(57)【要約】【課題】生産性の高い燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池１は、電解質１２の一面側に配置された燃料極１３と電解質１２の他面側に配置された空気極１４とを有するセル本体１０と、セル本体１０を燃料極１３側及び空気極１４側から挟むように配置され、燃料が流れる燃料流路と空気が流れる空気流路とを有するインターコネクタと、隣り合う二つのインターコネクタ１１間におけるセル本体１０の周囲に配置されると共にインターコネクタ１１と接着され、燃料と空気とが混合しないように隣り合う二つのインターコネクタ１１間をシールする外側ガラスシール２５と、を備え、インターコネクタ１１は、外気と外側ガラスシール２５とを連通する内側連通部３１及び外側連通部３２を有し、内側連通部３１及び外側連通部３２は、燃料流路及び空気流路と交わらないように形成されている。【選択図】図１
2017135049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の一面側に配置された燃料極と前記電解質の他面側に配置された空気極とを有するセル本体と、
前記セル本体を前記燃料極側及び前記空気極側から挟むように配置され、燃料が流れる燃料流路と空気が流れる空気流路とを有するインターコネクタと、
隣り合う二つの前記インターコネクタ間における前記セル本体の周囲に配置されると共に前記インターコネクタと接着され、前記燃料と前記空気とが混合しないように前記隣り合う二つのインターコネクタ間をシールする第一ガラスシールと、
を備え、
前記インターコネクタは、外気と前記第一ガラスシールとを連通する連通部を有し、
前記連通部は、前記燃料流路及び前記空気流路と交わらないように形成されている、燃料電池。
【請求項２】
前記連通部は、前記第一ガラスシールと前記セル本体との間に位置している第一連通部を含んでおり、
前記第一連通部は、前記インターコネクタをその積層方向に貫通する貫通孔である、請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
隣り合う二つの前記インターコネクタ間における前記第一ガラスシールよりも前記セル本体側に配置されると共に前記電解質と接着され、前記燃料と前記空気とが混合しないように前記燃料極と前記空気極との間をシールする第二ガラスシールを更に備え、
前記第一連通部は、前記第一ガラスシールと前記第二ガラスシールとの間に位置している、請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記連通部は、前記インターコネクタの外周縁に形成された第二連通部を含んでいる、請求項１〜３の何れか一項に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池として、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の燃料電池は、電解質の一面側に配置された燃料極と電解質の他面側に配置された空気極とを有するセル本体と、セル本体を燃料極側及び空気極側から挟むように配置され、燃料が流れる燃料流路と空気が流れる空気流路とを有するインターコネクタと、隣り合う二つのインターコネクタの間に配置されたガラスシールと、を備えている。この燃料電池において、セル本体とインターコネクタとは、複数ずつ交互に積層されてスタックを構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２３４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の燃料電池では、隣り合う二つのインターコネクタの間にガラスシールが配置されている。このような場合、スタックを組み付ける際には、焼成後にガラスシールとなる部分を、粉状のガラスにバインダや有機溶媒等の有機成分が混ざったスラリー状又はシート状のガラス基材として構成することが多い。当該有機成分がガラスの焼成後にガラスシールに残留していると、ガラスシールの欠陥となってしまう。そこで、当該有機成分の残留を防ぐため、スタックの組み付け後であって焼成前に、組み付けられたスタックを例えば４００〜５００℃程度に加熱して、燃焼等の反応によってガラス基材から有機成分を除去する工程が必要となっている。
【０００５】
しかしながら、ガラス基材の体積が大きいと、有機成分を除去する工程においてガラス基材に酸素が十分に行き渡らず、ガラス基材から有機成分を十分に除去するために長時間の反応が必要となる。その結果、燃料電池の生産性が悪くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、生産性の高い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】
【０００７】
本発明に係る燃料電池は、電解質の一面側に配置された燃料極と電解質の他面側に配置された空気極とを有するセル本体と、セル本体を燃料極側及び空気極側から挟むように配置され、燃料が流れる燃料流路と空気が流れる空気流路とを有するインターコネクタと、隣り合う二つのインターコネクタ間におけるセル本体の周囲に配置されると共にインターコネクタと接着され、燃料と空気とが混合しないように隣り合う二つのインターコネクタ間をシールする第一ガラスシールと、を備え、インターコネクタは、外気と第一ガラスシールとを連通する連通部を有し、連通部は、燃料流路及び空気流路と交わらないように形成されている。
【０００８】
この燃料電池では、連通部が燃料流路及び空気流路と交わらないように形成されているため、燃料流路における燃料の流れ及び空気流路における空気の流れを妨げることなく、外気と第一ガラスシールとが連通されている。これにより、焼成後にガラスシールとなるガラス基材から有機成分を除去する工程において、連通部を通して外気から効率的に酸素が供給されると共に、発生した炭酸ガスが連通部を通して外気へ効率的に排出される。よって、ガラス基材から有機成分を十分に除去するために必要な反応時間を短縮することができ、その結果、燃料電池の生産性を向上させることが可能となる。
【０００９】
連通部は、第一ガラスシールとセル本体との間に位置している第一連通部を含んでおり、第一連通部は、インターコネクタをその積層方向に貫通する貫通孔であってもよい。本発明に係る燃料電池では、第一ガラスシールとセル本体との間において、第一連通部を通してインターコネクタの積層方向に酸素の供給及び炭酸ガスの排出を積極的に行うことが可能となっている。このため、ガラス基材から有機成分を除去するために必要な反応を促進して、有機成分を十分に除去するために必要な反応時間を短縮することができ、その結果、燃料電池の生産性を向上させることが可能となる。また、第一連通部がインターコネクタをその積層方向に貫通する貫通孔であるため、燃料流路及び空気流路と交わらないように当該第一連通部を容易に形成することができる。
【００１０】
隣り合う二つのインターコネクタ間における第一ガラスシールよりもセル本体側に配置されると共に電解質と接着され、燃料と空気とが混合しないように燃料極と空気極との間をシールする第二ガラスシールを更に備え、第一連通部は、第一ガラスシールと第二ガラスシールとの間に位置していてもよい。第一ガラスシールに加え、この第一ガラスシールよりもセル本体側に配置された第二ガラスシールを備えている場合、第一ガラスシールと第二ガラスシールとの間の空間において、有機成分を除去するために必要な反応が促進され難い。本発明に係る燃料電池では、第一連通部により、第一ガラスシールと第二ガラスシールとの間の空間と外気とが連通され、当該空間が外気に開放されている。このため、当該空間において有機成分を除去するために必要な反応が促進され易い。よって、第一ガラスシールよりもセル本体側に配置された第二ガラスシールを備えている場合であっても、有機成分を十分に除去するために必要な反応時間を短縮することができ、その結果、燃料電池の生産性を向上させることが可能となる。
【００１１】
連通部は、インターコネクタの外周縁に形成された第二連通部を含んでいてもよい。この場合、インターコネクタの外周縁に第二連通部が形成されている分、隣り合うインターコネクタの間に配置されている第一ガラスシールに対して酸素が供給され易くなっていると共に、生じた炭酸ガスが排出され易くなっており、有機成分を除去するために必要な反応をより促進することができる。よって、有機成分を十分に除去するために必要な反応時間をより短縮することができ、その結果、燃料電池の生産性をより向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生産性の高い燃料電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ２−Ａ２線断面図及びＢ２−Ｂ２線断面図である。
【図３】図２に示されたスタックの分解斜視図である。
【図４】図２に示されたインターコネクタの平面図及び断面図である。
【図５】図４の（ａ）に示されたインターコネクタの一部を拡大して示す図である。
【図６】スタックの製造工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料電池の外観を示す斜視図である。図１において、本実施形態の燃料電池１は、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）であり、燃料中の水素と空気中の酸素とを化学反応させて発電を行う。
【００１６】
燃料電池１は、スタック２と、このスタック２を上下方向に挟むように配置されたエンドプレート３Ａ，３Ｂとを備えている。スタック２とエンドプレート３Ａ，３Ｂとの間には、絶縁プレート４が配置されている。エンドプレート３Ａ，３Ｂ及び絶縁プレート４は、平面視正方形状を呈している。スタック２とエンドプレート３Ａ，３Ｂとは、４つのボルト５により固定されている。
【００１７】
上側のエンドプレート３Ａには、スタック２内に燃料を導入するための燃料導入管６と、スタック２内から燃料を導出するための燃料導出管７と、スタック２内に空気を導入するための空気導入管８と、スタック２内から空気を導出するための空気導出管９とが取り付けられている。燃料導入管６及び燃料導出管７は、エンドプレート３Ａにおける一方の対向する２つの縁部近傍の中央部に取り付けられている。空気導入管８及び空気導出管９は、エンドプレート３Ａにおける他方の対向する２つの縁部近傍の中央部に取り付けられている。
【００１８】
図２の（ａ）は、図１のＡ２−Ａ２線断面図であり、図２の（ｂ）は、図１のＢ２−Ｂ２線断面図である。なお、図２の（ａ）及び図２の（ｂ）では、エンドプレート３Ａ，３Ｂ及び絶縁プレート４は省略している。図３は、スタック２の分解斜視図である。なお、図３では、図２に示された内側連通部３１及び外側連通部３２を省略している。
【００１９】
図２及び図３に示すように、スタック２は、セル本体１０とインターコネクタ１１とが複数ずつ交互に積層された構造を有している。スタック２の最上層及び最下層は、インターコネクタ１１である。
【００２０】
セル本体１０は、積層方向に隣り合う２つのインターコネクタ１１間に配置されている。セル本体１０は、電解質１２と、この電解質１２の下面側（一面側）に配置されている燃料極（アノード）１３と、電解質１２の上面側（他面側）に配置されている空気極（カソード）１４と、を有している。セル本体１０は、燃料と空気とを発電反応させる。
【００２１】
インターコネクタ１１は、セル本体１０を燃料極１３側及び空気極１４側から挟むように配置されている。インターコネクタ１１は、金属材料から構成されている。金属材料としては、例えば耐熱ステンレス鋼であるＦｅ−Ｃｒフェライト系合金、Ｃｒ基合金またはＮｉ基合金等が用いられる。
【００２２】
インターコネクタ１１は、燃料極１３と対向する燃料流路形成部１５と、空気極１４と対向する空気流路形成部１６とを有している。燃料流路形成部１５は、燃料極１３に燃料を供給する流路を形成する。空気流路形成部１６は、空気極１４に空気を供給する流路を形成する。燃料流路形成部１５及び空気流路形成部１６は、例えば複数の柱状又は壁状の突起が設けられた構造を有し、各突起間の空間が燃料及び空気の流路となる。
【００２３】
インターコネクタ１１は、燃料導入管６から燃料を導入する燃料導入流路１７と、燃料導出管７に燃料を導出する燃料導出流路１８と、空気導入管８から空気を導入する空気導入流路１９と、空気導出管９に空気を導出する空気導出流路２０とを有している。燃料導入流路１７、燃料導出流路１８、空気導入流路１９及び空気導出流路２０は、何れも断面長穴形状を呈している。燃料導入流路１７と燃料導出流路１８とは、燃料流路形成部１５及び空気流路形成部１６を挟んで対向配置されている。空気導入流路１９と空気導出流路２０とは、燃料流路形成部１５及び空気流路形成部１６を挟んで燃料導入流路１７と燃料導出流路１８との対向方向に対して垂直な方向に対向配置されている。
【００２４】
また、インターコネクタ１１は、燃料導入流路１７と燃料流路形成部１５との間に配置されると共に、セル本体１０に対して露出しないように形成された燃料用中空流路２１と、燃料導出流路１８と燃料流路形成部１５との間に配置されると共に、セル本体１０に対して露出しないように形成された燃料用中空流路２２と、空気導入流路１９と空気流路形成部１６との間に配置されると共に、セル本体１０に対して露出しないように形成された空気用中空流路２３と、空気導出流路２０と空気流路形成部１６との間に配置されると共に、セル本体１０に対して露出しないように形成された空気用中空流路２４とを有している。
【００２５】
なお、インターコネクタ１１は、燃料用中空流路２１，２２を画成する１対の凹状部を有する第一枠状部材と、空気用中空流路２３，２４を画成する１対の凹状部を有する第二枠状部材と、第一枠状部材と第二枠状部材との間に配置され、燃料流路形成部１５及び空気流路形成部１６を有する中間部材とを備えている。このような第一枠状部材、第二枠状部材、及び中間部材という３つの部材を用いることで、燃料用中空流路２１，２２及び空気用中空流路２３，２４を有するインターコネクタ１１を簡単に作ることができる。
【００２６】
燃料用中空流路２１は、燃料導入流路１７及び燃料流路形成部１５と連通されている。燃料用中空流路２２は、燃料導出流路１８及び燃料流路形成部１５と連通されている。燃料用中空流路２１，２２は、燃料導入流路１７から燃料導出流路１８に燃料を流すための流路である。空気用中空流路２３は、空気導入流路１９及び空気流路形成部１６と連通されている。空気用中空流路２４は、空気導出流路２０及び空気流路形成部１６と連通されている。空気用中空流路２３，２４は、空気導入流路１９から空気導出流路２０に空気を流すための流路である。
【００２７】
燃料導入流路１７、燃料導出流路１８、及び燃料用中空流路２１，２２は、燃料が流れる燃料流路を構成している。空気導入流路１９、空気導出流路２０、及び空気用中空流路２３，２４は、空気が流れる空気流路を構成している。燃料導入流路１７から燃料導出流路１８に燃料が流れる方向と空気導入流路１９から空気導出流路に空気が流れる方向とは、垂直に交差している。
【００２８】
このようなインターコネクタ１１において、燃料導入管６から燃料導入流路１７に導入された燃料が、燃料用中空流路２１及び燃料流路形成部１５を通ってセル本体１０の燃料極１３に供給されると共に、空気導入管８から空気導入流路１９に導入された空気が、空気用中空流路２３及び空気流路形成部１６を通ってセル本体１０の空気極１４に供給されることで、セル本体１０において発電反応が起こる。そして、燃料流路形成部１５を通過した燃料が、燃料用中空流路２２及び燃料導出流路１８を通って燃料導出管７に導出されると共に、空気流路形成部１６を通過した空気が空気用中空流路２４及び空気導出流路２０を通って空気導出管９に導出される。
【００２９】
また、積層方向に隣り合う二つのインターコネクタ１１間におけるセル本体１０の周囲には、外側ガラスシール２５（第一ガラスシール）がセル本体１０の周囲に配置されている。外側ガラスシール２５は、四つのシール本体部２５ａと、各シール本体部２５ａ同士を連結する四つの連結部２５ｂとを有しており、セル本体１０の外周縁を取り囲んでいる。各シール本体部２５ａは、略環状を呈し、燃料導入流路１７、燃料導出流路１８、空気導入流路１９、及び空気導出流路２０の各周縁部に沿っている。
【００３０】
外側ガラスシール２５は、インターコネクタ１１と接着されており、燃料と空気とが混合しないように積層方向に隣り合う二つのインターコネクタ１１間をシールする。外側ガラスシール２５の内側領域Ｒ１は、燃料が通る通路を画成している。外側ガラスシール２５の内側領域Ｒ２は、空気が通る通路を画成している。
【００３１】
また、積層方向に隣り合う二つのインターコネクタ１１間における外側ガラスシール２５よりも内側（セル本体１０側）には、内側ガラスシール２７（第二ガラスシール）が配置されている。内側ガラスシール２７は、略環状を呈し、例えば空気極１４の周縁部に沿っている。内側ガラスシール２７は、電解質１２の上に載置され、空気極１４を取り囲んでいる。
【００３２】
内側ガラスシール２７は、電解質１２と接着されており、燃料と空気とが混合しないように燃料極１３と空気極１４との間をシールする。本実施形態では、内側ガラスシール２７は、電解質１２と、空気極１４側に配置されたインターコネクタ１１とに接着されている。なお、内側ガラスシール２７は、少なくとも電解質１２と接着されていればよく、インターコネクタ１１とは必ずしも接着されていなくてもよい。電解質１２の端面と燃料極１３の端面とは略面一になっており、空気極１４の端面は、電解質１２及び燃料極１３の各端面よりも内側に位置している。内側ガラスシール２７の端面は、電解質１２及び燃料極１３の各端面と略面一になっている。なお、内側ガラスシール２７の端面は、電解質１２及び燃料極１３の各端面と略面一になっていなくてもよい。例えば、内側ガラスシール２７は、電解質１２の上に載置されている部分に加えて、当該部分から電解質１２及び燃料極１３の各端面に接触するように垂れ下がっている部分を有していてもよい。
【００３３】
内側ガラスシール２７は、外側ガラスシール２５に取り囲まれている。外側ガラスシール２５と内側ガラスシール２７とは互いに離間しており、外側ガラスシール２５と内側ガラスシール２７との間には、空間Ｒ３が形成されている。本実施形態において、空間Ｒ３は、積層方向に隣り合うインターコネクタ１１同士の対向面と、電解質１２、燃料極１３、及び内側ガラスシール２７の各端面と、外側ガラスシール２５の内側ガラスシール２７側の端面とで囲まれた領域である。この空間Ｒ３は、外側ガラスシール２５とセル本体１０との間の空間でもある。
【００３４】
外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７は、電気絶縁性を有する材料から構成されている。具体的には、外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７の主成分は、ガラスである。ガラスは、例えば主成分としてＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３またはＢ２Ｏ３等を含んでいる。外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７の線膨張係数は、インターコネクタ１１の線膨張係数よりも大きい。
【００３５】
さらに、本実施形態において、インターコネクタ１１は、外気と外側ガラスシール２５とを連通する連通部である内側連通部３１及び外側連通部３２を有している。なお、本実施形態において、連通部とは、インターコネクタ１１に形成されることにより外側ガラスシール２５を外気と接触可能にする機能を有するインターコネクタ１１自体の構成要素である。
【００３６】
以下、図２、図４及び図５を参照して、内側連通部３１及び外側連通部３２についてより具体的に説明する。図４の（ａ）は、図２に示されたインターコネクタ１１の平面図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。図５は、図４の（ａ）に示されたインターコネクタ１１の一部を拡大して示す図である。なお、図５において、外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７を二点鎖線で示している。
ある。
【００３７】
図２及び図４に示すように、内側連通部３１及び外側連通部３２は、燃料流路（燃料導入流路１７、燃料導出流路１８、及び燃料用中空流路２１，２２）及び空気流路（空気導入流路１９、空気導出流路２０、及び空気用中空流路２３，２４）と交わらないように形成されている。すなわち、内側連通部３１及び外側連通部３２は、燃料流路及び空気流路が形成されている箇所と干渉しないように形成されている。より具体的には、内側連通部３１及び外側連通部３２は、燃料流路及び空気流路を含む流路形成領域Ｒ４以外の領域に形成されている。なお、図４においては、便宜上、流路形成領域Ｒ４が、燃料流路及び空気流路が形成されている領域そのものの外縁よりも外側に示されているが、流路形成領域Ｒ４は、燃料流路及び空気流路が形成されている領域そのものの外縁に一致していることが好ましい。また、図示するように、流路形成領域Ｒ４が、燃料流路及び空気流路が形成されている領域そのものの外縁よりも外側に位置していてもよい。内側連通部３１及び外側連通部３２は、平面視で流路形成領域Ｒ４よりも外側（インターコネクタ１１の外周縁１１ａ側）の領域に位置している。これにより、内側連通部３１及び外側連通部３２は、燃料流路を流れる燃料の流れ及び空気流路を流れる空気の流れを妨げない連通路を形成している。この連通路は、後述するガラス基材から有機成分を除去する工程Ｓ２（図６参照）において、酸素の供給及び炭酸ガスの排出を行う。
【００３８】
図５に示すように、平面視において、内側連通部３１（第一連通部）は、外側ガラスシール２５とセル本体１０との間であって、且つ、外側ガラスシール２５と内側ガラスシール２７との間に位置している。セル本体１０からインターコネクタ１１の外周縁１１ａに向かう方向で、内側ガラスシール２７、内側連通部３１、及び外側ガラスシール２５の順に並んでいる。内側連通部３１は、インターコネクタ１１をその積層方向に貫通する貫通孔である。
【００３９】
外側ガラスシール２５とセル本体１０との間の空間、すなわち外側ガラスシール２５と内側ガラスシール２７との間の空間Ｒ３（図２参照）は、内側連通部３１によって外気と連通されており、外気に開放されている。これにより、後述するガラス基材から有機成分を除去する工程Ｓ２（図６参照）において、内側連通部３１を通して外気から外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７へと効率的に酸素が供給されると共に、反応により生じた炭酸ガスが内側連通部３１を通して効率的に外気へ排出される。
【００４０】
より具体的に、内側連通部３１は、外側ガラスシール２５の連結部２５ｂと内側ガラスシール２７の角部との間の角部に位置している。内側連通部３１は、燃料導入流路１７と空気導入流路１９との間における角部と、空気導入流路１９と燃料導出流路１８との間における角部と、燃料導出流路１８と空気導出流路２０との間における角部と、空気導出流路２０と燃料導入流路１７との間における角部とに位置している。
【００４１】
外側連通部３２（第二連通部）は、インターコネクタ１１の外周縁１１ａに形成されている。外側連通部３２は、燃料導入流路１７、燃料導出流路１８、空気導入流路１９、及び空気導出流路２０よりも外側（インターコネクタ１１の外周縁１１ａ側）、すなわち内側連通部３１よりも外側に位置している。外側連通部３２は、インターコネクタ１１の外周縁１１ａの厚さを所定厚に薄くするように形成されている。外側連通部３２は、例えば外周縁１１ａの上端部及び下端部が切り取られた切り欠きである。この切り欠きは、例えば断面矩形状を呈している。
【００４２】
上端部側の外側連通部３２と下端部側の外側連通部３２とは、インターコネクタ１１の積層方向で互いに離間している。上端部側の外側連通部３２と下端部側の外側連通部３２との間には、セル本体１０側におけるインターコネクタ１１の積層方向での厚さよりも薄い所定厚の肉厚部分が形成されている。これにより、インターコネクタ１１の積層方向での厚さは、セル本体１０側に比べて外周縁１１ａ側が薄くなっている。外側連通部３２は、外周縁１１ａに沿って所定間隔毎に複数（本実施形態では、外周縁１１ａの一辺に対し上端部側及び下端部側に各６個）配置されている。
【００４３】
上端部側及び下端部側の外側連通部３２の積層方向での厚さ分、インターコネクタ１１の積層方向での厚さが外周縁１１ａにおいて薄くなっているため、この外周縁１１ａにおいて、積層方向に隣り合う二つのインターコネクタ間が幅広となっている。このようにインターコネクタ間が幅広となっていることにより、後述するガラス基材から有機成分を除去する工程Ｓ２（図５参照）において、外側ガラスシール２５に対する酸素を多く供給し、且つ、燃焼後の炭酸ガスを多く排出することが可能となっている。
【００４４】
次に、図６を参照して、本実施形態に係る燃料電池１の作用効果について説明する。図５は、スタック２の製造工程を示すフロー図である。
【００４５】
上述したように、本実施形態に係る燃料電池１では、隣り合う二つのインターコネクタ１１の間に外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７が配置されている。このような場合、スタック２を組み付ける際には、焼成後に外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７となる部分を、粉状のガラスにバインダや有機溶媒等の有機成分が混ざったスラリー状又はシート状のガラス基材として構成する。当該有機成分が焼成後に外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７に残留していると、外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７の欠陥となってしまう。
【００４６】
そこで、スタック２を製造する際には、当該有機成分の残留を防ぐため、図６に示すように、スタック２を組み付けた後（Ｓ１）、組み付けられたスタック２を焼成炉において４００〜５００℃に加熱して、燃焼等の反応によってガラス基材から有機成分を除去する（Ｓ２）。この際、反応により、二酸化炭素等の炭酸ガスが生じる。続いて、焼成炉において９００〜１０００℃に加熱することでガラス基材の焼成を行い、外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７を構成する（Ｓ３）。これにより、スタック２の製造が完了する。
【００４７】
このようなスタック２の製造工程において、従来の燃料電池では、ガラス基材の体積が大きいと、有機成分を除去する工程Ｓ２にてガラス基材に酸素が十分に行き渡らず、ガラス基材から有機成分を十分に除去するために長時間の反応が必要となっていた。その結果、燃料電池の生産性が悪くなるという問題があった。
【００４８】
これに対し、本実施形態に係る燃料電池１によれば、内側連通部３１及び外側連通部３２が燃料流路及び空気流路と交わらないように形成されているため、燃料流路における燃料の流れ及び空気流路における空気の流れを妨げることなく、外気と外側ガラスシール２５とが連通されている。これにより、ガラス基材から有機成分を除去する工程Ｓ２において、内側連通部３１及び外側連通部３２を通して外気から効率的に酸素が供給されると共に、発生した炭酸ガスが内側連通部３１及び外側連通部３２を通して外気へ排出される。よって、ガラス基材から有機成分を十分に除去するために必要な反応時間を短縮することができる。その結果、燃料電池１の生産性を向上させることが可能となる。
【００４９】
また、一般に、隣り合う二つのインターコネクタ１１間は非常に狭いため、このインターコネクタ１１間の外側ガラスシール２５は外気と触れ難く、ガラス基材から有機成分を除去する工程Ｓ２において酸素の供給及び炭酸ガスの排出を積極的に行うことができない。本実施形態に係る燃料電池１によれば、外側ガラスシール２５とセル本体１０との間において、内側連通部３１を通してインターコネクタ１１の積層方向に酸素の供給及び炭酸ガスの排出を積極的に行うことが可能となっている。このため、ガラス基材から有機成分を除去するために必要な反応を促進して、有機成分を十分に除去するために必要な反応時間を短縮することができ、その結果、燃料電池の生産性を向上させることが可能となる。また、内側連通部３１がインターコネクタ１１をその積層方向に貫通する貫通孔であるため、燃料流路及び空気流路と交わらないように当該内側連通部３１を容易に形成することができる。
【００５０】
特に、本実施形態のように、外側ガラスシール２５がセル本体１０の外周縁を取り囲んでいる場合、外側ガラスシール２５とセル本体１０との間の空間Ｒ３において、有機成分を除去するために必要な反応が促進され難い。本実施形態に係る燃料電池１によれば、内側連通部３１により、外側ガラスシール２５とセル本体１０との間の空間Ｒ３と外気とがインターコネクタ１１の積層方向で連通され、当該空間Ｒ３が外気に開放されている。このため、当該空間Ｒ３において有機成分を除去するために必要な反応が促進され易い。よって、外側ガラスシール２５にセル本体１０が取り囲まれている場合であっても、有機成分を十分に除去するために必要な反応時間を短縮することができ、その結果、燃料電池１の生産性を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、外側ガラスシール２５に加え、この外側ガラスシール２５よりもセル本体１０側に配置された内側ガラスシール２７を備えている場合、外側ガラスシール２５と内側ガラスシール２７との間の空間Ｒ３において、有機成分を除去するために必要な反応が促進され難い。本実施形態に係る燃料電池１によれば、内側連通部３１により、外側ガラスシール２５と内側ガラスシール２７との間の空間Ｒ３と外気とが連通され、当該空間Ｒ３が外気に開放されている。このため、当該空間Ｒ３において有機成分を除去するために必要な反応が促進され易い。よって、外側ガラスシール２５よりもセル本体１０側に配置された内側ガラスシール２７を備えている場合であっても、有機成分を十分に除去するために必要な反応時間を短縮することができ、その結果、燃料電池１の生産性を向上させることが可能となる。
【００５２】
また、インターコネクタ１１の外周縁１１ａに外側連通部３２が形成されている分、隣り合う二つのインターコネクタ１１間が幅広となっているため、隣り合うインターコネクタ１１の間に配置されている外側ガラスシール２５に対して酸素が供給され易くなっていると共に、生じた炭酸ガスが排出され易くなっている。これにより、有機成分を除去するために必要な反応をより促進することができる。よって、有機成分を十分に除去するために必要な燃焼時間をより短縮することができ、その結果、燃料電池１の生産性をより向上させることが可能となる。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他に適用してもよい。
【００５４】
例えば、上記実施形態において、外側連通部３２は、外周縁１１ａの上端部及び下端部が切り取られた切り欠きであるとしたが、これに限られず、例えば外周縁１１ａの上端部及び下端部の何れか一方のみが切り取られた切り欠きであってもよい。また、切り欠きの断面形状は矩形状に限られず、種々の形状であってもよい。また、外側連通部３２は、断面三角形状を呈するように角が面取りされて形成されていてもよく、外側ほど先細りとなってテーパ状であってもよく、インターコネクタ１１の積層方向に外周縁１１ａを貫通するように形成されていてもよい。
【００５５】
また、連通部は、燃料流路及び空気流路と交わらないように形成されている限り、流路形成領域Ｒ４以外の領域に限られず、その他の領域に形成されていてもよい。例えば、上記実施形態では、燃料流路及び空気流路がインターコネクタ１１の各辺に一つずつ形成されているが、燃料流路及び空気流路がインターコネクタ１１の各辺に複数離間して形成されている場合には、連通部が燃料流路及び空気流路の離間部分に形成されていてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態において、燃料電池１は、外側ガラスシール２５及び内側ガラスシール２７の両方を備えているが、これに限られず、燃料電池１は、内側ガラスシール２７を備えておらず外側ガラスシール２５のみを備えていてもよい。また、上記実施形態において、連通部として内側連通部３１及び外側連通部３２の両方を有しているが、これに限られず、内側連通部３１及び外側連通部３２の何れか一方を備えていてもよい。
【００５７】
上記実施形態において、外側ガラスシール２５とセル本体１０との間の空間は、外側ガラスシール２５と内側ガラスシール２７との間の空間Ｒ３と同じであるとしたが、これに限られない。例えば、燃料電池１が内側ガラスシール２７を備えておらず外側ガラスシール２５のみを備えている場合、外側ガラスシール２５とセル本体１０との間の空間は、積層方向に隣り合うインターコネクタ１１同士の対向面と、空気極１４、電解質１２、及び燃料極１３の各端面（セル本体１０の端面）と、外側ガラスシール２５のセル本体１０側の端面とで囲まれた領域である。
【００５８】
外側ガラスシール２５における各シール本体部２５ａは、連結部２５ｂによって連結されていなくてもよい。すなわち、外側ガラスシール２５は、連結部２５ｂを有していなくてもよく、セル本体１０の外周縁を完全に取り囲んでいなくてもよい。なお、外側ガラスシール２５が連結部２５ｂを有しておらず外側ガラスシール２５がセル本体１０の外周縁を完全に取り囲んでいない場合であっても、隣り合うインターコネクタ１１間は非常に狭く酸素の供給及び炭酸ガスの排出がされ難いため、連通部を設ける技術的意義は十分に高い。
【００５９】
上記実施形態において、内側ガラスシール２７は、電解質１２及び空気極１４側に配置されたインターコネクタ１１と接着されており、電解質１２の上に空気極１４を取り囲むように載置されているとしたが、これに限られない。例えば、内側ガラスシールは、電解質１２及び燃料極１３側に配置されたインターコネクタ１１と接着されており、電解質１２の下側に燃料極１３を取り囲むように載置されていてもよい。なお、内側ガラスシール２７は、少なくとも電解質１２と接着されていればよく、インターコネクタ１１とは必ずしも接着されていなくてもよい。この場合、例えば、電解質１２の端面と空気極１４の端面とは略面一になっており、燃料極１３の端面は、電解質１２及び空気極１４の各端面よりも内側に位置している。内側ガラスシール２７の端面と電解質１２及び空気極１４の各端面とは略面一となっている。
【符号の説明】
【００６０】
１…燃料電池、１０…セル本体、１１…インターコネクタ、１２…電解質、１３…燃料極、１４…空気極、１７…燃料導入流路（燃料流路）、１８…燃料導出流路（燃料流路）、２１，２２…燃料用中空流路（燃料流路）、１９…空気導入流路（空気流路）、２０…空気導出流路（空気流路）、２３，２４…空気用中空流路（空気流路）、２５…外側ガラスシール（第一ガラスシール）、２７…内側ガラスシール（第二ガラスシール）、３１…内側連通部（第一連通部）、３２…外側連通部（第二連通部）。
【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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