(57)【要約】【課題】支持膜式ＳＯＦＣスタックと酸化剤ガス分配部材との間の間隙に起因する問題を解決してなる支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックを得る。【解決手段】支持膜式固体酸化物形燃料電池の単セル全体を、カソード用開口、燃料ガスの導入用開口及び導出用開口を備えた合金箔板で包み込んでなるサブアセンブリの複数個を、電気的に直列に接続するとともに、酸化剤ガスを流通させるための波状部を有するインターコネクタと絶縁スペーサを介して積層してなる支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックであって、そのスタックとスタックへの酸化剤ガス分配部材との間の間隙に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿してなることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック。【選択図】図１１
2005317292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持膜式固体酸化物形燃料電池の単セル全体を、カソード用開口、燃料ガスの導入用開口及び導出用開口を備えた合金箔板で包み込んでなるサブアセンブリの複数個を、電気的に直列に接続するとともに、酸化剤ガスを流通させるための波状部を有するインターコネクタと絶縁スペーサを介して積層してなる支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックであって、そのスタックとスタックへの酸化剤ガス分配部材との間の間隙に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿してなることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１に記載の支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、前記スタックと酸化剤ガス分配部材との間の間隙に介挿する電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材がセラミックファイバーまたはガラスファイバーにより構成されたクッション部材であることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１または２に記載の支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、前記合金箔板が短冊状の箔板であることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、前記合金箔板の構成材料が耐熱性合金であることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、前記インターコネクタが、カソードと接する部分に波状部を備えてなるインターコネクタであることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、前記インターコネクタが、カソードと接する部分に波状部を備え且つその波状部にその波方向と平行にスリットを入れてなるインターコネクタであることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、前記インターコネクタが、カソードと接する部分に波状部を備え且つその波状部に複数個の孔を設けてなるインターコネクタであることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、前記インターコネクタの波状部の形状が断面ジグザグ状、断面マシュマロ状、断面台形状または断面コ字状であることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックに関し、より詳しくは、空気等の酸化剤ガス分配部材を備えた支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：以下適宜「ＳＯＦＣ」と略称する）の単電池すなわち単セルは、固体酸化物電解質を挟んでアノード及びカソードが配置され、アノード／電解質／カソードの３層ユニットで構成される。本明細書中、単セルを適宜「セル」とも言い、固体酸化物電解質を適宜「電解質」または「電解質膜」とも言う。
【０００３】
電解質材料としては、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等のシート状焼結体が用いられ、アノードとしては、例えばニッケルとイットリア安定化ジルコニアの混合物（Ｎｉ／ＹＳＺサーメット）等の多孔質体が用いられ、カソードとしては、例えばＳｒドープのＬａＭｎＯ3等の多孔質体が用いられ、通常、電解質材料の両面にアノードとカソードを焼き付けることにより単電池が構成される。
【０００４】
その作動時に、カソードに導入される酸化剤ガス（空気、酸素富化空気、酸素等、以下、代表して適宜空気と言う）中の酸素はカソードで酸化物イオン（Ｏ2-）となり、電解質を通ってアノードに至る。ここで、アノードに導入される燃料と反応して電子を放出し、電気と水、二酸化炭素等の反応生成物を生成する。カソードでの利用済み空気はカソードオフガスとして排出され、アノードでの利用済み燃料はアノードオフガスとして排出される。
【０００５】
ところで、従来のＳＯＦＣはその作動温度が１０００〜８００℃程度と高いが、最近ではそれ以下、８００〜６５０℃程度の範囲、例えば７５０℃程度の温度で作動するＳＯＦＣが開発されつつある。図１はそのＳＯＦＣのセルの構成態様を説明する図である。図１（ａ）は単セルの断面図、図１（ｂ）はカソード側から見た斜視図である。図１（ａ）〜（ｂ）のとおり、セルは、アノードの上に電解質膜が配置され、電解質膜の上にカソードが配置されて構成される。
【０００６】
固体酸化物電解質として、例えばジルコニア系やＬａＧａＯ3系などの電解質材料が用いられ、これら電解質材料を膜厚の厚いアノードで支持するように構成されており、支持膜式と称される。支持膜式ＳＯＦＣにおいては、電解質膜の膜厚を薄く構成でき、その膜厚が例えば１０μｍ程度となり、８００〜６５０℃という低温で運転できる。このため、その構成材料として耐熱合金、例えばステンレス鋼などの安価な材料の使用を可能とし、また小型化が可能であるなど各種利点を有する。
【０００７】
図２は、そのようにして構成された単セルを組み込んだ支持膜式ＳＯＦＣスタックの構成例を示す図である。ここで、カソードとセパレータＡとの間に空気が流通し、カソードとセパレータＡの間は電気的に接触している必要がある。このため、カソードとセパレータＡの間には、空気流通用の溝を有し且つ導電性のインターコネクタが設けられるが、図示は省略している。インターコネクタは、セパレータＡとは別個に設けてもよく、それと一体にして設けてもよい。
【０００８】
図２のとおり、支持膜式ＳＯＦＣスタックは、上部から下部へ順次セパレータＡ、セパレータＢ、セパレータＣ、セル、セパレータＤが配置される。このうちセパレータＣはセルサポートフォイルともいわれる。セパレータＡの上部には集電板等が配置されるが、図示は省略している。セパレータＡ〜Ｄはステンレス鋼等の耐熱合金で構成される。なお、図２中、アノードと集電板とを間隙を置いて示しているが、両者は電気的に接触している必要がある。このため、アノード下面と集電板を直かに接するようにしてもよく、両者間にニッケルフェルト等を介在させてもよい。アノードは多孔質体であるので、燃料はアノード中やその下面を流通しながら発電に寄与する。
【０００９】
ところで、上記のような低温作動の支持膜式ＳＯＦＣにおいても、単セル一個の電圧は低いため、通常、単セルを複数層電気的に直列に積層して構成される。単セルをセルサポートフォイル（すなわち図２中セパレータＣ）に接合し、それをマニホールド（図２中セパレータＢ、Ｄ）に納まるように配置、接合したものをユニットとし、これを耐熱合金製のインターコネクタを介して次のユニットに接合することによりスタックが形成される。
【００１０】
加えて、支持膜式ＳＯＦＣスタックを流通する燃料、空気、アノードオフガス、カソードオフガスはすべて気体であることから、各部材間でガス封止をするが、その封止性を高めるために各部材間にシール材を挟み込む必要があるなど、支持膜式ＳＯＦＣスタックを構成するには数多くの部材に加え、煩鎖で数多くの工程を必要とする。
【００１１】
本発明者らは、そのような数多くの部材や煩鎖で数多くの工程を経ることなく構成でき、且つ、ガス封止部を格段に減じてなる支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリ、これを用いた支持膜式ＳＯＦＣスタック及びモジュールを先に開発している（特願２００３−１１２２０２号：平成１５年４月１６日出願）。以下、これらサブアセンブリ、スタック及びアセンブリについてその概略を順次説明する。
【００１２】
【特許文献１】特願２００３−１１２２０２号
【００１３】
〈支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリについて〉
支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリは、支持膜式ＳＯＦＣの単セル全体を、カソード用開口、燃料ガスの導入用開口及び導出用開口を備えた合金箔板で包み込んでなる支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリである。図３〜４はその構成例を示す図で、図３は形成過程を示し、図４は図３の形成過程で構成されサブアセンブリを示している。図３（ａ）は第１合金箔板１を示す図、図３（ｂ）は第２合金箔板２を示す図である。これは合金箔板を短冊状の形状に形成した例であるが、合金箔板は矩形状のほか、四角形状その他適宜の形状とすることができる。
【００１４】
図３（ａ）のとおり、第１の短冊状合金箔板１は、その中央部にカソード用開口（窓）３を備え、長手方向の両端に燃料ガス流通用開口４、４を備える。そして、その長手方向に対する左右両端に図３（ｂ）に示す第２の短冊状合金箔板２との接合部５、５を設けて構成される。第２の短冊状合金箔板２は、その長手方向の両端に燃料ガス流通用開口７、７を備える。そして、その短冊状合金箔板の長手方向に対する左右両端に図３（ａ）に示す第１の短冊状合金箔板１の接合部５、５との接合部６、６を設けて構成される。
【００１５】
ここで、第２の短冊状合金箔板２の接合部６、６はその端部を折曲げて構成し、第１の短冊状合金箔板１の接合部５、５はその端部を２回折り曲げ、第２の短冊状合金箔板２の接合部６、６で係止されるように構成しているが、その形状は、第２の短冊状合金箔板２の接合部６、６と第１の短冊状合金箔板１の接合部５、５とが接合し得る適宜の形状に構成することができる。その接合は溶接や、接合材により接合することができ、接合材としては金属ろうやガラス接合材等が用いられる。
【００１６】
上記のように構成した第１の短冊状合金箔板１及び第２の短冊状合金箔板２を用いて支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリを構成する。図３（ｃ）はその形成過程を示す図で、それら両合金箔板１、２と、前述図１に示すような支持膜式ＳＯＦＣの単セル１０と、スペーサ８、８を用いてサブアセンブリを構成する。ここで、単セル１０はカソードを上にして配置される。スペーサ８、８は、第１の短冊状合金箔板１の長手方向の両端に設けられた開口４、４及び第２の短冊状合金箔板２の長手方向の両端に設けられた開口７、７に対応した開口を有し、両短冊状合金箔板と同様の合金部材で構成される。スペーサ８、８には内部に向けて燃料ガスが通るように開口部側面に複数の孔９が設けてある。
【００１７】
図３（ｃ）のとおり、まず第２の短冊状合金箔板２の中央部に単セル１０を載置する。そして、第１の短冊状合金箔板１と第２の短冊状合金箔板２との間で、第１の短冊状合金箔板１の長手方向の両端開口４、４と第２の短冊状合金箔板２の長手方向の両端開口７、７に対応した位置にスペーサ８、８を配置する。図３（ｃ）中、矢印（→←）はスペーサ８、８の介挿方向を示している。その後、第２の短冊状合金箔板２の接合部６、６で第１の短冊状合金箔板１の接合部５、５を係止し、その間を溶接または接合材で接合する。
【００１８】
図４は、こうして構成された支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリ１１を示し、図４（ａ）はカソード側すなわち表面側から見た斜視図、図４（ｂ）はアノード側すなわち裏面側から見た斜視図である。図４のとおり、本サブアセンブリは、支持膜式ＳＯＦＣの単セル全体を、カソード用開口、燃料ガスの導入用開口及び導出用開口を備えた合金箔板で包み込んで構成される。図４に示すような支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリは、一枚の合金箔板を折曲げて単セルを包み込むことでも作製することもできる。一枚の合金箔板を折曲げて単セルを包み込む構成によれば、接合する箇所が合金箔板の折曲部と相対する端部だけであるので、その工作上も簡単且つ容易であり、ガスシール性の優れた支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリとすることができる。
【００１９】
〈支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリを用いたスタックについて〉
支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリを用いてスタックが構成される。構成部材としては、以上のようにして作製した支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリと絶縁体部材とインターコネクタを用いる。絶縁体部材は、スタック構成用サブアセンブリの開口と対応した開口を有し、例えば雲母等の耐熱性材料で構成され、インターコネクタは、例えばステンレス鋼等の耐熱性合金で構成される。
【００２０】
インターコネクタは通常波状に構成され、その波状部により空気流通（つまりガス流通）及び電気的接続が行われる。すなわち、インターコネクタは、空気流通及び電気的接続用の波状部を備えて構成し、これを単セルのカソードに対応する部位に配置する。インターコネクタは、その点を基本とし、空気流通及び電気的接続用の波状部をその両側に延長し、その両端部に絶縁体部材の開口及びサブアセンブリの開口に対応した開口を備えて構成してもよい。この場合にも、空気流通及び電気的接続用の波状部を単セルのカソードに対応する部位に配置する。
【００２１】
図５は、図４に示すような支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリ１１を用いた支持膜式ＳＯＦＣスタックの構成過程を示す図である。インターコネクタとして、上記空気流通及び電気的接続用の波状部からその両側に面状に延長し、その両端部に絶縁体部材の開口及びサブアセンブリの開口に対応した開口を備えたインターコネクタを用いる場合を示している。図５のとおり、インターコネクタ１３は、その両端に絶縁体部材１２、１２の開口及びサブアセンブリ１１の開口４（７）、４（７）に対応した開口１４、１４を備え、その中央部の単セル１０のカソードに対応する部位に空気流通及び電気的接続用の波状部（溝）１５が設けてある。
【００２２】
支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリ１１に、その長手方向両端の開口部４（７）、４（７）に対応した開口を有する絶縁体部材１２、１２を載置し、その上にインターコネクタ１３を載置することにより支持膜式ＳＯＦＣスタックが形成される。図５中、矢印（↓）はその載置方向を示すものである。こうして作製した支持膜式ＳＯＦＣスタックは上下両面に集電板を配し、ケーシング内に納めて使用される。図６はこうして構成された支持膜式ＳＯＦＣスタックの長手方向中央部の断面図である。
以上は単セル一個を配置したスタックであるが、当該スタックの複数個を積層して複数個の単セルを備えた支持膜式ＳＯＦＣスタックが構成される。なお、前述特願２００３−１１２２０２号では、そのように複数個を積層したものを支持膜式ＳＯＦＣモジュールと称している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
以上のようにして構成した支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリは、その一個でスタックを構成してもよいが、その複数個を空気の流通及び電気的接続を行うインターコネクタを介して積層することにより支持膜式ＳＯＦＣスタックを構成する。図７はその態様を説明する図で、各部材の配置関係を示すため、各部材を間隔を置いて示している。図７では、サブアセンブリの三個を積層する場合を示しているが、サブアセンブリの二個を積層する場合、またサブアセンブリの四個以上を積層する場合についても同様である。
【００２４】
図７のとおり、下部台２０の上に、順次、サブアセンブリ１１、絶縁スペーサ２１、インターコネクタ２２、サブアセンブリ１１、絶縁スペーサ２１、インターコネクタ２２、サブアセンブリ１１、絶縁スペーサ２１、インターコネクタ２２を配置する。そして上部から荷重をかけることでＳＯＦＣスタックが構成される。図８は、最下部のサブアセンブリの下面中央部に集電用電流端子を配置する態様を示す図で、他の点は図７の態様と同様である。
【００２５】
こうして構成した支持膜式ＳＯＦＣスタックを用いて発電するに際しては、燃料は、図７中点線矢印（-----→）のように流れ、各サブアセンブリ１１中のアノードを流通して発電に寄与し、アノードオフガスとして排出される。そして、空気を各インターコネクタ２２の波状部で形成される空隙すなわち空気流通路に向けて流通させる。そのため、その流通路に向けて空気を均等に分配するための分配部材が併置される。図９は、ＳＯＦＣスタックに対するその分配部材の配置関係を示す図である。
【００２６】
図９のとおり、ＳＯＦＣスタックの側部に空気の分配部材２４が配置される。分配部材２４はＳＯＦＣスタックの形状に対応した形状のケーシング２５の一面に多数の孔２６を備える。ケーシング２５へ導入された空気は、多数の孔２６から放出され、インターコネクタの波状部で形成される空気流通路に向けて流通させる。
【００２７】
しかし、この場合、酸化剤ガス分配部材２４は一般に耐熱性金属（合金）で形成され、ＳＯＦＣスタックを構成する各サブアセンブリ間の短絡を防ぐため、サブアセンブリとの間に間隙を置いて配置される。すると、発電時に、図９中太矢印で示すとおり、この間隙から空気が流出し、サブアセンブリのカソードに到達する空気の量が相対的に減少するため、スタックの性能が低下することになる。これを補うため空気流量を増やそうとすると、そのための動力が増えるのでシステムとして効率が低下する。
【００２８】
そこで、本発明は、支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックと酸化剤ガス分配部材との間の間隙に起因する上記問題点を解決してなる支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、支持膜式固体酸化物形燃料電池の単セル全体を、カソード用開口、燃料ガスの導入用開口及び導出用開口を備えた合金箔板で包み込んでなるサブアセンブリの複数個を、電気的に直列に接続するとともに、酸化剤ガスを流通させるための波状部を有するインターコネクタと絶縁スペーサを介して積層してなる支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックであって、そのスタックとスタックへの酸化剤ガス分配部材との間の間隙に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿してなることを特徴とする支持膜式固体酸化物形燃料電池スタックを提供する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、支持膜式ＳＯＦＣスタックと酸化剤ガス分配部材との間の間隙に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿することにより、その間隙からの空気流出を抑えることができる。そして、これにより同一空気量でのスタックの発電性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、支持膜式ＳＯＦＣの単セル全体を、カソード用開口、燃料ガスの導入用開口及び導出用開口を備えた合金箔板で包み込んでなるサブアセンブリの複数個を、電気的に直列に接続するとともに、酸化剤ガスを流通させるための波状部を有するインターコネクタと絶縁スペーサを介して積層してなる支持膜式ＳＯＦＣスタックである。そして、その支持膜式ＳＯＦＣスタックとスタックへの酸化剤ガス分配部材との間の間隙に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿してなることを特徴とする。
【００３２】
図１０〜１１は、本発明において、支持膜式ＳＯＦＣスタックと酸化剤ガス分配部材との間の間隙に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿して支持膜式ＳＯＦＣスタックを構成する態様を説明する図である。図１０〜１１では、サブアセンブリの四個を積層したＳＯＦＣスタックを示しているが、サブアセンブリの三個、またサブアセンブリの五個以上を積層する場合についても同様である。
【００３３】
図１０のとおり、支持膜式ＳＯＦＣスタックと酸化剤ガス分配部材２４との間の隙間に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材２７を介挿する。介挿するクッション部材２７の構成材料は、電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション性を有する材料であればよいが、その例としてはセラミックファイバーやガラスファイバーなどが挙げられる。これらはウール（羊毛に似た繊維の塊状）やマット（フェルト状にしたもの）などの形にして使用される。
【００３４】
電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材２７は、支持膜式ＳＯＦＣスタックの空気供給側の面の周縁面と、この周縁面に対応する酸化剤ガス分配部材２４の周縁面との間に配置することから、その周縁面の形状に合わせた形状で配置される。その構成材料としてセラミックファイバーやガラスファイバーを用いる場合には、それらファイバーをウールやマットとして予めそのような形に成形して介挿するのが好ましい。
【００３５】
図１１は、こうして支持膜式ＳＯＦＣスタックとスタックへの酸化剤ガス分配部材との間の間隙に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿した状態を示している。本発明によれば、そのように電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿することにより、支持膜式ＳＯＦＣスタックと酸化剤ガス分配部材２４との間の隙間からの酸化剤ガス流出を抑えることができる。このため、同一酸化剤ガス量でのＳＯＦＣスタックの発電性能を向上させることができる。
【００３６】
〈本発明に関連する構成部材：インターコネクタの構成態様〉
本発明においては、電気的に直列に接続するとともに酸化剤ガスを流通させるための波状部を有するインターコネクタとして、支持膜式ＳＯＦＣの単セルあるいはサブアセンブリの形状に対応した構成を備えたインターコネクタを用いることが有用である。以下、そのインターコネクタの構成について順次説明する。
【００３７】
インターコネクタの波状部における波状の形状は各種形状を採ることができる。図１２はその形状の態様例を示す図である。図１２（ａ）は断面波状の形状、図１２（ｂ）は断面ジグザグ状の形状、図１２（ｃ）は断面マシュマロ状の形状、図１２（ｄ）は断面台形状の形状、図１２（ｅ）は断面コ字状の形状であり、さらにはこれらの変形形状を採ることができる。ここで、本明細書及び特許請求の範囲における、インターコネクタの波状部あるいはその波状とは、図１２（ａ）に示すような断面波状の形状そのものを意味するほか、当該断面波状の形状を含む上記各種形状のものを包括した意味でも用いている。
【００３８】
支持膜式ＳＯＦＣの単セルの表面すなわちカソード面は、中央部が膨らみ、周縁部に向けて漸次湾曲して反りないし歪みが生じる。すると、スタック作製に際して、そのカソード面に図５〜６に示すようにインターコネクタの波状部１５を当接させる場合、その反りないし歪みにより、図１３（ｂ）中、非接触部分として示すように、カソード面とインターコネクタの波状部間の接触が阻害され、電気的接触にむらが生じて接触抵抗を増大させ、発電性能を低下させてしまう。そこで、インターコネクタの波状部に、その波方向と平行にスリットを入れて構成する。図１４はその態様を示す図である。
【００３９】
図１４のとおり、その波状部に、その波方向と平行にスリットを入れる。これにより、支持膜式ＳＯＦＣの単セルのカソード面とインターコネクタの波状部をむらなく接触させ、両者間で均等な電気的接触を達成することができる。本スリットは、図１４に示す断面波状の形状とは限らず、図１２（ｂ）〜（ｅ）に示すような、断面ジグザグ状、断面マシュマロ状、断面台形状、断面コ字状の形状の波状部のほか、これらの変形形状の波状部にも適用することができる。
【００４０】
支持膜式ＳＯＦＣの単セルをインターコネクタを介してスタック化した場合、そのカソード面とインターコネクタの波状部の位置関係は図１５（ａ）〜（ｂ）に示すようになる。そして、インターコネクタの波状部１５の空隙が空気の流通路となる。図１５（ａ）に示すように、波状部のうちセルのカソード面に面する側の流路を流れる空気は発電に寄与するが、図１５（ｂ）に示すように、波状部のうちセルのカソード面に面しない側の流路を流れる空気はカソード面を流通しないことになり、発電に寄与しないことになる。
【００４１】
そこで、インターコネクタの波状部に複数個の孔を設ける。図１６はその態様を示す図である。図１６（ａ）〜（ｂ）のとおり、インターコネクタの波状部に複数個の孔を設ける。図１６（ａ）は、前述図１３（ａ）に示すような、スリットを設けない波状部に複数個の孔を設ける態様、図１６（ｂ）は、前述図１４に示すようにスリットを設けた波状部に複数個の孔を設ける態様である。これら複数の孔により、波状部のうちセルのカソード面に面しない側の流路を流れる空気をカソード側に流通させ、カソードに接触させて発電に寄与させることができる。複数個の孔は、図１６に示す断面波状の形状とは限らず、図１２（ｂ）〜（ｅ）に示すような、断面ジグザグ状、断面マシュマロ状、断面台形状、断面コ字状の形状の波状部のほか、これらの変形形状の波状部にも適用することができる。
【００４２】
本発明におけるスタックを構成する合金箔板及びインターコネクタの構成材料としてはステンレス鋼等の耐熱性合金が用いられる。また、スタックに供給する燃料としては、炭化水素、都市ガス、ＬＰガス、天然ガス、ガソリン、軽油、灯油、ディーゼル油、アルコール類（メチルアルコール、エチルアルコール等）、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）などが用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】支持膜式ＳＯＦＣの単セルの態様例を説明する図
【図２】単セルを組み込んだＳＯＦＣスタックの構成例を示す図
【図３】支持膜式ＳＯＦＣの単セル全体を、カソード用開口、燃料ガスの導入用開口及び導出用開口を備えた合金箔板で包み込んでなるサブアセンブリの構成例を示す図
【図４】支持膜式ＳＯＦＣの単セル全体を、カソード用開口、燃料ガスの導入用開口及び導出用開口を備えた合金箔板で包み込んでなるサブアセンブリの構成例を示す図
【図５】図４に示すようなサブアセンブリを用いた支持膜式ＳＯＦＣスタックの構成過程を示す図
【図６】図５のようにして構成された支持膜式ＳＯＦＣスタックの長手方向中央部の断面図
【図７】支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリを用いて支持膜式ＳＯＦＣスタックを構成する態様を説明する図
【図８】支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリを用いて支持膜式ＳＯＦＣスタックを構成する態様を説明する図
【図９】支持膜式ＳＯＦＣスタックに対して酸化剤ガス分配部材を併置したその配置関係を示す図
【図１０】本発明において、スタックと酸化剤ガス分配部材との間の間隙に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿して支持膜式ＳＯＦＣスタックを構成する態様を説明する図
【図１１】本発明において、スタックと酸化剤ガス分配部材との間の間隙に電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材を介挿して支持膜式ＳＯＦＣスタックを構成する態様を説明する図
【図１２】インターコネクタの波状部における波状の形状の態様例を示す図
【図１３】支持膜式ＳＯＦＣの単セルのカソード面形状に起因する問題を説明する図
【図１４】インターコネクタの波状部にその波方向と平行にスリットを入れて構成する態様を示す図
【図１５】支持膜式ＳＯＦＣの単セルのカソード面に対するインターコネクタの波状部の問題を説明する図
【図１６】インターコネクタの波状部に複数個の孔を設ける態様を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１  第１合金箔板
２  第２合金箔板
３  カソード用開口（窓）
４、４  燃料ガス流通用開口
５、５  接合部
６、６  接合部
７、７  燃料ガス流通用開口
８、８  スペーサ
９  複数の孔
１０  単セル
１１  支持膜式ＳＯＦＣスタック構成用サブアセンブリ
１２、１２  絶縁体部材
１３、２２  インターコネクタ
１４、１４  開口
１５  波状部（溝）
２０  下部台
２１  絶縁スペーサ
２３  集電用電流端子
２４  酸化剤ガス分配部材
２５  ケーシング
２６  ケーシングの一面に備える多数の孔
２７  電気絶縁性で且つガスの透過を抑制する断熱性クッション部材
【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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【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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