(57)【要約】【課題】使用済みの燃料ガス及び酸化剤ガスが電解質・電極接合体の近傍で接触することがなく、排ガスの燃焼による発電効率及び耐久性の低下を確実に阻止することを可能にする。【解決手段】燃料電池１０は、電解質・電極接合体２６とセパレータ２８とを備える。セパレータ２８間には、排ガス分離部材９０が配設される。排ガス分離部材９０は、電解質・電極接合体２６の外周部を周回する周回部９２と、前記周回部９２に固着され、前記電解質・電極接合体２６の外周端縁部と前記セパレータ２８との間に挟持される封止部９４と、前記周回部９２に一体に設けられ、前記セパレータ２８に対向する他のセパレータ２８に係止される係止部９６とを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体と、セパレータとが積層される燃料電池であって、
前記セパレータ間に配設される排ガス分離部材を備え、
前記排ガス分離部材は、前記電解質・電極接合体の外周部を周回し、且つ前記アノード電極又は前記カソード電極の一方の電極で使用後の第１排ガスを前記電解質・電極接合体の外方に排出する開口部を設ける周回部と、
前記周回部の端部に設けられ、前記第１排ガスが前記一方の電極とは反対の他方の電極側に導入されることを阻止するための封止部と、
を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記排ガス分離部材は、前記周回部及び前記封止部の組み合わせにより弾性特性を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体と、セパレータとが積層される燃料電池であって、
前記セパレータ間に配設される排ガス分離部材を備え、
前記排ガス分離部材は、前記電解質・電極接合体の外周部を周回し、且つ前記アノード電極又は前記カソード電極の一方の電極で使用後の第１排ガスを前記電解質・電極接合体の外方に排出する開口部を設ける周回部と、
前記周回部に固着され又は一体に設けられ、前記第１排ガスが前記一方の電極とは反対の他方の電極側に導入されることを阻止するための封止部と、
前記周回部の端部に設けられ、前記排ガス分離部材を前記一方の電極側に配置された前記セパレータに係止させる係止部と、
を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項３記載の燃料電池において、前記排ガス分離部材は、前記周回部、前記封止部及び前記係止部の組み合わせにより弾性特性を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項３記載の燃料電池において、前記セパレータには、前記アノード電極の電極面中心から電極面外周に向かって前記燃料ガスを供給する燃料ガス通路と、
前記カソード電極の電極面中心から電極面外周に向かって酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス通路と、
が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項５記載の燃料電池において、前記周回部及び前記封止部は、前記電解質・電極接合体の外周面との間に、前記第１排ガスを貯留可能なチャンバを形成することを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
請求項１又は３記載の燃料電池において、前記封止部は、前記電解質・電極接合体の外周端縁部から前記周回部との間に設けられるとともに、前記外周端縁部に対応して薄肉状に構成されることを特徴とする燃料電池。
【請求項８】
請求項３記載の燃料電池において、前記係止部は、前記セパレータに弾性を有して係止されることを特徴とする燃料電池。
【請求項９】
請求項３記載の燃料電池において、前記係止部は、前記セパレータにかしめ処理により係止されることを特徴とする燃料電池。
【請求項１０】
請求項３記載の燃料電池において、前記係止部は、前記セパレータの屈曲する端部と重なり合って係止されることを特徴とする燃料電池。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の燃料電池において、前記係止部と前記セパレータとの間には、絶縁体が介装されることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体と、セパレータとが積層される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）は、電解質に酸化物イオン導電体、例えば、安定化ジルコニアを用いており、この電解質の両側にアノード電極及びカソード電極を配設した電解質・電極接合体を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持している。この燃料電池は、通常、電解質・電極接合体とセパレータとが所定数だけ積層された燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池では、電解質・電極接合体を構成するアノード電極及びカソード電極に、それぞれ燃料ガス（例えば、水素ガス）及び酸化剤ガス（例えば、空気）を供給するとともに、発電反応に使用されなかった残余の燃料ガス（オフガス）及び酸化剤ガスを、この燃料電池の外周部から外方に放出するシールレス構造が採用される場合が多い。その際、燃料電池の外部に排出された空気は、アノード電極側に巻き込まれて逆拡散が発生し、この逆拡散された空気とアノード電極に供給される燃料ガスとが燃焼反応するというおそれがある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている固体酸化物型燃料電池が知られている。この燃料電池は、図２５に示すように、固体電解質層１ａの両面に燃料極層１ｂと酸化剤極層１ｃとを配置した発電セル１を備えている。この発電セル１には、燃料極集電体２と酸化剤極集電体３とが配置されるとともに、前記燃料極集電体２及び前記酸化剤極集電体３の外側にセパレータ４が配置されてシールレス構造の燃料電池が構成されている。そして、燃料極層１ｂ及び燃料極集電体２の外周部を覆うように、ガス排出孔５ａを有する絶縁性カバー５が配設されている。
【０００５】
このように、燃料極集電体２の外周面が、絶縁性カバー５により覆われることによって、前記燃料極集電体２の外周部から排出されるオフガスの排出箇所が、ガス排出孔５ａに制限され、発電反応に寄与しない燃料ガスの排出量を抑えることができる、としている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−８５５２１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１では、燃料極集電体２の外周部から排出される燃料ガスと、酸化剤極集電体３の外周部から排出される酸化剤ガスとが、発電セル１の外周部近傍で接触し易い。このため、発電セル１の外周近傍で燃料ガスと酸化剤ガスとが燃焼してしまい、前記発電セル１の外周部に局部的な温度上昇等が発生し、熱応力により発電セル１が破損するおそれがある。さらに、絶縁性カバー５は、発電セル１や酸化剤極集電体３に対して異種材料であるため、線膨張係数の相違によって割れや接触不良による接触抵抗の増加が生じ、発電効率及び耐久性の低下が惹起されるという問題がある。
【０００８】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、使用済みの燃料ガス及び酸化剤ガスが電解質・電極接合体の近傍で接触することがなく、排ガスの燃焼による発電効率及び耐久性の低下を確実に阻止することが可能な燃料電池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】
【０００９】
本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体と、セパレータとが積層される燃料電池に関するものである。この燃料電池は、セパレータ間に配設される排ガス分離部材を備えている。
【００１０】
排ガス分離部材は、電解質・電極接合体の外周部を周回し、且つアノード電極又はカソード電極の一方の電極で使用後の第１排ガスを前記電解質・電極接合体の外方に排出する開口部を設ける周回部と、前記周回部の端部に設けられ、前記第１排ガスが前記一方の電極とは反対の他方の電極側に導入されることを阻止するための封止部とを有している。
【００１１】
また、排ガス分離部材は、周回部及び封止部の組み合わせにより弾性特性を有することが好ましい。セパレータと電解質・電極構造体との片当たりを有効に防止することができるからである。
【００１２】
さらに、本発明は、排ガス分離部材が、電解質・電極接合体の外周部を周回し、且つアノード電極又はカソード電極の一方の電極で使用後の第１排ガスを前記電解質・電極接合体の外方に排出する開口部を設ける周回部と、前記周回部に固着され又は一体に設けられ、前記第１排ガスが前記一方の電極とは反対の他方の電極側に導入されることを阻止するための封止部と、前記周回部の端部に設けられ、前記排ガス分離部材を前記一方の電極側に配置されたセパレータに係止させる係止部とを有している。
【００１３】
さらにまた、排ガス分離部材は、周回部、封止部及び係止部の組み合わせにより弾性特性を有することが好ましい。セパレータと電解質・電極構造体との片当たりを有効に防止することができるからである。
【００１４】
また、セパレータには、アノード電極の電極面中心から電極面外周に向かって燃料ガスを供給する燃料ガス通路と、カソード電極の電極面中心から電極面外周に向かって酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス通路とが設けられることが好ましい。燃料ガス及び酸化剤ガスの流れが均一化されるため、発電反応が均一になって熱歪の発生を低減させるとともに、燃料ガスの利用率が向上するからである。
【００１５】
さらに、周回部及び封止部は、電解質・電極接合体の外周面との間に、第１排ガスを貯留可能なチャンバを形成することが好ましい。周回部と電解質・電極接合体とは、直接接触することがなく、互いの熱膨張差による変形や損傷を回避するとともに、チャンバ内の第１排ガスの圧力を外部圧力よりも高圧に維持することができ、前記チャンバ内に外部雰囲気の逆流を防止することが可能になるからである。
【００１６】
さらにまた、封止部は、電解質・電極接合体の外周端縁部から周回部との間に設けられるとともに、前記外周端縁部に対応して薄肉状に構成されることが好ましい。
【００１７】
さらに、係止部は、セパレータに弾性を有して係止されることが好ましい。先ず、封止部が、燃料電池に付与される荷重を受けて位置決めされるとともに、集電性を保持することができる一方、係止部の変形作用下に前記係止部の密着性及びシール性が向上するからである。
【００１８】
また、係止部は、セパレータにかしめ処理により係止されることが好ましい。係止部とセパレータとを確実に密着させることができ、シール性を一層向上させることが可能になるからである。
【００１９】
さらに、係止部は、セパレータの屈曲する端部と重なり合って係止されることが好ましい。所望のシール性を維持するとともに、係止部とセパレータとの熱膨張差を緩和することができるからである。
【００２０】
さらにまた、係止部とセパレータとの間には、絶縁体が介装されることが好ましい。簡単な構成で、アノード電極とカソード電極との短絡を阻止することができるからである。
【００２１】
ここで、アノード電極に発電反応のために供給された燃料ガスのうち、未反応ガスを含む使用済みの燃料ガスをオフガスという。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、一方の電極で使用後の第１排ガスは、周回部の開口部を通って電解質・電極接合体の外方に排出されるとともに、他方の電極で使用後の第２排ガスは、封止部を介して前記第１排ガスに接触することがなく、前記電解質・電極接合体の外方に排出される。このため、電解質・電極接合体の外周近傍で第１及び第２排ガスによる燃焼が惹起されることを確実に阻止することができ、前記電解質・電極接合体の発電効率及び耐久性を良好に向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０が矢印Ａ方向に複数積層された燃料電池スタック１２の概略斜視説明図である。
【００２４】
燃料電池１０は、固体電解質型燃料電池であり、定置用の他、車載用等の種々の用途に用いられている。燃料電池１０は、図２及び図３に示すように、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電体で構成される電解質（電解質板）２０の両面に、カソード電極２２及びアノード電極２４が設けられた電解質・電極接合体２６を備える。電解質・電極接合体２６は、円板状に形成されるとともに、カソード電極２２の外周面は、酸化剤ガスの洩れを阻止するために緻密化されている。
【００２５】
図２及び図３に示すように、燃料電池１０は、一組のセパレータ２８間に電解質・電極接合体２６を挟んで構成される。セパレータ２８は、第１、第２及び第３プレート３０、３２及び３４を備える。第１〜第３プレート３０、３２及び３４は、例えば、ステンレス合金等の板金で構成され、前記第２プレート３２の両面（図２及び図４参照）に、前記第１プレート３０と前記第３プレート３４とが、例えば、ろう付けにより接合される。
【００２６】
図２に示すように、第１プレート３０は、積層方向（矢印Ａ方向）に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔３６が形成される第１小径端部３８を備え、この第１小径端部３８には、幅狭な橋架部４０を介して比較的大径な第１円板部４２が一体的に設けられる。第１円板部４２は、電解質・電極接合体２６のアノード電極２４よりも所定の寸法だけ大径に設定される。
【００２７】
第１円板部４２のアノード電極２４に接触する面には、多数の凸部４４が外周縁部近傍から中心部にわたって設けられるとともに、前記第１円板部４２の外周縁部には、前記凸部４４を周回して略リング状凸部４６が設けられる。凸部４４及び略リング状凸部４６は、集電部である第１突起部４７を構成する。図５に示すように、凸部４４及び略リング状凸部４６は、アノード電極（一方の電極）２４に向かって突出し、且つ前記アノード電極２４との間に燃料ガスを流す燃料ガス通路４９を形成する。
【００２８】
第１円板部４２の中央には、アノード電極２４の略中央部に向かって燃料ガスを供給するための燃料ガス導入口４８が形成される。なお、凸部４４は、略リング状凸部４６と同一平面内に複数の凹部を形成することによって構成してもよい。
【００２９】
図２に示すように、第３プレート３４は、積層方向（矢印Ａ方向）に沿って酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔５０が形成される第２小径端部５２を備える。この第２小径端部５２には、幅狭な橋架部５４を介して比較的大径な第２円板部５６が一体的に設けられる。第２円板部５６は、カソード電極２２よりも所定の寸法だけ大径に設定される。
【００３０】
第２円板部５６は、電解質・電極接合体２６のカソード電極２２に接する面に、複数の第２突起部５８が面内全面にわたって形成される。第２突起部５８は、集電部を構成する。図５に示すように、第２突起部５８は、カソード電極（他方の電極）２２に向かって突出し、且つ前記カソード電極２２との間に酸化剤ガスを流す酸化剤ガス通路５９を形成する。第２円板部５６の中央部には、酸化剤ガスをカソード電極２２の略中央部に向かって供給するための酸化剤ガス導入口６０が形成される。
【００３１】
第２プレート３２は、図２及び図４に示すように、燃料ガス供給連通孔３６が形成される第３小径端部６２と、酸化剤ガス供給連通孔５０が形成される第４小径端部６４とを備える。第３及び第４小径端部６２、６４は、幅狭な橋架部６６、６８を介して比較的大径な第３円板部７０と一体的に構成される。第３円板部７０は、第１及び第２円板部４２、５６と同一直径に設定される。
【００３２】
第２プレート３２の第１プレート３０に向かう面において、第３小径端部６２には、燃料ガス供給連通孔３６に連通する複数のスリット７２が放射状に形成され、このスリット７２には、前記第３小径端部６２を周回して凹部７４が連通する。凹部７４は、スリット７２と該凹部７４の内側にろう材が流れることを防止する。燃料ガス供給連通孔３６からスリット７２を介して橋架部６６及び第３円板部７０の面内に燃料ガス供給通路７６が形成される（図５参照）。第３円板部７０には、複数の第３突起部７８が形成され、この第３突起部７８は、燃料ガス供給通路７６の一部を構成する。
【００３３】
図４に示すように、第３プレート３４の第２プレート３２に接する面において、第４小径端部６４には、酸化剤ガス供給連通孔５０に連通する複数のスリット８０が放射状に形成されるとともに、前記スリット８０には、凹部８２が連通する。凹部８２は、スリット８０と該凹部８２の内側にろう材が流れることを防止する。酸化剤ガス供給連通孔５０からスリット８０を介して第３円板部７０には、酸化剤ガス供給通路８４が形成され、この酸化剤ガス供給通路８４は、前記第３円板部７０の周縁部によって閉塞される。
【００３４】
第１プレート３０が第２プレート３２の一方の面にろう付けされることにより、第１及び第２プレート３０、３２間には、燃料ガス供給連通孔３６に連通する燃料ガス供給通路７６が設けられる。
【００３５】
燃料ガス供給通路７６は、第１及び第３円板部４２、７０間に該第１円板部４２を挟んでアノード電極２４の電極面を覆い、且つ燃料ガスが供給されることにより前記第１円板部４２を前記アノード電極２４に圧接可能な燃料ガス圧力室８６を構成する（図５参照）。燃料ガス圧力室８６は、燃料ガス導入口４８を介して燃料ガス通路４９に連通する。
【００３６】
第２プレート３２が第３プレート３４にろう付けされることにより、第２及び第３プレート３２、３４間には、酸化剤ガス供給連通孔５０に連通する酸化剤ガス供給通路８４が形成される（図５参照）。
【００３７】
酸化剤ガス供給通路８４は、第２及び第３円板部５６、７０間に該第２円板部５６を挟んでカソード電極２２の電極面を覆い、且つ酸化剤ガスが供給されることにより前記第２円板部５６を前記カソード電極２２に圧接可能な酸化剤ガス圧力室８８を構成する。酸化剤ガス圧力室８８は、酸化剤ガス導入口６０を介して酸化剤ガス通路５９に連通する。
【００３８】
図２及び図５に示すように、セパレータ２８間には、排ガス分離部材９０が配設される。排ガス分離部材９０は、電解質・電極接合体２６の外周部を周回する周回部９２と、前記周回部９２に固着され、前記電解質・電極接合体２６の外周端縁部と前記セパレータ２８との間に挟持される封止部９４と、前記周回部９２に一体に設けられ、前記セパレータ２８に対向する他のセパレータ２８に係止される係止部９６とを有する。
【００３９】
周回部９２及び封止部９４は、略リング形状に形成されるとともに、前記周回部９２及び前記封止部９４は、所望の弾性を有する。周回部９２は、封止部９４に比較して高剛性の材料で構成される一方、前記封止部９４は、前記周回部９２よりも低剛性の材料で構成される。これらの材料は、肉厚が管理された金属箔、特にニッケルやステンレス、白金等の貴金属を用いることができる。周回部９２及び封止部９４は、外周端縁部同士を溶接等によって接合される接合部位９８を設ける。
【００４０】
周回部９２の内周端には、係止部９６が構成されるとともに、接合部位９８に向かって所定の長さを有する複数のスリット（開口部）１００が所定角度ずつ離間して形成される。係止部９６のセパレータ２８に接触する面には、絶縁コーティング（絶縁体）１０２が施される。
【００４１】
封止部９４は、周回部９２の内周端よりも内方に突出しており、前記封止部９４の薄肉状の内周端縁部が電解質・電極接合体２６の外周端縁部とセパレータ２８との間に配設される。周回部９２及び封止部９４の内側には、電解質・電極接合体２６の外周面との間には、チャンバ１０６が形成される。チャンバ１０６には、アノード電極２４で使用後の燃料ガス（第１排ガス）を貯留可能である。
【００４２】
図５に示すように、電解質・電極接合体２６では、アノード電極２４の厚さが電解質２０及びカソード電極２２の厚さに比べて相当に大きな寸法に設定されているアノード電極サポートセル（ＡＳＣ）を用いている。カソード電極２２の外周面には、酸化剤ガスの漏れを阻止するための緻密化処理が施されている。
【００４３】
各セパレータ２８間には、燃料ガス供給連通孔３６をシールするための絶縁シール１０８ａが設けられるとともに、酸化剤ガス供給連通孔５０をシールするための絶縁シール１０８ｂが設けられる（図２及び図５参照）。絶縁シール１０８ａ、１０８ｂは、例えば、マイカ材やセラミック材で形成されている。
【００４４】
図１に示すように、燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池１０の積層方向両端にエンドプレート１１０ａ、１１０ｂを配置する。エンドプレート１１０ａもしくはエンドプレート１１０ｂは、締付ボルト１１８と電気的に絶縁される。エンドプレート１１０ａには、燃料電池１０の燃料ガス供給連通孔３６に連通する第１配管１１２と、酸化剤ガス供給連通孔５０に連通する第２配管１１４とが接続される。エンドプレート１１０ａ、１１０ｂには、燃料ガス供給連通孔３６の上下両側及び酸化剤ガス供給連通孔５０の上下両側にボルト孔１１６が形成される。各ボルト孔１１６に締付ボルト１１８が挿入され、各締付ボルト１１８の先端にナット１１９が螺合することによって、燃料電池スタック１２が締め付け保持される。
【００４５】
このように構成される燃料電池スタック１２の動作について、以下に説明する。
【００４６】
図２に示すように、燃料電池１０を組み付ける際には、先ず、セパレータ２８を構成する第１プレート３０が第２プレート３２の一方の面に接合されるとともに、第３プレート３４が前記第２プレート３２の他方の面に接合される。このため、セパレータ２８内には、第２プレート３２に仕切られて燃料ガス供給連通孔３６に連通する燃料ガス供給通路７６と、酸化剤ガス供給連通孔５０に連通する酸化剤ガス供給通路８４とが独立して形成される（図３参照）。
【００４７】
さらに、第１及び第３円板部４２、７０間には、燃料ガス圧力室８６が形成される一方、第２及び第３円板部５６、７０間には、酸化剤ガス圧力室８８が形成される（図５参照）。
【００４８】
次いで、セパレータ２８と電解質・電極接合体２６とが交互に積層されるとともに、前記セパレータ２８間に排ガス分離部材９０が配置される。そして、所定数の燃料電池１０が積層された後、積層方向両端にエンドプレート１１０ａ、１１０ｂが配置される。エンドプレート１１０ａ、１１０ｂの各ボルト孔１１６には、締付ボルト１１８が挿入され、前記締付ボルト１１８の先端にナット１１９が螺合することによって、燃料電池スタック１２が構成される（図１参照）。
【００４９】
ここで、第１の実施形態では、図５に示すように、各セパレータ２８間に排ガス分離部材９０が介装されている。そして、燃料電池スタック１２に締付ボルト１１８を介して積層方向に締め付け荷重が付与されると、先ず、剛体構造であるセパレータ２８と燃料電池１０の集電部である第１突起部４７及び第２突起部５８に前記締め付け荷重が最初に伝達される。その際、ベローズ形状を有する排ガス分離部材９０自身がばね弾性特性を持つため、積層方向の荷重を吸収することができ、セパレータ２８や燃料電池１０の集電部における締め付け時の片当たりを防止することが可能になる。さらに、セパレータ２８と電解質・電極接合体２６とに挟まれる柔構造の封止部９４が、各セパレータ２８間で位置決めされるとともに、シール性を保持することができる。
【００５０】
一方、周回部９２も弾性体であることにより柔構造であるため、比較的小さな荷重によって加圧変形可能である。このため、周回部９２は、さらに付与されるわずかな締め付け荷重によりセパレータ２８を構成する第１プレート３０上に係止部９６を密着させ、所望の密着性を確保することができる。
【００５１】
次に、図１に示すように、エンドプレート１１０ａに接続されている第１配管１１２から燃料ガス供給連通孔３６に燃料ガス（例えば、水素含有ガス）が供給されるとともに、前記エンドプレート１１０ａに接続された第２配管１１４から酸化剤ガス供給連通孔５０に酸化剤ガスである酸素含有ガス（以下、空気ともいう）が供給される。
【００５２】
燃料ガス供給連通孔３６に供給された燃料ガスは、図５に示すように、積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら、各燃料電池１０を構成するセパレータ２８内の燃料ガス供給通路７６に供給される。燃料ガスは、燃料ガス供給通路７６に沿って第１及び第３円板部４２、７０間に形成された燃料ガス圧力室８６に供給され、複数の第３突起部７８間を移動して第１円板部４２の中央部に形成される燃料ガス導入口４８に導入される。
【００５３】
燃料ガス導入口４８は、各電解質・電極接合体２６のアノード電極２４の中心位置に対応して設けられている。このため、燃料ガスは、燃料ガス導入口４８から燃料ガス通路４９に供給され、前記燃料ガス通路４９内をアノード電極２４の中心部から外周部に向かって流動する。
【００５４】
一方、酸化剤ガス供給連通孔５０に供給される酸化剤ガスは、セパレータ２８内の酸化剤ガス供給通路８４を移動し、第２及び第３円板部５６、７０間の酸化剤ガス圧力室８８に供給される。さらに、酸化剤ガスは、第２円板部５６の中心位置に設けられる酸化剤ガス導入口６０に導入される。
【００５５】
酸化剤ガス導入口６０は、各電解質・電極接合体２６のカソード電極２２の中心位置に対応して設けられている。このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス導入口６０から酸化剤ガス通路５９に供給され、前記酸化剤ガス通路５９内をカソード電極２２の中心部から外周部に向かって流動する。
【００５６】
従って、各電解質・電極接合体２６では、アノード電極２４の中心部から外周部に向かって燃料ガスが供給されるとともに、カソード電極２２の中心部から外周部に向かって酸化剤ガスが供給され、発電が行われる。そして、発電に使用された燃料ガスであるオフガス（以下、第１排ガスＦＧｏｆｆという）及び発電に使用された酸化剤ガス（以下、第２排ガスＯＧｏｆｆという）は、第１〜第３円板部４２、５６及び７０の外周部から排気される。
【００５７】
この場合、第１の実施形態では、図５に示すように、電解質・電極接合体２６の外周と排ガス分離部材９０との間には、チャンバ１０６が形成されており、前記電解質・電極接合体２６のアノード電極２４から排出される第１排ガスＦＧｏｆｆがこのチャンバ１０６に一旦貯留される。
【００５８】
一方、電解質・電極接合体２６のカソード電極２２から排出される第２排ガスＯＧｏｆｆは、この電解質・電極接合体２６の外周端縁部に密着する封止部９４と、セパレータ２８を構成する第２円板部５６との間を通って、燃料電池スタック１２の外方に放出される。また、チャンバ１０６内の第１排ガスＦＧｏｆｆは、周回部９２に形成されているスリット１００を通って燃料電池スタック１２の外部に放出される。
【００５９】
このように、アノード電極２４から放出される第１排ガスＦＧｏｆｆは、チャンバ１０６から周回部９２のスリット１００を通って電解質・電極接合体２６の外方に排出されるとともに、カソード電極２２から放出される第２排ガスＯＧｏｆｆは、封止部９４を介して前記第１排ガスＦＧｏｆｆに接触することがなく、前記電解質・電極接合体２６の外方に排出される。
【００６０】
このため、電解質・電極接合体２６の外周近傍で、第１排ガスＦＧｏｆｆと第２排ガスＯＧｏｆｆとによる燃焼が惹起されることを確実に阻止することができ、前記電解質・電極接合体２６の発電効率及び耐久性を良好に向上させることが可能になるという効果が得られる。
【００６１】
また、周回部９２に設けられる係止部９６には、セパレータ２８に接触する面に絶縁コーティング１０２が施されている。これにより、アノード電極２４とカソード電極２２との短絡を有効に阻止することができる。
【００６２】
なお、係止部９６に絶縁コーティング１０２を施す代わりに、例えば、図６に示すように、セパレータ２８を構成する第１プレート３０に、前記係止部９６との接触部位に対応して絶縁リング（絶縁体）１０２ａを設けたり、絶縁コーティング（図示せず）を施することが可能である。絶縁リング１０２ａは、例えば、マイカ、アルミナ又はジルコニア板等で構成される。
【００６３】
さらに、第１の実施形態では、セパレータ２８には、アノード電極２４の電極面中心から電極面外周に向かって燃料ガスを供給する燃料ガス通路４９と、カソード電極２２の電極面中心から電極面外周に向かって酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス通路５９とが設けられている。このため、燃料ガス及び酸化剤ガスの流れが均一化され、発電反応が均一になって熱歪の発生を低減させるとともに、燃料ガスの利用率が向上するという利点がある。
【００６４】
さらにまた、第１の実施形態では、周回部９２及び封止部９４は、電解質・電極接合体２６の外周面から離間して配設されることにより、前記電解質・電極接合体２６の外周面と前記周回部９２及び前記封止部９４との間に、チャンバ１０６が形成されている。このため、周回部９２と電解質・電極接合体２６とが直接接触することがなく、互いに熱膨張差による変形や損傷を回避することができる。
【００６５】
しかも、チャンバ１０６に一旦貯留される第１排ガスＦＧｏｆｆの圧力は、外部圧力よりも高圧に維持されている。これにより、チャンバ１０６内の第１排ガスＦＧｏｆｆを周回部９２の複数のスリット１００から外部に均等に排出するとともに、前記チャンバ１０６内に外部雰囲気（空気）が逆流することを阻止することができる。
【００６６】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池１２０の分解斜視説明図であり、図８は、前記燃料電池１２０の動作を説明する概略断面説明図である。
【００６７】
なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３〜第８の実施の形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
燃料電池１２０は、排ガス分離部材９０が上記の第１の実施形態とは逆に配置されて構成される。具体的には、封止部９４の内周側端部は、セパレータ２８を構成する第１プレート３０と電解質・電極接合体２６を構成するアノード電極２４の外周端縁部との間に密着されるとともに、係止部９６は、前記セパレータ２８を構成する第３プレート３４に密着される。
【００６９】
周回部９２に設けられているスリット１００は、セパレータ２８を構成する第３プレート３４の外周端縁部に配置され、チャンバ１０６から前記スリット１００を介して外部に開放される。
【００７０】
電解質・電極接合体２６は、電解質２０の厚さがカソード電極２２及びアノード電極２４の厚さに比べて相当に大きく設定される電解質サポートセル（ＥＳＣ）を用いるとともに、前記アノード電極２４の外周面には、燃料ガスの漏れを阻止するための緻密化処理が施されている。
【００７１】
このように構成される第２の実施形態では、カソード電極２２で使用後の第２排ガスＯＧｏｆｆは、このカソード電極２２の外周端面からチャンバ１０６に導入された後、周回部９２のスリット１００を通って燃料電池１２０の外方に放出される。一方、アノード電極２４で使用後の第１排ガスＦＧｏｆｆは、封止部９４と第１プレート３０との間を通って燃料電池１２０の外方に放出される。
【００７２】
従って、第１排ガスＦＧｏｆｆは、チャンバ１０６に進入することがなく、このチャンバ１０６内で第１排ガスＦＧｏｆｆと第２排ガスＯＧｏｆｆとが燃焼することを可及的に阻止することができる。これにより、電解質・電極接合体２６の発電効率及び耐久性を良好に向上させることができる等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７３】
図９は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池１３０の分解斜視説明図であり、図１０は、前記燃料電池１３０の動作を説明する概略断面説明図である。
【００７４】
燃料電池１３０は、一組のセパレータ１３２間に電解質・電極接合体２６を挟んで構成される。セパレータ１３２は、第１、第２及び第３プレート１３４、３２及び３４を備え、前記第１プレート１３４は、前記第２及び第３プレート３２、３４よりも大径に構成される。
【００７５】
セパレータ１３２間には、排ガス分離部材１３６が配設される。排ガス分離部材１３６は、電解質・電極接合体２６の外周部を周回する周回部１３８と、前記周回部１３８の内周側に連続して設けられ、前記電解質・電極接合体２６の外周端縁部とセパレータ１３２との間に挟持される薄肉状封止部１４０と、前記周回部１３８の外周側に連続して設けられ、前記セパレータ１３２に対向する他のセパレータ１３２に係止される複数の係止部１４２とを有する。
【００７６】
図９に示すように、各係止部１４２は、周回部１３８の外周部からそれぞれ外方に突出する板状の係止部１４２が設けられるとともに、各係止部１４２間にスリット（開口部）１４４が形成される。係止部１４２は、セパレータ１３２を構成する第１プレート１３４の外周部に折り曲げられてかしめ処理が施されることにより、排ガス分離部材１３６は、前記第１プレート１３４に係止される（図１０参照）。
【００７７】
周回部１３８は、封止部１４０と係止部１４２との間で傾斜周面を構成するとともに、この周回部１３８は、電解質・電極接合体２６の外周部との間にチャンバ１４６を形成する。チャンバ１４６は、スリット１４４を介して外部に開放されている。係止部１４２と第１プレート１３４の外周端縁部との接触部位には、絶縁コーティング（絶縁体）１４８がいずれかの面に施される。
【００７８】
このように構成される第３の実施形態では、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる他、係止部１４２にかしめ処理を施してこの係止部１４２を第１プレート１３４の外周端縁部に係止させるため、前記係止部１４２とセパレータ１３２とを一層確実に密着させることができる。これにより、シール性を一層向上させることが可能になるという利点が得られる。
【００７９】
なお、係止部１４２又は第１プレート１３４の外周縁部に絶縁コーティング１４８を施す代わりに、例えば、図１１に示すように、前記第１プレート１３４の外周端縁部両面にマイカ等の絶縁リング（絶縁体）１４８ａ、１４８ｂを配置して係止部１４２をかしめるように構成してもよい。
【００８０】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池１５０の分解斜視説明図であり、図１３は、前記燃料電池１５０の動作を説明する概略断面説明図である。
【００８１】
燃料電池１５０は、一組のセパレータ１５２間に電解質・電極接合体２６を挟持している。セパレータ１５２は、第１、第２及び第３プレート１５４、３２及び３４を備え、前記第１プレート１５４は、前記第２及び第３プレート３２、３４よりも大径に構成されるとともに、前記第２プレート３２から離間する方向に屈曲する屈曲端部１５６を有する。
【００８２】
セパレータ１５２間には、排ガス分離部材１５８が配設される。排ガス分離部材１５８は、電解質・電極接合体２６の外周部を周回する周回部１６０と、前記周回部１６０の内周側に段部を介して一体的に連なるとともに、前記電解質・電極接合体２６の外周端縁部と前記セパレータ１５２との間に挟持される薄肉状の封止部１６２と、前記周回部１６０の外周側に一体的に設けられ、前記セパレータ１５２に対向する他のセパレータ１５２を構成する第１プレート１５４の屈曲端部１５６に係止される係止部１６４とを有する。
【００８３】
係止部１６４は、係止される第１プレート１５４側に向かって内方に傾斜するテーパ構造を採用するとともに、所定間隔ずつ離間して複数のスリット（開口部）１６６が形成される。排ガス分離部材１５８内には、チャンバ１６８が形成されるとともに、このチャンバ１６８は、スリット１６６を介して外部に開放される。
【００８４】
このように構成される第４の実施形態では、図１３に示すように、セパレータ１５２間に排ガス分離部材１５８が配設されるとともに、この排ガス分離部材１５８の係止部１６４と、前記セパレータ１５２を構成する第１プレート１５４の屈曲端部１５６とが、テーパ状に重なり合って係止されている。このため、所望のシール性を維持するとともに、係止部１６４と第１プレート１５４との熱膨張差を互いの摺動によって緩和することができ、変形や破損等を確実に阻止することが可能になる。
【００８５】
なお、係止部１６４と屈曲端部１５６との重ね合わせ面には、例えば、絶縁コーティングや絶縁リング（図示せず）が介装されることにより、アノード電極２４とカソード電極２２との短絡を防止することができる。
【００８６】
図１４は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池１７０の分解斜視説明図であり、図１５は、前記燃料電池１７０の動作を説明する概略断面説明図である。
【００８７】
燃料電池１７０は、セパレータ２８間に配設される排ガス分離部材１７２を備える。排ガス分離部材１７２は、電解質・電極接合体２６の外周部を周回する周回部１７４と、前記周回部１７４の内周端部に一体的に設けられ、前記電解質・電極接合体２６の外周縁部とセパレータ２８との間に挟持される封止部１７６と、前記周回部１７４の外周端部に一体に設けられ、前記セパレータ２８に対向する他のセパレータ２８に係止される係止部１７８とを有する。
【００８８】
封止部１７６の内周側端部は、折り曲げ形状部を有し、この折り曲げ形状部が電解質・電極接合体２６の外周端と第３プレート３４との間に挟持される。この折り曲げ形状部から封止部１７６には、絶縁コーティング１８０が施される一方、係止部１７８と第１プレート３０の外周端縁部との接触部位に絶縁コーティング（又は絶縁リング）（絶縁体）１８２が設けられる。なお、絶縁コーティング１８０、１８２は、少なくともいずれか一方のみを設けるだけであってもよい。なお、第５の実施形態では、封止部１７６の内周側端部を折り曲げ形状部としたが、前記折り曲げ形状部に代えて封止部１７６の内周側端部をより薄肉にし、電解質・電極接合体２６の外周端と第３プレート３４との間に挟持してもよい。
【００８９】
係止部１７８には、複数のスリット１８４が形成されており、排ガス分離部材１７２内に形成されるチャンバ１８６は、前記スリット１８４を介して外部に開放される。
【００９０】
このように構成される第５の実施形態では、単一部材からなる排ガス分離部材１７２を有するとともに、封止部１７６が、電解質・電極接合体２６の外周端縁部とセパレータ２８との間に密着される一方、周回部１７４の弾性変形によって係止部１７８が前記セパレータ２８に確実に密着する。これにより、第５の実施形態では、上記の第１〜第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【００９１】
図１６は、本発明の第６の実施形態に係る燃料電池１９０の分解斜視説明図であり、図１７は、前記燃料電池１９０の動作を説明する概略断面説明図である。
【００９２】
燃料電池１９０は、一組のセパレータ１９２間に電解質・電極接合体２６を挟んで構成される。セパレータ１９２は、第１、第２及び第３プレート３０、３２及び１９４を備え、前記第３プレート１９４のカソード電極２２に向かう面には、導電性メッシュ部材１９６が配設される。メッシュ部材１９６は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ材）の線材で構成され、円板状を有する。第６の実施形態では、メッシュ部材１９６を用いたが、このメッシュ部材１９６に代えて導電性フェルト部材（図示せず）を採用してもよい。
【００９３】
このメッシュ部材１９６は、積層方向の荷重に対して所望の弾性変形が可能な厚さに設定されて第２円板部５６の面に直接接触するとともに、前記メッシュ部材１９６内に酸化剤ガス通路５９が形成される。
【００９４】
セパレータ１９２間には、排ガス分離部材１９７が配設される。排ガス分離部材１９７は、別体の周回部材１９８と封止部材１９９とを組み合わせるとともに、組み合わせ部を溶接又は接合することによって一体化して形成される。この場合、周回部材１９８が高剛性となるが、弾性変形が可能なメッシュ部材１９６によって積層方向の荷重が吸収される一方、封止部材１９９がばね弾性を有するため、排ガス分離部材１９７自体が弾性体として作用し、締め付け時の片当たりを防止することができる。
【００９５】
封止部材１９９は、第５の実施形態と同様に、内周側端部が薄肉に構成される。封止部材１９９には、内周側端部から絶縁コーティング１８０が施される一方、周回部材１９８と第１プレート３０の外周端縁部との接触部位には、絶縁コーティング（又は絶縁リング）（絶縁体）１８２が設けられる。なお、絶縁コーティング１８０、１８２は、少なくとも一方のみを設けるだけであってもよい。また、排ガス分離部材１９７に代えて、排ガス分離部材９０、１３６、１５８又は１７２を採用してもよい。
【００９６】
なお、第６の実施形態では、内周側端部が薄肉に構成される封止部材１９９を有する排ガス分離部材１９７を採用しているが、この封止部材１９９に代えて、内周側端部だけでなく全体が薄肉に構成される封止部材（図示せず）を有する排ガス分離部材（図示せず）を用いることができる。以下、第７及び第８の実施形態でも、同様である。
【００９７】
このように構成される第６の実施形態では、図１７に示すように、メッシュ部材１９６に形成されている酸化剤ガス通路５９に供給された酸化剤ガスは、反応に使用された後、このメッシュ部材１９６内を通って燃料電池１９０の外方に放出される。その際、封止部９４がメッシュ部材１９６とチャンバ１０６との間を遮蔽して配置されている。このため、第２排ガスＯＧｏｆｆは、チャンバ１０６に導入されることがなく、このチャンバ１０６内での燃焼を良好に阻止することができ、上記の第１乃至第５の実施形態と同様の効果が得られる。
【００９８】
図１８は、本発明の第７の実施形態に係る燃料電池２００の分解斜視説明図であり、図１９は、前記燃料電池２００の動作を説明する概略断面説明図である。
【００９９】
燃料電池２００は、一組のセパレータ２０２間に電解質・電極接合体２６を介装して構成される。セパレータ２０２は、第１、第２及び第３プレート２０４、３２及び２０６を備える。第１プレート２０４のアノード電極２４に対向する面には、第１メッシュ部材２０８が配設されるとともに、第３プレート２０６のカソード電極２２に向かう面には、第２メッシュ部材２１０が配設される。
【０１００】
第１及び第２メッシュ部材２０８、２１０は、円板状を有し、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ材）の線材で構成される。各セパレータ２０２間には、排ガス分離部材１９７が介装される。
【０１０１】
このように構成される第７の実施形態では、アノード電極２４で使用された燃料ガスが、第１排ガスＦＧｏｆｆとして第１メッシュ部材２０８からチャンバ１０６に導入された後、周回部材１９８のスリット１００を通って燃料電池２００の外部に放出される。一方、カソード電極２２で使用された酸化剤ガスは、第２排ガスＯＧｏｆｆとして第２メッシュ部材２１０内を通るとともに、封止部材１９９によってチャンバ１０６への漏洩を阻止されて、燃料電池２００の外方に放出される。従って、チャンバ１０６での燃焼が可及的に阻止される。
【０１０２】
図２０は、本発明の第８の実施形態に係る燃料電池２２０が複数積層された燃料電池スタック２２２の概略斜視説明図である。
【０１０３】
燃料電池２２０は、図２１及び図２２に示すように、一組のセパレータ２２８間に複数、例えば、８個の電解質・電極接合体２６を挟んで構成される。セパレータ２２８間には、このセパレータ２２８の中心部である燃料ガス供給連通孔３６と同心円上に８個の電解質・電極接合体２６が配列される。
【０１０４】
セパレータ２２８は、互いに積層される第１、第２及び第３プレート２３０、２３２及び２３４を備える。第１〜第３プレート２３０、２３２及び２３４は、例えば、ステンレス合金等の板金で構成されている。
【０１０５】
第１プレート２３０は、中央部に燃料ガス供給連通孔３６を形成する第１小径端部２３６を備える。この第１小径端部２３６から外方に等角度間隔ずつ離間して放射状に延在する複数の橋架部２３８を介して比較的大径な第１円板部２４０が一体的に設けられる。第１円板部２４０の周面から内方にかけて、積層方向に延在して排ガス通路２４２が形成される。
【０１０６】
各第１円板部２４０には、電解質・電極接合体２６のアノード電極２４に接触する面に複数の凸部４４と略リング状凸部４６とを有する第１突起部４７が設けられるとともに、前記第１円板部２４０の中心には、燃料ガス通路４９に連通する燃料ガス導入口４８が形成される。
【０１０７】
第３プレート２３４は、波状外周部２４４を備え、前記波状外周部２４４の各円弧状部分には、内方に突出する橋架部２４６を介して比較的大径な第２円板部２４８が一体的に設けられる。第２円板部２４８は、第１プレート２３０の第１円板部２４０と同様に等角度間隔ずつ離間して８個設けられる。各第２円板部２４８には、電解質・電極接合体２６のカソード電極２２に接触する面に複数の第２突起部５８が設けられるとともに、それぞれの中心には、酸化剤ガス通路５９に連通する酸化剤ガス導入口６０が形成される。
【０１０８】
第２プレート２３２は、中央部に燃料ガス供給連通孔３６を形成する第２小径端部２５０を備え、この第２小径端部２５０から放射状に８本の橋架部２５２が延在するとともに、各橋架部２５２の先端には、比較的大径な第３円板部２５４が一体的に設けられる。各第３円板部２５４には、橋架部２５２の延長線上に橋架部２５６が設けられ、全ての橋架部２５６が波状外周部２５８に一体的に連結される。
【０１０９】
第３円板部２５４の第１プレート２３０に向かう面には、複数の第３突起部７８が面内全面にわたって形成される。第２小径端部２５０には、スリット７２及び凹部７４が形成されるとともに、各橋架部２５２に燃料ガス供給通路７６の一部が形成される。
【０１１０】
図２３に示すように、第２プレート２３２の第２プレート２３２に向かう面において、波状外周部２５８には、各第３円板部２５４に対応して空気取り込み用の複数のスリット２６０が形成されるとともに、ろう材の流れを防止するための凹部２６２が前記波状外周部２５８の形状に沿って周回形成される。
【０１１１】
第１プレート２３０が第２プレート２３２にろう付けされると、各橋架部２３８、２５２が接合されて燃料ガス通路部材が構成されるとともに、この燃料ガス流路部材内には、燃料ガス供給通路７６の一部が形成される。この燃料ガス供給通路７６は、第１及び第３円板部２４０、２５４間に形成される燃料ガス圧力室８６を構成する。
【０１１２】
第２プレート２３２が第３プレート２３４にろう付け固定されることにより、橋架部２４６、２５６が接合されて酸化剤ガス通路部材が構成されるとともに、この酸化剤ガス通路部材内には、酸化剤ガス供給通路８４の一部が形成される。この酸化剤ガス供給通路８４は、第２及び第３円板部２４８、２５４間に形成される酸化剤ガス圧力室８８を有する。
【０１１３】
各セパレータ２２８間には、排ガス分離部材９０が配設されるとともに、燃料ガス供給連通孔３６をシールするための絶縁シール２６４が設けられる。波状外周部２４４、２５８間には、絶縁シール２６６が設けられる。絶縁シール２６４、２６６としては、例えば、マイカ材やセラミック材が使用される。
【０１１４】
図２０に示すように、燃料電池スタック２２２は、複数の燃料電池２２０の積層方向両端に円板状のエンドプレート２７０ａ、２７０ｂを配置する。エンドプレート２７０ａは、絶縁されており、中心部に燃料ガス供給口２７２が形成され、この燃料ガス供給口２７２が各燃料電池２２０の燃料ガス供給連通孔３６に連通する。エンドプレート２７０ａ、２７０ｂは、ボルト２８６を介して積層方向に締め付けられる。
【０１１５】
このように構成される燃料電池スタック２２２の動作について、以下に説明する。
【０１１６】
燃料電池２２０を組み付ける際には、先ず、図２１に示すように、セパレータ２２８を構成する第２プレート２３２の両面に第１プレート２３０と第３プレート２３４とが、例えば、ろう付けにより接合される。さらに、リング状の絶縁シール２６４が、燃料ガス供給連通孔３６を周回して第１プレート２３０又は第３プレート２３４に設けられる。一方、第２プレート２３２の波状外周部２４４又は第３プレート２３４の波状外周部２５８には、波形状の絶縁シール２６６が設けられる。
【０１１７】
これにより、セパレータ２２８が構成され、第１及び第３プレート２３０、２３４間には、第２プレート２３２に仕切られて燃料ガス供給通路７６及び酸化剤ガス供給通路８４が形成される（図２４参照）。また、燃料ガス供給通路７６は、燃料ガス分配供給通路７６ａを介して燃料ガス供給連通孔３６に連通する一方、酸化剤ガス供給通路８４は、スリット２６０を介して外部に開放されており、酸化剤ガスが導入される。
【０１１８】
次いで、セパレータ２２８間には、８個の電解質・電極接合体２６が挟持される。図２１に示すように、各セパレータ２２８は、互いに対向する第１及び第２円板部２４０、２４８間に電解質・電極接合体２６が配置され、各アノード電極２４の中央部に燃料ガス導入口４８が配置される一方、各カソード電極２２の中央部に酸化剤ガス導入口６０が配置される。なお、各セパレータ２２８間には、排ガス分離部材９０が配置される。
【０１１９】
上記のように付けられた燃料電池２２０が矢印Ａ方向に積層され、エンドプレート２７０ａ、２７０ｂ間に締め付け保持されて燃料電池スタック２２２が組み立てられる（図２０参照）。
【０１２０】
そこで、燃料電池スタック２２２の燃料ガス供給連通孔３６に燃料ガスが供給されると、この燃料ガスは、積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら各燃料電池２２０を構成するセパレータ２２８内の燃料ガス供給通路７６に導入される（図２４参照）。
【０１２１】
燃料ガスは、燃料ガス供給通路７６を構成する燃料ガス圧力室８６に送られると、送られた燃料ガスが燃料ガス導入口４８によって絞られることで、この燃料ガス圧力室８６では、燃料ガスの内圧が高くなる。このため、燃料ガスは、燃料ガス導入口４８から燃料ガス通路４９に供給され、前記燃料ガス通路４９内をアノード電極２４の中心部から外周部に向かって流動する。
【０１２２】
一方、各燃料電池２２０の外周側から供給される酸化剤ガスは、各セパレータ２２８の外周部に形成されているスリット２６０を介して酸化剤ガス供給通路８４に供給される。この酸化剤ガス供給通路８４に供給された酸化剤ガスは、酸化剤ガス圧力室８８に送られる。送られた酸化剤ガスが酸化剤ガス導入口６０によって絞られることで、この酸化剤ガス圧力室８８では、酸化剤ガスの内圧が高くなる。従って、酸化剤ガスは、酸化剤ガス導入口６０から酸化剤ガス通路５９に供給され、前記酸化剤ガス通路５９内をカソード電極２２の中心部から外周部に向かって流動する。
【０１２３】
これにより、電解質・電極接合体２６では、アノード電極２４の中心部から外周に向かって燃料ガスが供給されるとともに、カソード電極２２の中心部から外周に向かって酸化剤ガスが供給される（図２４参照）。その際、酸素イオンが電解質２０を通ってアノード電極２４に移動し、化学反応により発電が行われる。
【０１２４】
この場合、第８の実施形態では、上記の第１〜第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池が複数積層された燃料電池スタックの概略斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池の分解斜視図である。
【図３】前記燃料電池のガス流れ状態を示す一部分解斜視説明図ある。
【図４】前記燃料電池を構成する第２プレートの正面説明図である。
【図５】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図６】個別の絶縁リングが使用される際の前記燃料電池の断面説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図８】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図１０】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図１１】個別の絶縁リングが使用される際の前記燃料電池の断面説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図１３】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図１５】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図１７】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図１８】本発明の第７の実施形態に係る燃料電池の分解斜視説明図である。
【図１９】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図２０】本発明の第８の実施形態に係る燃料電池が複数積層された燃料電池スタックの概略斜視説明図である。
【図２１】前記燃料電池を構成するセパレータの分解斜視説明図である。
【図２２】前記燃料電池のガス流れ状態を示す一部分解斜視説明図である。
【図２３】前記セパレータを構成する第２プレートの一方の面の説明図である。
【図２４】前記燃料電池の動作を説明する概略断面説明図である。
【図２５】特許文献１の固体酸化物型燃料電池の断面説明図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０、１２０、１３０、１５０、１７０、１９０、２００、２２０…燃料電池
１２…燃料電池スタック          ２０…電解質
２２…カソード電極              ２４…アノード電極
２６…電解質・電極接合体
２８、１３２、１５２、１９２、２０２、２２８…セパレータ
３０、３２、３４、１３４、１５４、１９４、２０４、２０６、２３０、２３２、２３４…プレート
３６…燃料ガス供給連通孔        ４８…燃料ガス導入口
４９…燃料ガス通路              ５０…酸化剤ガス供給連通孔
５９…酸化剤ガス通路            ６０…酸化剤ガス導入口
７２、８０、１００、１４４、１６６、１８４、２６０…スリット
７６…燃料ガス供給通路          ８４…酸化剤ガス供給通路
８６…燃料ガス圧力室            ８８…酸化剤ガス圧力室
９０、１３６、１５８、１７２、１９７…排ガス分離部材
９２、１３８、１６０、１７４…周回部
９４、１４０、１６２、１７６…封止部
９６、１４２、１６４、１７８…係止部
１０２、１４８、１８０、１８２…絶縁コーティング
１０２ａ、１４８ａ、１４８ｂ…絶縁リング
１０６、１４６、１６８、１８６…チャンバ
１５６…屈曲端部                １９６、２０８、２１０…メッシュ部材
１９８…周回部材                １９９…封止部材
【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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【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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