２の導電性部材に比べて、燃料電池スタックの発電動作時に高電位になる。特に、高出力化の要請に対応するため、多数の単セルが配置された燃料電池スタックでは、第１の導電性部材が特に高電位になる。このように第１の導電性部材が高電位になると、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間に絶縁部材が配置されているにもかかわらず、第１の導電性部材から第２の導電性部材に放電し、電流がリークするおそれがある。
【０００６】
なお、このような課題は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル（以下、「ＳＯＥＣ」という）の一形態である電解セルスタックにも共通の課題である。なお、本明細書では、燃料電池スタックと電解セルスタックとをまとめて、電気化学反応セルスタックと呼ぶ。また、このような課題は、ＳＯＦＣやＳＯＥＣに限らず、他のタイプの電気化学反応セルスタックにも共通の課題である。
【０００７】
本明細書では、上述した課題の少なくとも一部を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００９】
（１）本明細書に開示される電気化学反応セルスタックは、第１の方向に並べて配置され、電解質層と前記電解質層を挟んで前記第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極とをそれぞれ含む複数の単セルと、前記複数の単セルの前記第１の方向の一方側に配置され、前記空気極または前記燃料極に電気的に接続され、かつ、導電性を有する平板状の第１の導電性部材と、前記第１の導電性部材の前記一方側の面である第１の面に隣接する平板状の絶縁部材と、前記絶縁部材の前記一方側の面である第２の面に隣接し、かつ、導電性を有する第２の導電性部材と、を備える電気化学反応セルスタックにおいて、前記第１の方向視で、前記第２の導電性部材の前記第１の方向の他方側の面である第３の面の周縁は、全周に亘って、前記絶縁部材の前記第２の面の周縁より内側に位置している。本電気化学反応セルスタックによれば、第２の導電性部材の第３の面の周縁の少なくとも一部が、絶縁部材の第２の面の周縁と同じ位置または外側の位置にある場合に比べて、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の空間距離が長いため、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間で電流がリークすることを抑制することができる。
【００１０】
（２）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記第１の導電性部材は、前記空気極または前記燃料極に電気的に接続されている平板状の本体部と、前記本体部から前記第１の方向と交差する方向に突出する突出部と、を含む構成としてもよい。第１の導電性部材は、外部に電流を出力するための突出部が設けられた部材であるため、特に、高電位になり易い。しかし、本電気化学反応セルスタックによれば、この第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の空間距離が長いため、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間で電流がリークすることを抑制することができる。
【００１１】
（３）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記第２の導電性部材の前記第１の方向に平行な少なくとも１つの断面における外形線は、前記絶縁部材から前記他方側の端が離間し前記第１の方向に平行な平行線と、前記第１の方向視で前記平行線より内側に位置している前記第３の面の端と前記平行線の前記他方側の端とを繋いでいる繋ぎ線と、を含む構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、第１の方向視で、第２の導電性部材の第３の面の周縁が、全周に亘って、第２の導電性部材の絶縁部材から離間した部分の周縁と同じ位置にある場合に比べて、絶縁部材の大きさを抑制しつつ、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間で電流がリークすることを抑制することができる。
【００１２】
（４）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記繋ぎ線は、全長に亘って、前記第３の面の端と前記平行線の前記他方側の端とを結ぶ仮想直線上の位置または前記仮想直線より前記一方側の位置にある構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、繋ぎ線の一部が仮想直線より第１の方向の他方側に位置する場合に比べて、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の空間距離が長いため、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間で電流がリークすることを、より効果的に抑制することができる。
【００１３】
（５）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記繋ぎ線は、前記第３の面の端と前記平行線の前記他方側の端とを繋ぐ直線または円弧線である構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、比較的に簡単な形状により、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間で電流がリークすることを、より効果的に抑制することができる。
【００１４】
（６）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記第２の導電性部材の前記第１の方向に平行な全ての断面の外形線は、前記平行線と前記繋ぎ線とを含む構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、全周に亘って絶縁部材の大きさを抑制しつつ、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間で電流がリークすることを抑制することができる。
【００１５】
（７）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記第２の導電性部材および前記絶縁部材の前記第１の方向に平行な少なくとも１つの断面の外形線は、前記第２の導電性部材の前記第３の面の端から前記第２の導電性部材の前記一方側の面である第４の面の端まで前記第１の方向に平行に延びる直線を含み、かつ、前記第１の方向視では、前記絶縁部材の前記第２の面の端は、前記直線を基準として前記電気化学反応セルスタックの外周側の位置にあると、を含む構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、第２の導電性部材の形状の複雑化を抑制しつつ、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間で電流がリークすることを抑制することができる。
【００１６】
（８）上記電気化学反応セルスタックにおいて、前記第１の導電性部材、前記絶縁部材および前記第２の導電性部材には、ガス流路を構成する貫通孔が形成されており、前記第１の方向視では、前記第１の導電性部材、前記絶縁部材および前記第２の導電性部材のそれぞれの少なくとも一辺が同じ位置にある構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、第１の導電性部材、絶縁部材および第２の導電性部材のそれぞれの少なくとも一辺が位置合わせされていることにより、第１の導電性部材、絶縁部材および第２の導電性部材との配置関係や、第１の導電性部材、絶縁部材および第２の導電性部材の各貫通孔同士の配置関係がずれることを抑制することができる。
【００１７】
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、複数の電気化学反応単セルを備える電気化学反応セルスタック（燃料電池スタックまたは電解セルスタック）、その製造方法等の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態における燃料電池スタック１００の外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＸＺ断面構成を示す説明図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＹＺ断面構成を示す説明図である。
【図４】図２に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２のＸＺ断面構成を示す説明図である。
【図５】図３に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２のＹＺ断面構成を示す説明図である。
【図６】絶縁性試験で使用するサンプル２００の模式図である。
【図７】サンプル２００を用いて行った絶縁性試験の結果を示すグラフである。
【図８】変形例におけるターミナルプレート１８、絶縁材５８および第２のエンドプレート１０６の部分的拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
Ａ．実施形態：
Ａ−１．構成：
（燃料電池スタック１００の構成）
図１は、本実施形態における燃料電池スタック１００の外観構成を示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＸＺ断面構成を示す説明図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＹＺ断面構成を示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向と呼び、Ｚ軸負方向を下方向と呼ぶものとするが、燃料電池スタック１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図４以降についても同様である。
【００２０】
燃料電池スタック１００は、複数の（本実施形態では７つの）発電単位１０２と、第１のエンドプレート１０４と、第２のエンドプレート１０６と、ターミナルプレート１８とを備える。７つの発電単位１０２は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置されている。ターミナルプレート１８は、最も下に位置する発電単位１０２の下側に配置されている。第１のエンドプレート１０４は、最も上に位置する発電単位１０２の上側に配置され、第２のエンドプレート１０６は、ターミナルプレート１８の下側に配置されている。なお、上記配列方向（上下方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。
【００２１】
燃料電池スタック１００を構成する各層（発電単位１０２、第１および第２のエンドプレート１０４，１０６、ターミナルプレート１８）のＺ方向回りの周縁部には、上下方向に貫通する複数の（本実施形態では８つの）孔が形成されており、各層に形成され互いに対応する孔同士が上下方向に連通して、第１のエンドプレート１０４から第２のエンドプレート１０６にわたって上下方向に延びる貫通孔１０８を構成している。以下の説明では、貫通孔１０８を構成するために燃料電池スタック１００の各層に形成された孔も、貫通孔１０８ということがある。なお、後述するように、これらの貫通孔１０８は、特許請求の範囲におけるガス流路を構成する貫通孔に相当するということができる。
【００２２】
各貫通孔１０８には上下方向に延びるボルト２２が挿入されており、ボルト２２とボルト２２の両側に嵌められた第１のナット２４および第２のナット２５とによって、燃料電池スタック１００は締結されている。
【００２３】
各ボルト２２の軸部の外径は各貫通孔１０８の内径より小さい。そのため、各ボルト２２の軸部の外周面と各貫通孔１０８の内周面との間には、空間が確保されている。図１および図２に示すように、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周における１つの辺（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸正方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ａ）と、そのボルト２２Ａが挿入された貫通孔１０８とにより形成された空間は、燃料電池スタック１００の外部から酸化剤ガスＯＧが導入され、その酸化剤ガスＯＧを各発電単位１０２に供給するガス流路である酸化剤ガス導入マニホールド１６１として機能し、該辺の反対側の辺（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸負方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｂ）と、そのボルト２２Ｂが挿入された貫通孔１０８とにより形成された空間は、各発電単位１０２の空気室１６６から排出されたガスである酸化剤オフガスＯＯＧを燃料電池スタック１００の外部へと排出する酸化剤ガス排出マニホールド１６２として機能する。なお、本実施形態では、酸化剤ガスＯＧとして、例えば空気が使用される。
【００２４】
また、図１および図３に示すように、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周における１つの辺（Ｘ軸に平行な２つの辺の内のＹ軸正方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｄ）と、そのボルト２２Ｄが挿入された貫通孔１０８とにより形成された空間は、燃料電池スタック１００の外部から燃料ガスＦＧが導入され、その燃料ガスＦＧを各発電単位１０２に供給する燃料ガス導入マニホールド１７１として機能し、該辺の反対側の辺（Ｘ軸に平行な２つの辺の内のＹ軸負方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｅ）と、そのボルト２２Ｅが挿入された貫通孔１０８とにより形成された空間は、各発電単位１０２の燃料室１７６から排出されたガスである燃料オフガスＦＯＧを燃料電池スタック１００の外部へと排出する燃料ガス排出マニホールド１７２として機能する。なお、本実施形態では、燃料ガスＦＧとして、例えば都市ガスを改質した水素リッチなガスが使用される。
【００２５】
燃料電池スタック１００には、４つのガス通路部材２７が設けられている。各ガス通路部材２７は、金属により形成されており、中空筒状の本体部２８と、本体部２８の側面から分岐した中空筒状の分岐部２９とを有している。分岐部２９の孔は本体部２８の孔と連通している。各ガス通路部材２７の分岐部２９には、ガス配管（図示せず）が接続される。また、図２に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド１６１を形成するボルト２２Ａの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、酸化剤ガス導入マニホールド１６１に連通しており、酸化剤ガス排出マニホールド１６２を形成するボルト２２Ｂの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、酸化剤ガス排出マニホールド１６２に連通している。また、図３に示すように、燃料ガス導入マニホールド１７１を形成するボルト２２Ｄの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、燃料ガス導入マニホールド１７１に連通しており、燃料ガス排出マニホールド１７２を形成するボルト２２Ｅの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、燃料ガス排出マニホールド１７２に連通している。
【００２６】
図２および図３に示すように、ボルト２２の一方の側（上側）に嵌められた第１のナット２４と燃料電池スタック１００の上端を構成する第１のエンドプレート１０４の上側表面との間には、第１の絶縁シート５２が介在している。また、ボルト２２の他方の側（下側）に嵌められた第２のナット２５と燃料電池スタック１００の下端を構成する第２のエンドプレート１０６の下側表面との間には、ガス通路部材２７とガス通路部材２７の上側および下側のそれぞれに配置された第２の絶縁シート５４とが介在している。各絶縁シート５２，５４は、いずれも平板状であり、例えばマイカシート、セラミック繊維シート、セラミック圧粉シート、ガラスシートやガラスセラミック複合剤等であり、上述した各貫通孔１０８やガス通路部材２７の本体部２８の孔に連通する孔が形成されている。各絶縁シート５２，５４により、各絶縁シート５２，５４を挟んで配列方向に互いに隣り合う２つの導電性部材（例えば、第１のナット２４と第１のエンドプレート１０４）が電気的に絶縁され、かつ、２つの導電性部材間のガスシール性が確保される。第１のナット２４は、特許請求の範囲における第２の導電性部材に相当する。第１の絶縁シート５２は、特許請求の範囲における絶縁部材に相当し、第１の絶縁シート５２における第１のナット２４に対向する側（上側）の表面５２Ａは、特許請求の範囲における第２の面に相当する。
【００２７】
（エンドプレート１０４，１０６の構成）
第１および第２のエンドプレート１０４，１０６は、例えばステンレスにより形成されている。第１のエンドプレート１０４は、特許請求の範囲における第１の導電性部材に相当し、第１のエンドプレート１０４における第１の絶縁シート５２に対向する側（上側）の表面１３Ａは、特許請求の範囲における第１の表面に相当する。第２のエンドプレート１０６は、特許請求の範囲における第２の導電性部材に相当する。第２のエンドプレート１０６は、略矩形の平板形状の導電性部材である。第１のエンドプレート１０４は、Ｚ軸方向視で第２のエンドプレート１０６と略同一サイズの略矩形の第１の本体部１３と、第１の本体部１３の１つの辺（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸負方向側の辺）から配列方向に略直交する方向（例えばＸ軸負方向）に突出する第１の突出部１４を備える。第１のエンドプレート１０４の第１の突出部１４は、燃料電池スタック１００のプラス側の出力端子として機能する。すなわち、第１のエンドプレート１０４は、ターミナルプレートとしても機能する。なお、本実施形態において、第１および第２のエンドプレート１０４，１０６には、貫通孔１０８が形成されており、これらの貫通孔１０８は、特許請求の範囲におけるガス流路を構成する貫通孔に相当する。
【００２８】
（ターミナルプレート１８の構成）
ターミナルプレート１８は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。ターミナルプレート１８は、特許請求の範囲における第１の導電性部材に相当し、ターミナルプレート１８における第３の絶縁シート５６に対向する側（下側）の表面１８Ａは、特許請求の範囲における第１の表面に相当する。ターミナルプレート１８は、Ｚ軸方向視で第２のエンドプレート１０６と略同一サイズの略矩形の第２の本体部１５と、第２の本体部１５の１つの辺（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸正方向側の辺）から配列方向に略直交する方向（例えばＸ軸正方向）に突出する第２の突出部１６を備える。ターミナルプレート１８の第２の突出部１６は、燃料電池スタック１００のマイナス側の出力端子として機能する。
【００２９】
ターミナルプレート１８と第２のエンドプレート１０６との間には、平板状の第３の絶縁シート５６が介在している。第３の絶縁シート５６は、マイカ等で構成された絶縁材である。第３の絶縁シート５６には、上記各貫通孔１０８に対応する位置に孔が形成されており、この孔の内側に、ガラスシール材５７が配置されている。ガラスシール材５７には、上述した各貫通孔１０８に連通する孔が形成されている。第３の絶縁シート５６およびガラスシール材５７により、第３の絶縁シート５６およびガラスシール材５７を挟んで配列方向に互いに隣り合う２つの導電性部材であるターミナルプレート１８と第２のエンドプレート１０６とが電気的に絶縁され、かつ、ターミナルプレート１８と第２のエンドプレート１０６との間のガスシール性が確保される。第３の絶縁シート５６は、特許請求の範囲における絶縁部材に相当し、第３の絶縁シート５６における第２のエンドプレート１０６に対向する側（下側）の表面５８Ａは、特許請求の範囲における第２の面に相当する。
【００３０】
（発電単位１０２の構成）
図４は、図２に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２のＸＺ断面構成を示す説明図であり、図５は、図３に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２のＹＺ断面構成を示す説明図である。
【００３１】
図４および図５に示すように、発電の最小単位である発電単位１０２は、単セル１１０と、セパレータ１２０と、空気極側フレーム１３０と、空気極側集電体１３４と、燃料極側フレーム１４０と、燃料極側集電体１４４と、発電単位１０２の最上層および最下層を構成する一対のインターコネクタ１５０とを備えている。セパレータ１２０、空気極側フレーム１３０、燃料極側フレーム１４０、インターコネクタ１５０におけるＺ方向回りの周縁部には、上述したボルト２２が挿入される貫通孔１０８に対応する孔が形成されている。なお、本実施形態において、セパレータ１２０やインターコネクタ１５０に形成されている貫通孔１０８は、特許請求の範囲におけるガス流路に相当する。
【００３２】
インターコネクタ１５０は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばフェライト系ステンレスにより形成されている。インターコネクタ１５０は、発電単位１０２間の電気的導通を確保すると共に、発電単位１０２間での反応ガスの混合を防止する。なお、本実施形態では、２つの発電単位１０２が隣接して配置されている場合、１つのインターコネクタ１５０は、隣接する２つの発電単位１０２に共有されている。すなわち、ある発電単位１０２における上側のインターコネクタ１５０は、その発電単位１０２の上側に隣接する他の発電単位１０２における下側のインターコネクタ１５０と同一部材である。そのため、あるインターコネクタ１５０は、ある発電単位１０２における後述する空気極１１４に面する空気室１６６に面し、かつ、その発電単位１０２の上側に隣接する他の発電単位１０２における後述する燃料極１１６に面する燃料室１７６に面する。また、燃料電池スタック１００は第１のエンドプレート１０４およびターミナルプレート１８を備えているため、燃料電池スタック１００において最も上に位置する発電単位１０２は上側のインターコネクタ１５０を備えておらず、最も下に位置する発電単位１０２は下側のインターコネクタ１５０を備えていない（図２および図３参照）。
【００３３】
単セル１１０は、電解質層１１２と、電解質層１１２を挟んで上下方向（発電単位１０２が並ぶ配列方向）に互いに対向する空気極（カソード)１１４および燃料極（アノード）１１６とを備える。なお、本実施形態の単セル１１０は、燃料極１１６で電解質層１１２および空気極１１４を支持する燃料極支持形の単セルである。
【００３４】
電解質層１１２は、略矩形の平板形状部材であり、例えば、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）、ＳＤＣ（サマリウムドープセリア）、ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）、ペロブスカイト型酸化物等の固体酸化物により形成されている。空気極１１４は、略矩形の平板形状部材であり、例えば、ペロブスカイト型酸化物（例えばＬＳＣＦ（ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物）、ＬＳＭ（ランタンストロンチウムマンガン酸化物）、ＬＮＦ（ランタンニッケル鉄））により形成されている。燃料極１１６は、矩形の平板形状部材であり、例えば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉとセラミック粒子からなるサーメット、Ｎｉ基合金等により形成されている。このように、本実施形態の単セル１１０（発電単位１０２）は、電解質として固体酸化物を用いる固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）である。
【００３５】
セパレータ１２０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１２１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。セパレータ１２０における孔１２１の周囲部分は、電解質層１１２における空気極１１４の側の表面の周縁部に対向している。セパレータ１２０は、その対向した部分に配置されたロウ材（例えばＡｇロウ）により形成された接合部１２４により、電解質層１１２（単セル１１０）と接合されている。セパレータ１２０により、空気極１１４に面する空気室１６６と燃料極１１６に面する燃料室１７６とが区画され、単セル１１０の周縁部における一方の電極側から他方の電極側へのガスのリークが抑制される。なお、セパレータ１２０が接合された単セル１１０をセパレータ付き単セルともいう。
【００３６】
空気極側フレーム１３０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１３１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、マイカ等の絶縁体により形成されている。空気極側フレーム１３０の孔１３１は、空気極１１４に面する空気室１６６を構成する。空気極側フレーム１３０は、セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側とは反対側の表面の周縁部と、インターコネクタ１５０における空気極１１４に対向する側の表面の周縁部とに接触している。すなわち、空気極側フレーム１３０は、セパレータ１２０とインターコネクタ１５０とにより挟持されている。そのため、空気極側フレーム１３０によって、空気室１６６のシール（コンプレッションシール）が実現される。また、空気極側フレーム１３０によって、発電単位１０２に含まれる一対のインターコネクタ１５０間が電気的に絶縁される。また、空気極側フレーム１３０には、酸化剤ガス導入マニホールド１６１と空気室１６６とを連通する酸化剤ガス供給連通孔１３２と、空気室１６６と酸化剤ガス排出マニホールド１６２とを連通する酸化剤ガス排出連通孔１３３とが形成されている。
【００３７】
燃料極側フレーム１４０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１４１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。燃料極側フレーム１４０の孔１４１は、燃料極１１６に面する燃料室１７６を構成する。燃料極側フレーム１４０は、セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側の表面の周縁部と、インターコネクタ１５０における燃料極１１６に対向する側の表面の周縁部とに接触している。また、燃料極側フレーム１４０には、燃料ガス導入マニホールド１７１と燃料室１７６とを連通する燃料ガス供給連通孔１４２と、燃料室１７６と燃料ガス排出マニホールド１７２とを連通する燃料ガス排出連通孔１４３とが形成されている。
【００３８】
燃料極側集電体１４４は、燃料室１７６内に配置されている。燃料極側集電体１４４は、インターコネクタ対向部１４６と、電極対向部１４５と、電極対向部１４５とインターコネクタ対向部１４６とをつなぐ連接部１４７とを備えており、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。電極対向部１４５は、燃料極１１６における電解質層１１２に対向する側とは反対側の表面に接触しており、インターコネクタ対向部１４６は、インターコネクタ１５０における燃料極１１６に対向する側の表面に接触している。ただし、上述したように、燃料電池スタック１００において最も下に位置する発電単位１０２は下側のインターコネクタ１５０を備えていないため、当該発電単位１０２におけるインターコネクタ対向部１４６は、ターミナルプレート１８の表面に接触している。燃料極側集電体１４４は、このような構成であるため、燃料極１１６とインターコネクタ１５０（またはターミナルプレート１８）とを電気的に接続する。なお、電極対向部１４５とインターコネクタ対向部１４６との間には、例えばマイカにより形成されたスペーサー１４９が配置されている。そのため、燃料極側集電体１４４が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位１０２の変形に追随し、燃料極側集電体１４４を介した燃料極１１６とインターコネクタ１５０（またはターミナルプレート１８）との電気的接続が良好に維持される。
【００３９】
空気極側集電体１３４は、空気室１６６内に配置されている。空気極側集電体１３４は、複数の略四角柱状の集電体要素１３５から構成されており、例えば、フェライト系ステンレスにより形成されている。空気極側集電体１３４は、空気極１１４における電解質層１１２に対向する側とは反対側の表面と、インターコネクタ１５０における空気極１１４に対向する側の表面とに接触している。ただし、上述したように、燃料電池スタック１００において最も上に位置する発電単位１０２は上側のインターコネクタ１５０を備えていないため、当該発電単位１０２における空気極側集電体１３４は、第１のエンドプレート１０４の表面に接触している。空気極側集電体１３４は、このような構成であるため、空気極１１４とインターコネクタ１５０（または第１のエンドプレート１０４）とを電気的に接続する。なお、空気極側集電体１３４とインターコネクタ１５０とが一体の部材として形成されていてもよい。
【００４０】
Ａ−２．燃料電池スタック１００の動作：
図２および図４に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド１６１の位置に設けられたガス通路部材２７の分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して酸化剤ガスＯＧが供給されると、酸化剤ガスＯＧは、ガス通路部材２７の分岐部２９および本体部２８の孔を介して酸化剤ガス導入マニホールド１６１に供給され、酸化剤ガス導入マニホールド１６１から各発電単位１０２の酸化剤ガス供給連通孔１３２を介して、空気室１６６に供給される。また、図３および図５に示すように、燃料ガス導入マニホールド１７１の位置に設けられたガス通路部材２７の分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して燃料ガスＦＧが供給されると、燃料ガスＦＧは、ガス通路部材２７の分岐部２９および本体部２８の孔を介して燃料ガス導入マニホールド１７１に供給され、燃料ガス導入マニホールド１７１から各発電単位１０２の燃料ガス供給連通孔１４２を介して、燃料室１７６に供給される。
【００４１】
各発電単位１０２の空気室１６６に酸化剤ガスＯＧが供給され、燃料室１７６に燃料ガスＦＧが供給されると、単セル１１０において酸化剤ガスＯＧおよび燃料ガスＦＧの電気化学反応による発電が行われる。この発電反応は発熱反応である。各発電単位１０２において、単セル１１０の空気極１１４は空気極側集電体１３４を介して一方のインターコネクタ１５０に電気的に接続され、燃料極１１６は燃料極側集電体１４４を介して他方のインターコネクタ１５０に電気的に接続されている。また、燃料電池スタック１００に含まれる複数の発電単位１０２は、電気的に直列に接続されている。そのため、燃料電池スタック１００の出力端子として機能する第１のエンドプレート１０４の第１の突出部１４とターミナルプレート１８の第２の突出部１６とから、各発電単位１０２において生成された電気エネルギーが取り出される。なお、ＳＯＦＣは、比較的高温（例えば７００℃から１０００℃）で発電が行われることから、起動後、発電により発生する熱で高温が維持できる状態になるまで、燃料電池スタック１００が加熱器（図示せず）により加熱されてもよい。
【００４２】
各発電単位１０２の空気室１６６から排出された酸化剤オフガスＯＯＧは、図２および図４に示すように、酸化剤ガス排出連通孔１３３を介して酸化剤ガス排出マニホールド１６２に排出され、さらに酸化剤ガス排出マニホールド１６２の位置に設けられたガス通路部材２７の本体部２８および分岐部２９の孔を経て、当該分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。また、各発電単位１０２の燃料室１７６から排出された燃料オフガスＦＯＧは、図３および図５に示すように、燃料ガス排出連通孔１４３を介して燃料ガス排出マニホールド１７２に排出され、さらに燃料ガス排出マニホールド１７２の位置に設けられたガス通路部材２７の本体部２８および分岐部２９の孔を経て、当該分岐部２９に接続されたガス配管（図示しない）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。
【００４３】
Ａ−３．第１のナット２４の詳細構成：
第１のナット２４のＺ方向に平行な全ての断面における外形線は、第１の反対線２４Ａと、第１の対向線２４Ｂと、第１の外周線２４Ｃと、第１の面取り線２４Ｄとを含む。図２および図３には、第１のナット２４のＸＺ断面およびＹＺ断面における外形線が例示されている。第１の反対線２４Ａは、第１のナット２４における第１の絶縁シート５２に対向する側とは反対側（上側）の表面を構成する直線であり、第１の絶縁シート５２に略平行な直線である。第１のナット２４の上側の表面は、特許請求の範囲における第４の面に相当する。第１の対向線２４Ｂは、第１のナット２４における第１の絶縁シート５２に対向する側（下側）の表面を構成する直線であり、第１の絶縁シート５２に略平行で、かつ、両端が第１の反対線２４Ａの両端より第１のナット２４の中心側に位置する直線である。第１のナット２４の下側表面は、特許請求の範囲における第３の面に相当する。
【００４４】
第１の外周線２４Ｃは、第１のナット２４のＺ方向回りの外周面を構成する直線であり、第１の絶縁シート５２に略直交する方向（上下方向）に延び、かつ、第１の絶縁シート５２側の端（下端）が第１の絶縁シート５２から離間した直線である。第１の外周線２４Ｃは、特許請求の範囲における平行線に相当する。第１の面取り線２４Ｄは、第１の対向線２４Ｂの端と第１の外周線２４Ｃの下側の端とを繋いでいる直線である。第１の面取り線２４Ｄは、特許請求の範囲における繋ぎ線に相当する。すなわち、第１のナット２４の下側表面とＺ方向回りの外周面との間の角部は、全周にわたって、Ｃ面取りされることによって切り欠き部とされている。これにより、第１のナット２４の下側の周縁部と第１の絶縁シート５２との間には、全周にわたって、空間が形成されている。なお、Ｚ方向における第１の外周線２４Ｃの下側の端と第１の絶縁シート５２との距離ΔＤ１（図２参照）と、ＸＹ平面方向における第１の外周線２４Ｃの下側の端と第１のナット２４の下側表面との距離ΔＤ２（図２参照）とは、いずれも１ｍｍ以上（Ｃ１以上）であることが好ましい。さらに、Ｚ軸方向視で、第１の絶縁シート５２の外周面を構成する第３の外周線５２Ｂは、全周にわたって、第１のナット２４の第１の外周線２４Ｃより外側に突出している。
【００４５】
Ａ−４．第２のエンドプレート１０６の詳細構成：
第２のエンドプレート１０６のＺ方向に平行な全ての断面における外形線は、第２の反対線１０６Ａと、第２の対向線１０６Ｂと、第２の外周線１０６Ｃと、第２の面取り線１０６Ｄとを含む。図２および図３には、第２のエンドプレート１０６のＸＺ断面およびＹＺ断面における外形線が例示されている。第２の反対線１０６Ａは、第２のエンドプレート１０６における第３の絶縁シート５６に対向する側とは反対側（下側）の表面を構成する直線であり、第３の絶縁シート５６に略平行な直線である。第２のエンドプレート１０６の下側表面は、特許請求の範囲における第４の面に相当する。第２の対向線１０６Ｂは、第２のエンドプレート１０６における第３の絶縁シート５６に対向する側（上側）の表面を構成する直線であり、第３の絶縁シート５６に略平行で、かつ、両端が第２の反対線１０６Ａの両端より第２のエンドプレート１０６の中心側に位置する直線である。第２のエンドプレート１０６の上側の表面は、特許請求の範囲における第３の面に相当する。
【００４６】
第２の外周線１０６Ｃは、第２のエンドプレート１０６のＺ方向回りの外周面を構成する直線であり、第３の絶縁シート５６に略直交する方向（上下方向）に延び、かつ、第３の絶縁シート５６側の端（上端）が第３の絶縁シート５６から離間した直線である。第２の外周線１０６Ｃは、特許請求の範囲における平行線に相当する。第２の面取り線１０６Ｄは、第２の対向線１０６Ｂの端と第２の外周線１０６Ｃの上側の端とを繋いでいる直線である。第２の面取り線１０６Ｄは、特許請求の範囲における繋ぎ線に相当する。すなわち、第２のエンドプレート１０６の上側表面とＺ方向回りの外周面との間の角部は、全周にわたって、Ｃ面取りされることによって切り欠き部とされている。これにより、第２のエンドプレート１０６の上側の周縁部と第３の絶縁シート５６との間には、全周にわたって、空間が形成されている。なお、Ｚ方向における第２の外周線１０６Ｃの上側の端と第３の絶縁シート５６との距離ΔＤ３（図２参照）と、ＸＹ平面方向における第２の外周線１０６Ｃの上側の端と第２のエンドプレート１０６の上側表面との距離ΔＤ４（図２参照）とは、いずれも１ｍｍ以上（Ｃ１以上）であることが好ましい。また、Ｚ軸方向視で、ターミナルプレート１８の第２の本体部１５の外周面を構成する第４の外周線１５Ｂと、第３の絶縁シート５６の外周面を構成する第５の外周線５６Ｂと、第２のエンドプレート１０６の第２の外周線１０６Ｃとは、全周にわたって、重なっている。
【００４７】
Ａ−５．絶縁性試験：
図６は、絶縁性試験で使用するサンプル２００の模式図である。サンプル２００は、ナット２１０と、板材２２０と、ナット２１０と板材２２０との間に配置されたマイカ２３０とを備える。ナット２１０は、ステンレスにより形成され、直径が略１６ｍｍである。ナット２１０の外形は、第１のナット２４と同一であるため、図６では、第１のナット２４と同じ符号が付されている。絶縁性試験では、距離ΔＤ１、ΔＤ２（図２参照）が互いに異なる４つのナット２１０（ΔＤ１、ΔＤ２＝０．３ｍｍ（Ｃ０．３）、１ｍｍ（Ｃ１）、２ｍｍ（Ｃ２）、３ｍｍ（Ｃ３））を準備する。板材２２０は、ステンレスにより形成され、直径が略２５ｍｍである。マイカ２３０は、ナット２１０と同様、直径が略１６ｍｍであり、厚さは０．４ｍｍである。そして、４つのナット２１０のそれぞれを含む４つのサンプル２００について、絶縁性試験を行った。具体的には、各サンプル２００を７００℃の温度環境下に配置し、ナット２１０と板材２２０との間に直流電圧を印加し、毎秒６Ｖの昇電圧速度で電圧値を上昇させ、ナット２１０と板材２２０との間の放電電圧の変化を確認した。
【００４８】
図７は、サンプル２００を用いて行った絶縁性試験の結果を示すグラフであり、縦軸は、耐電圧（Ｖ）を示し、横軸は、面取り線２４Ｄとマイカ２３０の外周面の上端との最短距離Ｌ１を示す。最短距離Ｌ１は、例えば距離ΔＤ１、ΔＤ２から算出することができる。ここで、空間距離は、ナット２１０と板材２２０との間との空間中における最短距離であり、具体的には、最短距離Ｌ１と、マイカ２３０の厚さＬ２との合計距離である。図７のグラフ中の各プロットに付されたＣ０．３、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、上述した４つのサンプル２００を意味する。同グラフからも分かるように、マイカ２３０の厚さＬ２が同じでも、距離ΔＤ１、距離ΔＤ２（第２の面取り線１０６Ｄ）が長くなるほど、空間距離が長くなり、ナット２１０と板材２２０との間の耐電圧（絶縁性）が高くなっている。特に、距離ΔＤ１、ΔＤ２が１ｍｍ以上（Ｃ１以上）になると、耐電圧が際だって高くなっている。
【００４９】
なお、図２および図３に示す第１のナット２４および第１の絶縁シート５２と同様、マイカ２３０の外径がナット２１０の外径より大きくてもよい。この場合、空間距離は、最短距離Ｌ１と、マイカ２３０の厚さＬ２と、マイカ２３０とナット２１０との外径差との合計距離となり、空間距離が図６に示す構成よりさらに長くなる。すなわち、マイカ２３０の外径がナット２１０の外径より大きいほど、換言すれば、ナット２１０に対するマイカ２３０の突出長さが長いほど、ナット２１０と板材２２０との間の耐電圧（絶縁性）が高くなる。
【００５０】
Ａ−６．本実施形態の効果：
上述したように、第１のナット２４の下側表面とＺ方向回りの外周面との間の角部は、全周にわたって、Ｃ面取りされることによって切り欠き部とされている。しかも、Ｚ軸方向視で、第１の絶縁シート５２の外周面を構成する第３の外周線５２Ｂは、全周にわたって、第１のナット２４の第１の外周線２４Ｃより外側に突出している。このため、切り欠き部が無く、第１のナット２４と第１の絶縁シート５２とが同一サイズである構成に比べて、第１のナット２４と第１のエンドプレート１０４との空間距離が長いので、第１のナット２４と第１のエンドプレート１０４との間で電流がリークすることを抑制することができる。
【００５１】
また、第２のエンドプレート１０６の上側表面とＺ方向回りの外周面との間の角部は、全周にわたって、Ｃ面取りされることによって切り欠き部とされている。このため、切り欠き部が無い構成に比べて、ターミナルプレート１８と第２のエンドプレート１０６との空間距離が長いので、第３の絶縁シート５６がターミナルプレート１８の第２の本体部１５および第２のエンドプレート１０６と同一サイズであっても、ターミナルプレート１８と第２のエンドプレート１０６との間で電流がリークすることを抑制することができる。なお、ターミナルプレート１８の出力端子は、特に高電位になるが、本発明を適用することにより、電流のリークを抑制することができる。
【００５２】
ここで、第１の導電性部材（第１のエンドプレート１０４、ターミナルプレート１８）と第２の導電性部材（第１のナット２４、第２のエンドプレート１０６）との空間距離を長くする方法として、第１の導電性部材に切り欠き部を形成する方法が考えられる。しかし、単セル１１０に電気的に接続され電流経路を形成する第１の導電性部材に切り欠き部を形成すると、第１の導電性部材の電気抵抗が大きくなり、燃料電池スタック１００の出力が低下するおそれがある。特に、ターミナルプレート１８の第２の突出部１６に切り欠き部を形成すると、出力端子の電気抵抗が大きくなるため、出力端子から定格の出力を取り出すことができず、燃料電池スタック１００の高出力化の要請に応えられなくなるおそれがある。また、別の方法として、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間に配置される絶縁部材（第１の絶縁シート５２、第３の絶縁シート５６）に曲げ加工などの変形を加える方法が考えられる。しかし、絶縁シートの材料が、曲げ加工を可能な材料に限定され、また、加工部分の強度や絶縁性を担保できなくなるおそれがある。これに対して、本実施形態では、上述したように、第１の導電性部材に切り欠き部を形成することなく、かつ、平板状の絶縁部材を利用しつつ、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間で電流がリークすることを抑制することができる。
【００５３】
また、第１の面取り線２４Ｄは、第１の対向線２４Ｂの端と第１の外周線２４Ｃの下端とを結ぶ仮想直線Ｗ１上の位置にある直線である。このため、第１の面取り線２４Ｄの一部が仮想直線Ｗ１より下側に突出する場合に比べて、第１のナット２４と第１のエンドプレート１０４との間の空間距離が長いため、第１のナット２４と第１のエンドプレート１０４との間で電流がリークすることを、より効果的に抑制することができる。また、第２の面取り線１０６Ｄは、第２の対向線１０６Ｂの端と第２の外周線１０６Ｃの上端とを結ぶ仮想直線Ｗ２上の位置にある直線である。このため、第２の面取り線１０６Ｄの一部が仮想直線Ｗ２より上側に突出する場合に比べて、ターミナルプレート１８と第２のエンドプレート１０６との間の空間距離が長いため、ターミナルプレート１８と第２のエンドプレート１０６との間で電流がリークすることを、より効果的に抑制することができる。
【００５４】
また、Ｚ軸方向視で、ターミナルプレート１８の第４の外周線１５Ｂと、第３の絶縁シート５６の第５の外周線５６Ｂと、第２のエンドプレート１０６の第２の外周線１０６Ｃとが同じ位置にあるので、ターミナルプレート１８、第３の絶縁シート５６および第２のエンドプレート１０６の配置関係や、これらの部材に形成された各貫通孔１０８同士の配置関係がずれることを抑制することができる。
【００５５】
Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【００５６】
上記実施形態において、第１のエンドプレート１０４を、第２のエンドプレート１０６と同様、出力端子を有しないエンドプレートに変更してもよい。この出力端子を有しないエンドプレートも、特許請求の範囲における第１の導電性部材に相当する。また、第１のエンドプレート１０４を、第２のエンドプレート１０６と同様の構成とし、第３の絶縁シート５６と同様の絶縁シートと、ターミナルプレート１８と同様のターミナルプレートとを第１のエンドプレート１０４側からこの順で配置してもよい。この場合、第１のエンドプレート１０４および絶縁シートが、特許請求の範囲における第１の導電性部材および絶縁部材に相当する。なお、ターミナルプレート１８の第２の突出部１６等は、上記配列方向に直交する方向に突出するものに限定されず、配列方向に交差する方向に突出するものであればよい。
【００５７】
また、上記実施形態において、第３の絶縁シート５６および第２のエンドプレート１０６を排除して、ターミナルプレート１８と第２の絶縁シート５４とを接触させてもよい。この場合、ガス通路部材２７は、特許請求の範囲における第２の導電性部材に相当し、ターミナルプレート１８とガス通路部材２７との間に配置される第２の絶縁シート５４は、特許請求の範囲における絶縁部材に相当する。また、ターミナルプレート１８および絶縁材５８を排除して、発電単位１０２と第２のエンドプレート１０６とを接触させてもよい。この場合、第２のエンドプレート１０６は、特許請求の範囲における第１の導電性部材に相当し、ガス通路部材２７は、特許請求の範囲における第２の導電性部材に相当し、第２のエンドプレート１０６とガス通路部材２７との間に配置される第２の絶縁シート５４は、特許請求の範囲における絶縁部材に相当する。
【００５８】
上記実施形態では、絶縁部材として、ガラスシール材、マイカシート、ガラスシール材およびマイカシートの組み合わせを例示したが、これに限定されず、例えばセラミック繊維シート、セラミック圧粉シート、ガラスセラミック複合剤等により構成されたものでもよい。
【００５９】
上記実施形態において、第１のナット２４を、切り欠き部が形成されていないナットとしてもよい。このような構成でも、第１の絶縁シート５２が、全周に亘って、ナットより突出していれば、ナットと第１のエンドプレート１０４との間で電流がリークすることを抑制することができる。
【００６０】
上記実施形態において、Ｚ軸方向視で、第１のナット２４の下側表面の周縁が、全周に亘って、第１の絶縁シート５２の上側表面５２Ａの周縁より内側に位置している条件を満たせば、第１のナット２４のＺ方向に平行な少なくとも１つの断面における外形線が、第１の反対線２４Ａと、第１の対向線２４Ｂと、第１の外周線２４Ｃと、第１の面取り線２４Ｄとを含む構成でもよい。例えば、第１のナット２４の下側表面とＺ方向回りの外周面との間の角部の一部分に切り欠き部が形成され、その部分に対応する位置では、第１の絶縁シート５２が第１のナット２４より突出している構成でもよい。また、Ｚ軸方向視で、第２のエンドプレート１０６の上側表面の周縁が、全周に亘って、第３の絶縁シート５６の下側表面５８Ａの周縁より内側に位置している条件を満たせば、第２のエンドプレート１０６のＺ方向に平行な少なくとも１つの断面における外形線が、第２の反対線１０６Ａと、第２の対向線１０６Ｂと、第２の外周線１０６Ｃと、第２の面取り線１０６Ｄとを含む構成でもよい。
【００６１】
さらに、図８に示すように、第２の面取り線１０６Ｄを、仮想直線Ｗ２の下側の位置にある円弧線１０６Ｅとしてもよい。この構成であれば、比較的に簡単な形状により、ターミナルプレート１８と第２のエンドプレート１０６との間で電流がリークすることを、より効果的に抑制することができる。
【００６２】
また、上記実施形態において、燃料電池スタック１００に含まれる発電単位１０２の個数は、あくまで一例であり、発電単位１０２の個数は燃料電池スタック１００に要求される出力電圧等に応じて適宜決められる。
【００６３】
また、上記実施形態では、ボルト２２の両側にナット２４、２５が嵌められているとしているが、ボルト２２が頭部を有し、ナット２４、２５はボルト２２の頭部の反対側にのみ嵌められているとしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、各ボルト２２の軸部の外周面と各貫通孔１０８の内周面との間の空間を各マニホールドとして利用しているが、これに代えて、各ボルト２２の軸部に軸方向の孔を形成し、その孔を各マニホールドとして利用してもよい。また、各マニホールドを各ボルト２２が挿入される各貫通孔１０８とは別に設けてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、２つの発電単位１０２が隣接して配置されている場合には、１つのインターコネクタ１５０が隣接する２つの発電単位１０２に共有されるとしているが、このような場合でも、２つの発電単位１０２がそれぞれのインターコネクタ１５０を備えてもよい。また、上記実施形態では、燃料電池スタック１００において最も上に位置する発電単位１０２の上側のインターコネクタ１５０や、最も下に位置する発電単位１０２の下側のインターコネクタ１５０は省略されているが、これらのインターコネクタ１５０を省略せずに設けてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態において、燃料極側集電体１４４は、空気極側集電体１３４と同様の構成であってもよく、燃料極側集電体１４４と隣接するインターコネクタ１５０とが一体部材であってもよい。また、空気極側フレーム１３０ではなく燃料極側フレーム１４０が絶縁体であってもよい。また、空気極側フレーム１３０や燃料極側フレーム１４０は、多層構成であってもよい。
【００６７】
また、上記実施形態における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態において、都市ガスを改質して水素リッチな燃料ガスＦＧを得るとしているが、ＬＰガスや灯油、メタノール、ガソリン等の他の原料から燃料ガスＦＧを得るとしてもよいし、燃料ガスＦＧとして純水素を利用してもよい。
【００６９】
本明細書において、部材（または部材のある部分、以下同様）Ａを挟んで部材Ｂと部材Ｃとが互いに対向するとは、部材Ａと部材Ｂまたは部材Ｃとが隣接する形態に限定されず、部材Ａと部材Ｂまたは部材Ｃとの間に他の構成要素が介在する形態を含む。例えば、電解質層１１２と空気極１１４との間に他の層が設けられた構成であっても、空気極１１４と燃料極１１６とは電解質層１１２を挟んで互いに対向すると言える。
【００７０】
また、上記実施形態では、燃料ガスに含まれる水素と酸化剤ガスに含まれる酸素との電気化学反応を利用して発電を行うＳＯＦＣを対象としているが、本発明は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル（ＳＯＥＣ）の最小単位である電解セル単位や、複数の電解セル単位を備える電解セルスタックにも同様に適用可能である。なお、電解セルスタックの構成は、例えば特開２０１４−２０７１２０号に記載されているように公知であるためここでは詳述しないが、概略的には上述した実施形態における燃料電池スタック１００と同様の構成である。すなわち、上述した実施形態における燃料電池スタック１００を電解セルスタックと読み替え、発電単位１０２を電解セル単位と読み替えればよい。ただし、電解セルスタックの運転の際には、空気極１１４がプラス（陽極）で燃料極１１６がマイナス（陰極）となるように両電極間に電圧が印加されると共に、貫通孔１０８を介して原料ガスとしての水蒸気が供給される。これにより、各電解セル単位において水の電気分解反応が起こり、燃料室１７６で水素ガスが発生し、貫通孔１０８を介して電解セルスタックの外部に水素が取り出される。このような構成の電解セル単位および電解セルスタックにおいても、上記実施形態と同様に、第２の導電性部材に切り欠き部を形成したり、絶縁部材を第２の導電性部材より突出させたりする構成を採用すれば、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間で電流がリークすることを抑制することができるという効果を奏する。
【００７１】
また、上記実施形態では、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を例に説明したが、本発明は、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）といった他のタイプの燃料電池（または電解セル）にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１３：本体部  １３Ａ：表面  １４：突出部  １５：本体部  １５Ｂ：外周線  １６：第２の突出部  １８：ターミナルプレート  １８Ａ：表面  ２２：ボルト  ２４：第１のナット  ２４Ａ：第１の反対線  ２４Ｂ：第１の対向線  ２４Ｃ：第１の外周線  ２４Ｄ：第１の面取り線  ２５：ナット  ２７：ガス通路部材  ２８：本体部  ２９：分岐部  ５２：第１の絶縁シート  ５２Ａ：上側表面  ５２Ｂ：第３の外周線  ５４：第２の絶縁シート  ５６：第３の絶縁シート  ５６Ｂ：第５の外周線  ５７：ガラスシール材  ５８：絶縁材  ５８Ａ：下側表面  １００：燃料電池スタック  １０２：発電単位  １０４：第１のエンドプレート  １０６：第２のエンドプレート  １０６Ａ：第２の反対線  １０６Ｂ：第２の対向線  １０６Ｃ：第２の外周線  １０６Ｄ：第２の面取り線  １０６Ｅ：円弧線  １０８：貫通孔  １１０：単セル  １１２：電解質層  １１４：空気極  １１６：燃料極  １２０：セパレータ  １２１：孔  １２４：接合部  １３０：空気極側フレーム  １３１：孔  １３２：酸化剤ガス供給連通孔  １３３：酸化剤ガス排出連通孔  １３４：空気極側集電体  １３５：集電体要素  １４０：燃料極側フレーム  １４１：孔  １４２：燃料ガス供給連通孔  １４３：燃料ガス排出連通孔  １４４：燃料極側集電体  １４５：電極対向部  １４６：インターコネクタ対向部  １４７：連接部  １４９：スペーサー  １５０：インターコネクタ  １６１：酸化剤ガス導入マニホールド  １６２：酸化剤ガス排出マニホールド  １６６：空気室  １７１：燃料ガス導入マニホールド  １７２：燃料ガス排出マニホールド  １７６：燃料室  ２００：サンプル  ２１０：ナット  ２２０：板材  ２３０：マイカ  ＦＧ：燃料ガス  ＦＯＧ：燃料オフガス  Ｌ１：最短距離  Ｌ２：厚さ  ＯＧ：酸化剤ガス  ＯＯＧ：酸化剤オフガス  Ｗ１、Ｗ２：仮想直線
【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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