(57)【要約】【課題】  金属支持体の酸化を抑制することができる燃料電池およびその製造方法を提供する。【解決手段】  燃料電池は、円筒形状の第１電極の外周に、固体酸化物電解質膜および第２電極が順に積層された発電部と、前記発電部の内部に設けられ、ガス透過性を有し、円筒形状の金属支持体と、を備え、前記金属支持体は、付勢されており、前記発電部の内壁に対して押圧力を有する。燃料電池の製造方法は、円筒形状の第１電極の外周に、固体酸化物電解質膜および第２電極が順に積層され、焼成された発電部を準備する工程と、前記第１電極の内径よりも大きい外径を有する略円筒形状の金属支持体に対し、外周側から内周側に荷重を印加することによって前記金属支持体を小径化する工程と、前記小径化された金属支持体を前記第１電極の内部に挿入する工程と、前記金属支持体に印加された荷重を開放する工程と、を含む。【選択図】      図１
2013222505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の第１電極の外周に、固体酸化物電解質膜および第２電極が順に積層された発電部と、
前記発電部の内部に設けられ、ガス透過性を有し、円筒形状の金属支持体と、を備え、
前記金属支持体は、付勢されており、前記発電部の内壁に対して押圧力を有することを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記金属支持体は、円筒の長さ方向に切れ目を有することによって弾性を有することを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記金属支持体は、ステンレスであることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池。
【請求項４】
円筒形状の第１電極の外周に、固体酸化物電解質膜および第２電極が順に積層され、焼成された発電部を準備する工程と、
前記第１電極の内径よりも大きい外径を有する略円筒形状の金属支持体に対し、外周側から内周側に荷重を印加することによって前記金属支持体を小径化する工程と、
前記小径化された金属支持体を前記第１電極の内部に挿入する工程と、
前記金属支持体に印加された荷重を開放する工程と、を含むことを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項５】
前記金属支持体は、円筒の長さ方向に切れ目を有することによって弾性を有することを特徴とする請求項４記載の燃料電池の製造方法。
【請求項６】
前記発電部を準備する工程は、第１電極の原料粉を溶剤に混ぜることによって得られる混合材料を円筒形状に成型した後に焼成する工程と、前記焼成された第１電極の外周に固体酸化物電解質膜および第２電極を成膜する工程と、を含むことを特徴とする請求項４または５記載の燃料電池の製造方法。
【請求項７】
前記金属支持体は、ステンレスであることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、一般的には水素および酸素を燃料として電気エネルギを得る装置である。この燃料電池は、環境面において優れており、また高いエネルギ効率を実現できることから、今後のエネルギ供給システムとして広く開発が進められてきている。
【０００３】
固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、固体酸化物電解質がアノードとカソードとによって挟持された構造を有する。固体酸化物形燃料電池として、金属支持体に支持された円筒型のセルが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８９２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、金属支持体の外周に、第１電極、電解質および第２電極が順に成膜されている。成膜後に第１電極、電解質および第２電極を焼結しようとすると、金属支持体が酸化して電気抵抗が増大するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、金属支持体の酸化を抑制することができる燃料電池およびその製造方法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】
【０００７】
本発明に係る燃料電池は、円筒形状の第１電極の外周に、固体酸化物電解質膜および第２電極が順に積層された発電部と、前記発電部の内部に設けられ、ガス透過性を有し、円筒形状の金属支持体と、を備え、前記金属支持体は、付勢されており、前記発電部の内壁に対して押圧力を有することを特徴とする。本発明に係る燃料電池においては、金属支持体の酸化を抑制することができる。前記金属支持体は、円筒の長さ方向に切れ目を有することによって弾性を有していてもよい。前記金属支持体は、ステンレスであってもよい。
【０００８】
本発明に係る燃料電池の製造方法は、円筒形状の第１電極の外周に、固体酸化物電解質膜および第２電極が順に積層され、焼成された発電部を準備する工程と、前記第１電極の内径よりも大きい外径を有する略円筒形状の金属支持体に対し、外周側から内周側に荷重を印加することによって前記金属支持体を小径化する工程と、前記小径化された金属支持体を前記第１電極の内部に挿入する工程と、前記金属支持体に印加された荷重を開放する工程と、を含むことを特徴とする。本発明に係る燃料電池の製造方法によれば、金属支持体の酸化を抑制することができる。
【０００９】
前記金属支持体は、円筒の長さ方向に切れ目を有することによって弾性を有していてもよい。前記発電部を準備する工程は、第１電極の原料粉を溶剤に混ぜることによって得られる混合材料を円筒形状に成型した後に焼成する工程と、前記焼成された第１電極の外周に固体酸化物電解質膜および第２電極を成膜する工程と、を含んでいてもよい。前記金属支持体は、ステンレスであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る燃料電池およびその製造方法によれば、金属支持体の酸化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る単セルとして機能する燃料電池の模式的断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は燃料電池の製造方法のフロー図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は発電部の製造工程のフロー図である。
【図４】（ａ）〜（ｌ）は発電部の内部に金属支持体を挿入する工程について説明する図である。
【図５】燃料電池スタックを各燃料電池の長手方向から見た図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）はインターコネクタを説明するための図である。
【図８】燃料電池スタックにおける各燃料電池の断面図である。
【図９】図５のＢ−Ｂ線断面を一部拡大した図である。
【図１０】入口側燃料マニホールドの外観図である。
【図１１】入口側燃料マニホールドを透視した図である。
【図１２】固定部材での断面図である。
【図１３】固定部材と絶縁部材との間における断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｊ）は変形例１に係る燃料電池を説明するための図である。
【図１５】変形例２に係るスリーブを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１３】
（実施形態）
図１は、単セルとして機能する燃料電池１０の模式的断面図である。図１を参照して、燃料電池１０は、円筒形状の発電部１５の内側に略円筒形状の金属支持体１１が挿入された構造を有している。発電部１５は、円筒形状のアノード１２の外周に、電解質膜１３およびカソード１４がこの順に積層された構造を有している。
【００１４】
アノード１２の材質は、アノードとしての電極活性を有するものであれば特に限定されないが、例えばＮｉＯ／ＺｒＯ２系、ＮｉＯ／ＣｅＯ２系、ＮｉＯ／ＢａＺｒＯ３系等の固体酸化物を含む電極構成材料を用いることができる。本実施形態においては、アノード１２は、自立膜であり、例えば１００μｍ〜３００μｍ程度の厚みを有する。
【００１５】
電解質膜１３の材質は、特に限定されないが、例えばＺｒＯ２系、ＣｅＯ２系、ＬａＧａＯ３系、ＢａＺｒＯ３系等の酸素イオン導電性の固体酸化物電解質を用いることができる。カソード１４の材質は、カソードとしての電極活性を有するものであれば特に限定されないが、例えばＬａＭｎＯ３系、ＬａＣｏＯ３系、Ｌａ２ＮｉＯ４系、ＳｍＣｏＯ３系等の固体酸化物を含む電極構成材料を用いることができる。
【００１６】
金属支持体１１として、ガス透過性を有するとともに発電部１５を支持可能な部材を用いることができる。金属支持体１１には、多孔状基材を用いることができる。多孔状基材の一例として、上面と下面とを連通する孔１６を複数有する多孔状金属板を用いる。多孔状基材は、耐熱性が高く、アノード１２およびカソード１４よりも高い導電性を有する材料（ステンレス等）であれば、特に限定されるものではない。
【００１７】
金属支持体１１は、弾性を有する。例えば、金属支持体１１は、長手方向の一端から他端にかけて形成された切れ目１７を有することによって弾性を有する。金属支持体１１の弾性は、熱処理などによって調節することができる。金属支持体１１は、内周側に荷重が印加されることによって付勢されており、発電部１５に対して押圧力を有している。それにより、金属支持体１１とアノード１２との間の密着性が向上し、接触抵抗が低減されている。
【００１８】
燃料電池１０は、以下の作用によって発電する。金属支持体１１の内側には水素を含有する燃料ガスが供給され、発電部１５の外側には酸素を含有する酸化剤ガスが供給される。カソード１４においては、カソード１４に供給された酸素と、外部電気回路から供給される電子と、が反応して酸素イオンになる。酸素イオンは、電解質膜１３を伝導してアノード１２側に移動する。
【００１９】
一方、金属支持体１１の内部に供給された水素は、孔１６を通過して、アノード１２に到達する。アノード１２に到達した水素は、アノード１２において電子を放出するとともに、カソード１４側から電解質膜１３を伝導してくる酸素イオンと反応して水（Ｈ２Ｏ）になる。放出された電子は、外部電気回路によって外部に取り出される。外部に取り出された電子は、電気的な仕事をした後に、カソード１４に供給される。以上の作用によって、発電が行われる。
【００２０】
本実施形態によれば、アノード１２が自立膜でありかつ金属支持体１１が弾性を有することから、発電部１５を焼成した後に金属支持体１１を発電部１５内に挿入し、金属支持体１１とアノード１２とを接触させることができる。それにより、金属支持体１１を発電部１５の焼成処理にさらす必要がない。したがって、金属支持体１１の酸化を抑制することができる。また、金属支持体１１が付勢されていることから、金属支持体１１とアノード１２との接触抵抗が低減される。
【００２１】
また、燃料電池１０では、アノード１２よりも高い導電性を有する金属支持体１１を集電部材として用いることによって、抵抗を低減することができる。一例として、アノード１２として５０Ｎｉ／ＹＳＺを用いた場合、アノード１２の導電率σは６５０℃で約１０００Ｓ／ｍ〜約１１００Ｓ／ｍである。一例として、金属支持体１１としてＳＵＳ４３０を用いた場合、金属支持体１１の導電率σは、約８７００Ｓ／ｍ（６５０℃）である。すなわち、金属支持体１１は、アノード１２の約８倍の導電率を有することになる。この場合、アノード１２を５μｍ〜２００μｍに薄膜化して金属支持体１１の円周の一部から電流を取り出しても、電気抵抗をほとんど無視することができる。汎用材のＳＵＳ４３０系は、Ｎｉ（ニッケル）を含まず、ＳＵＳ材でも比較的安価で耐熱性に優れる材料である。したがって、金属支持体１１としてＳＵＳ４３０系を用いることが好ましい。
【００２２】
続いて、燃料電池１０の製造方法について説明する。まず、略円筒形状の金属支持体１１の製造工程について説明する。図２（ａ）を参照して、矩形状の金属板１１ａの一面にプレス処理等を施す。それにより、図２（ｂ）を参照して、金属板１１ａに複数の孔１１ｂが形成される。また、プレス処理によって金属板１１ａの一面側から他面側に押圧力が印加されることから、孔１１ｂの他面側に、微小バリ凸部が形成される。なお、図２（ａ）および図２（ｂ）では、金属板１１ａの断面が描かれている。
【００２３】
図２（ｃ）は、プレス処理後の金属板１１ａの平面図である。図２（ｃ）を参照して、複数の孔１１ｂは、金属板１１ａの互いに対向する２辺の近傍においては形成されていない。孔１１ｂが形成されていない当該領域を、緻密領域１１ｃ，１１ｄと称する。また、孔１１ｂが形成されている領域を、多孔領域１１ｅと称する。
【００２４】
次に、図２（ｄ）を参照して、金属板１１ａを略円筒状に巻く。それにより、金属支持体１１が完成する。なお、孔１１ｂが図１の孔１６に相当する。本実施形態においては、図２（ｅ）を参照して、緻密領域１１ｃ，１１ｄに、一体プレス等により、バルジの凸部１１ｆを成型する。凸部１１ｆは、燃料電池１０の位置決め等に用いられる。
【００２５】
次に、発電部１５の製造工程について説明する。図３（ａ）を参照して、アノード１２の原料粉、造孔剤などを溶剤に混ぜることによって得られる混合材料１２ａを、金属製の型などから押し出し、設定長さに切断する。それにより、混合材料１２ａを円筒形状とすることができる。次に、図３（ｂ）を参照して、円筒形状の混合材料１２ａを、約１４００℃〜１６００℃の温度域で焼成する。それにより、燃料ガスが透過可能な多孔質状のアノード１２が形成される。
【００２６】
次に、図３（ｃ）を参照して、アノード１２の外周に、電解質膜１３の原料粉を溶剤に混ぜることによって得られる混合材料１３ａをデッピング等により成膜し、当該混合材料１３ａを約１４００℃〜１６００℃の温度域で焼成する。それにより、緻密な電解質膜１３が形成される。なお、焼成後の電解質膜１３の膜厚は、２０μｍ〜５０μｍ程度である。なお、デッピングの際に混合材料１３ａがアノード１２の内側に侵入しないように、アノード１２にマスキングなどを施してもよい。
【００２７】
次に、図３（ｄ）を参照して、電解質膜１３の外周に、カソード１４の原料粉、造孔剤などを溶剤に混ぜることによって得られる混合材料１４ａを、デッピング等により成膜し、当該混合材料１４ａを約１４００℃〜１６００℃の温度域で焼成する。それにより、酸化剤ガスが透過可能な多孔質状のカソード１４が形成される。なお、焼成後のカソード１４の膜厚は、３０μｍ程度である。以上の工程により、発電部１５を作製することができる。
【００２８】
次に、図４（ａ）〜図４（ｌ）を参照しつつ、発電部１５の内部に金属支持体１１を挿入する工程について説明する。図４（ａ）〜図４（ｆ）は、金属支持体１１の長手方向から見た図である。図４（ｇ）〜図４（ｌ）は、金属支持体１１を切れ目１７側から見た図である。また、図４（ａ）〜図４（ｆ）は、それぞれ図４（ｇ）〜図４（ｌ）に対応する。
【００２９】
図４（ａ）および図４（ｇ）は、付勢前（自由状態）の金属支持体１１である。自由状態の金属支持体１１の外径は、発電部１５の内径よりも大きく設定されている。まず、図４（ｂ）および図４（ｈ）を参照して、金属支持体１１に対し、外周側から内周側に荷重を印加する。例えば、凸部１１ｆまたは孔１６に治具などを掛けて金属支持体１１を小径化することによって、金属支持体１１に荷重を印加することができる。それにより、金属支持体１１が付勢される。なお、図４（ｂ）の工程においては、金属支持体１１の外径を発電部１５の内径よりも小さくする。
【００３０】
次に、図４（ｃ）および図４（ｉ）を参照して、小径化された金属支持体１１を発電部１５内に挿入し、発電部１５によって多孔領域１１ｅを覆う。次に、図４（ｄ）および図４（ｊ）を参照して、金属支持体１１に印加されている荷重を開放する。自由状態の金属支持体１１の外径が発電部１５の内径よりも大きいことから、金属支持体１１が有する弾性力によって金属支持体１１から発電部１５の内壁に押圧力が印加される。
【００３１】
次に、図４（ｅ）および図４（ｋ）を参照して、緻密領域１１ｃ，１１ｄの内側にスリーブ１８を挿入する。スリーブ１８は、緻密領域１１ｃ，１１ｄの切れ目１７をふさぐための部材である。本実施形態においては、スリーブ１８は略円筒形状を有し、スリーブ１８の外径は緻密領域１１ｃ，１１ｄの内径よりもやや小さく設定されている。それにより、小径化しなくても、スリーブ１８を緻密領域１１ｃ，１１ｄ内に挿入することができる。また、スリーブ１８は、外周側に突出する凸部を有していてもよい。この凸部を切れ目１７に勘合させることによって、切れ目１７とスリーブ１８との隙間をより確実にふさぐことができる。スリーブ１８は、導電性接着剤などにより、緻密領域１１ｃ，１１ｄ内に固定してもよい。
【００３２】
次に、図４（ｆ）および図４（ｌ）を参照して、発電部１５の長手方向の端部を、絶縁部材１９によってシールする。それにより、発電部１５と金属支持体１１との隙間がふさがれ、燃料ガスのリークが抑制される。また、金属支持体１１とカソード１４との短絡が抑制される。以上の工程を経て、燃料電池１０が完成する。
【００３３】
本実施形態に係る燃料電池１０の製造方法によれば、発電部１５を焼成した後に金属支持体１１を挿入することができる。それにより、金属支持体１１を発電部１５の焼成処理にさらす必要がない。したがって、金属支持体１１の酸化を抑制することができる。また、金属支持体１１を小径化した上で発電部１５の内部に挿入することから、金属支持体１１の付勢力によって金属支持体１１の外周がアノード１２の内周を押圧する。それにより、金属支持体１１とアノード１２との接触抵抗が低減される。
【００３４】
続いて、燃料電池１０を用いた燃料電池スタック１００について説明する。図５および図６は、燃料電池スタック１００の概略について説明するための図である。図５は、燃料電池スタック１００を各燃料電池１０の長手方向から見た図である。図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【００３５】
図５および図６を参照して、燃料電池スタック１００は、ケース２０の内部において複数の燃料電池１０が積層された構造を有する。燃料電池スタック１００においては、複数の燃料電池１０が幅方向に並列接続された並列モジュールが複数段にわたって直列接続されている。集電ターミナル３０ａは、最下段の並列モジュールのカソード１４に接触している。それにより、集電ターミナル３０ａは、カソード側の集電ターミナルとして機能する。集電ターミナル３０ｂは、最上段の並列モジュールの金属支持体１１と接触している。それにより、集電ターミナル３０ｂは、アノード側の集電ターミナルとして機能する。
【００３６】
図５を参照して、ケース２０には、酸化剤ガス入口２１および酸化剤ガス出口２２が設けられている。酸化剤ガス入口２１から供給される酸化剤ガスは、各燃料電池１０の外側を経由し、酸化剤ガス出口２２から排出される。それにより、各燃料電池１０のカソード１４に酸素が供給される。また、図６を参照して、ケース２０には、入口側燃料マニホールド２３および出口側燃料マニホールド２４が設けられている。入口側燃料マニホールド２３は、各燃料電池１０に燃料ガスを供給するための流路である。出口側燃料マニホールド２４は、各燃料電池１０を経由した後の燃料ガスを排出するための流路である。入口側燃料マニホールド２３から供給される燃料ガスは、燃料電池１０の内部を経由し、出口側燃料マニホールド２４から排出される。それにより、各燃料電池１０のアノード１２に水素が供給される。
【００３７】
次に、各並列モジュールを接続するためのインターコネクタ３０について説明する。図７（ａ）および図７（ｂ）は、インターコネクタ３０を説明するための図である。図７（ａ）は、図５の一部拡大図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の上段側から見た図である。なお、図７（ｂ）においては、上段側の燃料電池１０が省略されている。
【００３８】
図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、インターコネクタ３０は、下段側の各燃料電池１０の発電部１５とは接触せずに、金属支持体１１と接触している。具体的には、インターコネクタ３０は、下段側の各燃料電池１０の金属支持体１１の緻密領域１１ｃ，１１ｄと接触している。それにより、下段側の各燃料電池１０のアノード１２が電気的に並列接続される。
【００３９】
一方、インターコネクタ３０は、上段側の燃料電池１０の金属支持体１１と接触せずに、発電部１５のカソード１４と接触している。それにより、上段側の各燃料電池１０のカソード１４が電気的に並列接続され、下段側の各燃料電池１０のアノード１２と上段側の各燃料電池１０のカソード１４が電気的に接続される。したがって、各並列モジュールの発電電力を取り出すことができる。また、インターコネクタ３０には、複数の孔３１が形成されている。それにより、酸化剤ガスがインターコネクタ３０を透過することができる。また、各並列モジュールに対して１枚のインターコネクタ３０を設けることによって、各燃料電池１０に対してコネクタを設ける必要がない。したがって、部品点数を削減することができる。
【００４０】
図８は、燃料電池スタック１００における各燃料電池１０の断面を上段側から見た図である。図８を参照して、各金属支持体１１を囲むことによって固定する固定部材２５が設けられている。具体的には、固定部材２５は、金属支持体１１の凸部１１ｆが設けられている箇所を囲んでいる。それにより、各燃料電池１０の位置決めがなされる。固定部材２５は、セラミックスなどの絶縁性材料によって構成される。なお、インターコネクタ３０は、金属支持体１１と固定部材２５との間に挿入されることによって金属支持体１１に固定されている。それにより、各燃料電池１０のアノード１２が並列接続される。入口側燃料マニホールド２３と固定部材２５との間は、絶縁性のシール剤２６によってガスシールされている。
【００４１】
図９は、図５のＢ−Ｂ線断面を一部拡大した図である。図９を参照して、インターコネクタ３０は、下段の並列モジュールのカソード１４と接触せずに金属支持体１１と接触している。一方で、インターコネクタ３０は、上段の並列モジュールの金属支持体１１と接触せずにカソード１４と接触している。それにより、下段の並列モジュールと上段の並列モジュールとが直列接続される。また、インターコネクタ３０は、上段のカソード１４と接触する際に、接触圧によって付勢される。すなわち、インターコネクタ３０は、バネとして機能する。それにより、燃料電池１０の熱膨張による寸法変化を吸収することができる。
【００４２】
図１０は、入口側燃料マニホールド２３の外観図である。図１０を参照して、入口側燃料マニホールド２３は、ケース２０の外壁に設けられている。出口側燃料マニホールド２４は、ケース２０の対向する外壁に設けられている。図１１は、シール剤２６での断面図である。図１１を参照して、シール剤２６が各金属支持体１１の端部を囲んでいる。図１２は、固定部材２５での断面図である。図１２を参照して、固定部材２５は、インターコネクタ３０を介して各金属支持体１１の端部を囲んでいる。図１３は、固定部材２５と絶縁部材１９との間における断面図である。
【００４３】
（変形例１）
上記実施形態では、スリーブ１８は発電部１５の内壁に対して押圧力を有していなかったが、それに限られない。変形例１では、スリーブ１８が発電部１５の内壁に対して押圧力を有している例について説明する。図１４（ａ）〜図１４（ｊ）は、変形例１に係る燃料電池１０ａを説明するための図である。図１４（ａ）は、付勢前（自由状態）の金属支持体１１である。
【００４４】
まず、図１４（ｂ）を参照して、金属支持体１１に対し、外周側から内周側に荷重を印加する。それにより、金属支持体１１が付勢される。次に、図１４（ｃ）を参照して、小径化された金属支持体１１を発電部１５内に挿入し、発電部１５によって多孔領域１１ｅを覆う。次に、図１４（ｄ）を参照して、金属支持体１１に印加されている荷重を開放する。それにより、金属支持体１１が有する弾性力によって、金属支持体１１から発電部１５の内壁に押圧力が印加される。
【００４５】
次に、図１４（ｅ）を参照して、緻密領域１１ｃ，１１ｄの内側にスリーブ１８ａを挿入する。スリーブ１８ａは、スリーブ１８と異なり、長手方向の一端から他端にかけて形成された切れ目を有することによって、弾性を有する。そこで、スリーブ１８ａに対し、外周側から内周側に荷重を印加する。それにより、スリーブ１８ａが小径化される。この小径化されたスリーブ１８ａを金属支持体１１内に挿入する。なお、スリーブ１８ａの切れ目と金属支持体１１の切れ目とは重複しないようにする。
【００４６】
次に、図１４（ｆ）を参照して、スリーブ１８ａに印加されている荷重を開放する。それにより、スリーブ１８ａが有する弾性力によって、スリーブ１８ａから金属支持体１１の内壁に押圧力が印加される。次に、図４（ｇ）を参照して、発電部１５の長手方向の端部を、絶縁部材１９によってシールする。それにより、発電部１５と金属支持体１１との隙間がふさがれ、燃料ガスのリークが抑制される。本実施形態においては、スリーブ１８ａから金属支持体１１に対して押圧力が印加されることから、燃料ガスと酸化剤ガスとの隔離性が高まるとともに、金属支持体１１から発電部１５に対する押圧力が高くなる。
【００４７】
なお、スリーブ１８ａの形状は切れ目を有する円筒形状に限られない。例えば、図１４（ｈ）を参照して、スリーブ１８ａは、金属支持体１１の切れ目に勘合する凸部を有していてもよい。スリーブ１８ａに対し、外周側から内周側に荷重を印加する。それにより、スリーブ１８ａが小径化される。この小径化されたスリーブ１８ａを金属支持体１１内に挿入する。次に、図１４（ｉ）を参照して、スリーブ１８ａに印加されている荷重を開放する。それにより、スリーブ１８ａが有する弾性力によって、スリーブ１８ａから金属支持体１１の内壁に押圧力が印加される。次に、図４（ｊ）を参照して、発電部１５の長手方向の端部を、絶縁部材１９によってシールする。それにより、発電部１５と金属支持体１１との隙間がふさがれ、燃料ガスのリークが抑制される。
【００４８】
（変形例２）
スリーブは、金属支持体１１の一端から他端にかけて設けられていてもよい。図１５は、変形例２に係るスリーブ１８ｂを説明するための図である。図１５を参照して、スリーブ１８ｂは、金属支持体１１の多孔領域においてガス透過孔１８ｃを有している。それにより、燃料ガスのアノード１２への供給が阻害されない。さらに、ガス透過孔１８ｃは、金属支持体１１の緻密領域１１ｃ，１１ｄにおいては形成されていない。それにより、燃料ガスと酸化剤ガスとが隔離される。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態では、支持体上にアノード、電解質膜、およびカソードが順に積層されているが、支持体上にカソード、電解質膜、およびアノードが順に積層されていてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０  燃料電池
１１  金属支持体
１２  アノード
１３  電解質膜
１４  カソード
１５  発電部
１６  孔
１７  切れ目
１８  スリーブ
１９  絶縁部材
２０  ケース
２１  酸化剤ガス入口
２２  酸化剤ガス出口
２３  入口側燃料マニホールド
２４  出口側燃料マニホールド
２５  固定部材
２６  シール剤
３０  インターコネクタ
１００  燃料電池スタック
【図１】
2013222505.tif 000003
【図２】
2013222505.tif 000004
【図３】
2013222505.tif 000005
【図４】
2013222505.tif 000006
【図５】
2013222505.tif 000007
【図６】
2013222505.tif 000008
【図７】
2013222505.tif 000009
【図８】
2013222505.tif 000010
【図９】
2013222505.tif 000011
【図１０】
2013222505.tif 000012
【図１１】
2013222505.tif 000013
【図１２】
2013222505.tif 000014
【図１３】
2013222505.tif 000015
【図１４】
2013222505.tif 000016
【図１５】
2013222505.tif 000017