(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニット固体酸化物型燃料電池（１０；１０′）であって、当該燃料電池が、
当該燃料電池の陽極（１２；１２′）に電気的に接続された第一の導電性インターコネクト（１１；１１′）と、
当該燃料電池の陰極（２５；２５′）に電気的に接続された第二の導電性インターコネクト（２４；２４′）と、
第一の導電性インターコネクト及び第二の導電性インターコネクトの少なくとも一方の一部によって、当該燃料電池の第一の端（１７；１７′）に形成された第一の突出部（２７；２７′）と、
第一の導電性インターコネクト及び第二の導電性インターコネクトの少なくとも一方の一部によって、当該燃料電池の第二の端（１８；１８′）に形成された第二の突出部（２８）と
を備えており、第一及び第二の突出部（２７，２８；２７′，２８′）をそれぞれガスマニホルド（４１，４２）に着脱自在に接続することができる、燃料電池。
【請求項２】
第一の突出部に固定されたガス入口（２９；２９′）と、第二の突出部（２８）に固定されたガス出口（３０；３０′）とをさらに備える、請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
第一の導電性インターコネクトが第一の平面部と第一のスカート部（３１；３１′）とを有しており、第一の平面部と第一のスカート部とが第一及び第二の突出部（２７，２８；２７′）の一部を形成する、請求項１又は請求項２記載の燃料電池。
【請求項４】
第二の導電性インターコネクトが第二の平面部と第二のスカート部（３２；３２′）とを有しており、第二の平面部と第二のスカート部とが第一及び第二の突出部（２７，２８；２７′）の一部を形成する、請求項３記載の燃料電池。
【請求項５】
第一のスカート部（３１；３１′）と第二のスカート部（３２；３２′）の間に設けられた絶縁ガスケット（３３；３３′）をさらに含む、請求項４記載の燃料電池。
【請求項６】
第一及び第二のスカート部（３１，３２）が当該燃料電池の第一の端（１７）及び第二の端（１８）にしか延在せず、第一の端（１７）と第二の端（１８）とが互いに対向している、請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載の燃料電池。
【請求項７】
第一及び第二のスカート部（３１′，３２′）が当該燃料電池の全周囲に延在している、請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術的背景】
本発明は概して固体酸化物型燃料電池に関する。さらに具体的には、本発明は多数の電池を直列にも並列にも接続でき、しかも電池スタック内の単電池を取り外して交換することができる固体酸化物型燃料電池の改良設計に関する。
【０００２】
燃料電池は基本的には、触媒領域内で燃料を酸化剤と電気化学的に反応させて直流電流を発生するガルバーニ式変換装置である。燃料電池は典型的には、酸化剤の通路を画成する陰極材料と、燃料の通路を画成する陽極材料とを含んでいる。電解質を陰極材料と陽極材料の間に挟み込んで陰極材料と陽極材料を隔離する。個々の電気化学電池は通常比較的小さな電圧しか発生しない。そこで、有用な電圧へと高めるため個々の電気化学電池を直列に接続してスタックを形成する。電池間の電気的接続は、隣り合った電池の陰極と陽極の間のインターコネクトを利用して達成される。スタックには、燃料及び酸化剤をスタックの内外へ導通するダクト又はマニホルドも通例含まれている。
【０００３】
燃料流体及び酸化剤流体は通常気体であって、独立した電池通路を通して連続的に供給される。電気化学的変換は、気体、電極（陰極と陽極）及び電解質の３相の境界又は境界付近で起こる。燃料は酸化剤と電気化学的に反応してＤＣ電気出力を発生する。陽極つまり燃料極は、燃料側で電気化学反応が起こる速度を高める。陰極つまり酸化剤極も酸化剤側で同様に作用する。
【０００４】
具体的には、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）では、燃料は陽極上で酸化物イオンと反応して電子と水を生じ、水は燃料流によって取り除かれる。酸素は陰極表面で電子と反応して酸化物イオンを形成し、酸化物イオンは電解質を通して陽極側へ拡散する。電子は陽極から外部回路を介して陰極へと流れ、この回路は電解質を介しての酸化物イオンの輸送によって内的に閉じられる。
【０００５】
ＳＯＦＣでは、電解質は固体の形態をとる。典型的には、電解質は、電子の不導体である稠密イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）セラミックのような非金属セラミックで作られ、こうして電子が確実に外部回路を流れるようにして有用な仕事を行わしめる。そのままでは、電解質は燃料ガスと酸化剤ガスを互いに隔離したまま、電解質の両側に電圧を蓄積する。陽極と陰極は概して多孔質であり、陽極はニッケル／ＹＳＺサーメットで作られ、陰極はドープ型ランタンマンガナイトで作られることが多い。固体酸化物型燃料電池では、燃料として水素又は炭化水素が一般に用いられ、酸化剤として酸素又は空気が用いられる。
【０００６】
上述の通り、単一の燃料電池の電圧出力は大半の用途には低すぎる。そこで、多数の燃料電池を直列に接続することが往々にして必要とされる。さらに、多くの装置の電力需要には、燃料電池を電気的並列回路として接続して全電流を高める必要があることが多々ある。しかし、複数の燃料電池を直列、並列又は直列／並列の物理的スタックとするには、反応ガスを安全かつ効率的に流すために気密接続を組み込まなければならない。典型的には、米国特許第５８６１２２１号にみられる通り、個々の燃料電池の群を溶接、はんだ付その他の手段で接合して単一の一体スタックとして反応ガス同士の不都合な混合を防ぐ。従って、試験等のため一つの電池を取り外して交換しなければならない場合には、そのプロセスで残りの電池が破壊される。これは大きな時間的・金銭的損失を招く。
【０００７】
例えば、電池材料の焼成時に欠陥が生じることがあるが、かかる欠陥は燃料電池の性能に悪影響を及ぼす。隣接した電池を融合又は結合して単一の一体スタックとした場合には、欠陥の生じた単電池を取り外して欠陥のない電池と交換することができない。よくても燃料電池スタックの性能が損なわれる。最悪の場合には単電池の故障のためにスタック全体を破棄せざるを得ない。
【０００８】
従来技術を調査すると、多数の燃料電池を直列及び／又は並列にスタックするために採用された各種構造では個々の燃料電池を容易に交換できないことが分かる。米国特許第３７７６７７７号では、複数の燃料電池を並べて中空シリンダーを形成する。直列電気接続は半円筒部同士を連結することでなされる。電極は、半円筒部の内面と外面を跨がるバンド状に構成されている。酸化剤は円筒の外側に暴露され、水素燃料は円筒中央の中空部を通して流れる。半円筒部は溶接により或いはセラミック又はガラス状焼結層を施工することにより互いに接合される。従って、一の燃料電池に欠陥が生じた場合には、円筒全体を破棄しなければならない。さらに、幾何的な形状のため、スペースが限られている場合はかかる構造の利用が制限される。これは、基本的に平坦な薄型燃料電池のスタックを形成するという幾何的な意味では「スタック可能」なものではない。
【０００９】
米国特許第５７４１６０５号の一体型モジュール式燃料電池スタックは、発電機の外で製造した後に発電機内に装着することができる。各々のスタックは、半複数の筒状固体酸化物型燃料電池を束ねて剛性ユニットとしたものからなる。スタックが故障した場合、発電プラント全体をシャットダウンせずにスタックを取り外すことができる。しかし、スタックから個々の電池を取り外すことのできる設計については議論されていない。
【００１０】
米国特許第５８８２８０９号のクレームには、スタックを損なわずに個別に交換することができる電池をスタック内に提供することが記載されているが、これは高電力密度が存在しない場合に限られる。電池は個々に焼結され、機械的に結合される。機械的手段としては、その利用が具体的に記載されているわけではないが、外部クランプ、ばね又は重りが可能である。しかし、かかる外部部品は設計を複雑にし、用途を制限するだけである。さらに、個々の電池を取り外すことができる能力を保持したまま、どのようにして燃料ガス及び酸化剤ガスを集配するかについての議論はみられない。
【００１１】
これから分かるように、燃料電池スタックに着脱自在に装着し得る単位固体酸化物型燃料電池に対するニーズが存在する。また、隣接電池の損傷などスタック全体の性能を損なうことなく燃料電池スタックから交換できる単電池も必要とされている。また、別の燃料電池と電気的に直列及び／又は並列に配列し得る単電池も必要とされている。簡単でコストパフォーマンスの高い個々の燃料電池の設計及び燃料電池スタック設計も必要である。さらに、スタック全体のずれを防ぐため電池同士の精密なアラインメントを必要としない個々の電池の設計及び燃料電池スタックの設計も必要とされる。換言すれば、電池同士の精密な平坦性を必要としない燃料スタック設計が必要とされている。
【００１２】
【発明の概要】
本発明は、ユニット燃料電池であって、当該燃料電池は、当該燃料電池の陽極に動作可能に接続された第一の導電性インターコネクトであって第一の実質的平面部と第一のスカート部とを有する第一の導電性インターコネクト、当該燃料電池の陰極に動作可能に接続された第二の導電性インターコネクトであって第二の実質的平面部と第一スカート部に並置された第二のスカート部とを有する第二の導電性インターコネクト、第一及び第二のスカート部の少なくとも一方に固定されたガス入口、及び第一及び第二のスカート部の少なくとも一方に固定されたガス出口を備えており、もってガス入口及びガス出口をガスマニホルドに着脱自在に装着することのできる燃料電池を提供する。
【００１３】
本発明の別の態様では、固体酸化物型燃料電池スタックは複数のユニット固体酸化物型燃料電池を有しており、少なくとも１つのユニット電池は、（ａ）該燃料電池の陽極に動作可能に接続された第一の導電性インターコネクトであって第一の実質的平面部と第一のスカート部とを有する第一の導電性インターコネクト、（ｂ）該燃料電池の陰極に動作可能に接続された第二の導電性インターコネクトであって第二の実質的平面部と第一スカート部に並置された第二のスカート部とを有する第二の導電性インターコネクト、（ｃ）第一及び第二のスカート部の少なくとも一方の一部によって形成された第一の突出部であって該燃料電池の第一の端に設けられた第一の突出部、（ｄ）第一及び第二のスカート部の少なくとも一方の一部によって形成された第二の突出部であって該燃料電池の第二の端に設けられた第二の突出部、及び第一及び第二の突出部を複数のガスマニホルドに着脱自在に接続する複数のガスインターコネクトを備えており、もって各ユニット電池は互いに固定せずに燃料電池スタック内に配設され、個々のユニット電池を燃料電池スタック内で取り外して交換することができる。
【００１４】
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点は、添付の図面及び以下の説明及び特許請求の範囲を参照すれば理解を深めることができよう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、図４及び図５に示すような固体酸化物型燃料スタックに組み込むことができるユニット固体酸化物型燃料電池１０の一実施形態を開示したものである。本発明は好ましくはスタック内の各ユニット電池１０が同一であるものを意図しているが、ユニット電池１０が異なっていてもよいと思料される。さらに、本発明の各実施形態の説明は固体酸化物型燃料電池に関してなされているが、その他の形式の燃料電池にも本発明を用いることができる。
【００１６】
図１に示すユニット電池１０は、実質的に平坦で矩形の電解質壁１６を含んでいる。従って、壁１６は２対の対向する端、すなわち第二の端１８と対向する第一の端１７、及び第四の端２０と対向する第三の端１９によって画成される。ただし、矩形以外の構成も本発明の範囲内にある。電解質壁１６は、陽極層、陰極層、及び陽極層と陰極層の間に挟み込まれた電解質層（図示せず）で構成される。電解質壁１６の三層構造は当技術分野で周知の構造による。かかる構造の例は、米国特許第５２５６４９９号、同第５１６２１６７号及び同第４９１３９８２号にみられる。従って、ユニット電池１０が固体酸化物燃料型の場合、陽極層、陰極層及び電解質層の組成は当技術分野で周知の要素からなるものであればよい。例えば、陽極層はニッケル／ＹＳＺサーメットからなるものでよいし、陰極層はドープランタンマンガナイトからなるものでよい。電解質層は稠密イットリア安定化ジルコニアから作ることができる。
【００１７】
陽極層、陰極層及び電解質層の製造方法も、同様に、テープカレンダリングなどの当技術分野で実施されている周知の方法によればよい。テープカレンダリングの例は米国特許第５２８６３２２号及び同第５１６２１６７号に記載されている。三層の厚さは種々変更し得る。ただし、実用上は、各層の厚さは各々約０．１ミル〜１００ミルとし得る。
【００１８】
電解質壁１６の対向する平坦面には、第一及び第二の電池部品１２，２５が直に隣接し電気的に固定される。一実施形態では、各電池部品は二つの電極の一部であり、別の実施形態では二つのインターコネクト１１，２４の一部である。インターコネクト１１，２４については以下で詳しく説明する。第一及び第二の電池部品１２，２５が電極の一部である場合、第一及び第二の電池部品１２，２５は、電解質壁１６の陽極層及び陰極層にそれぞれ隣接して設けられた陽極及び陰極を構成する。このように、図１でみて電解質壁１６の陽極層が底層であるこの実施形態では、電極１２が陽極で電極２５が陰極となる。ただし、電解質壁１６の向きが反転すれば図１にみられる陽極／陰極の向きが反転し得ることは理解されよう。当技術分野で実施される通り、陽極１２及び陰極２５は、電解質壁１６の陽極層及び陰極層に用いたものとそれぞれ同じ材料で製造できる。
【００１９】
上述の通り、代替的な実施形態では、電池部品１２，２５はそれぞれ第一のインターコネクト１１及び第二のインターコネクト２４の一部であってもよい。かかる構成は当技術分野で公知であり、例えば米国特許第５２９０６４２号に記載されている。この米国特許は援用によって本明細書に取り込まれる。こうした場合、電池部品１２，２５は、電解質壁１６の陽極層及び陰極層に隣接して設けられる。従って、電解質壁１６の陽極層及び陰極層がそれぞれ陽極及び陰極として作用する。電池部品１２，２５はインターコネクト１１，２４に用いたものと同じ材料で製造することができる。
【００２０】
電池部品１２，２５の形状は共にコルゲート形として示してあるが、その他リブやフィンのような構成を用いることもできる。また、電池部品１２，２５は同じ構成を有するものとして示してあるが、本発明は、各々の部品が異なる構成を有し得ることも思料している。部品１２，２５の具体的な構成によらず、各々の部品がガス流のための流路を提供する。電池部品１２は、電解質壁１６の第三の端１９から第四の端２０まで延在する第一の流路又は燃料流路１３を形成する。第二の流路又は酸化剤流路２１は電池部品２５によって形成され、電解質壁１６の第一の端１７と第二の端１８の間に延在する。こうして、ガス又は燃料１４は燃料流路１３に流入し、当技術分野で公知の電気化学反応を受け、次いで燃料排気１５として燃料流路１３から流出できる。同時に、ガス又は酸化剤２２は酸化剤流路２１に流入し、電気化学反応を受け、次いでガス又は酸化剤排気２３として酸化剤流路２１から流出できる。
【００２１】
第一の流路１３はまた部分的には、第一の電池部品１２に直に隣接して電気的に固定された第一の導電性インターコネクト１１の平面部によって形成される。同様に、第二の流路２１は部分的には、第二の電池部品２５に直に隣接して電気的に固定された第二の導電性インターコネクト２４の平面部によって形成される。図１でみると、第一のインターコネクト１１は電池１０の底面であり、第二のインターコネクト２４は電池１０の上面である。好ましくは、インターコネクト１１，２４は共に単体構成のものであり、例えばニッケルクロムや鉄クロムをベースとした耐酸化性金属で製造される。かかる構成で、インターコネクト１１，２４は、当技術分野で公知の通り、電池１０のスタック内で一つの電池１０から他の電池へ電流を通すことができる。
【００２２】
図１に示す実施形態では、第一及び第二のインターコネクト１１，２４は同様の寸法で同様の構成をもつ。各インターコネクト１１，２４は、上述の実質的平面部と、平面部の二つの対向する端の各々に設けられたリップ部分又はスカート部とを含んでいる。スカート部は互いに並置されり、平面部から遠ざかるように実質的に垂直に、電解質壁１６の平坦面に向かって延在する。
【００２３】
図１に最も明瞭に示されている通り、第二のインターコネクト２４の平面部３４は、電解質壁１６の対向する第三及び第四の端１９，２０によって画成されるものと実質的に等しい幅を有する。平面部３４の長さは、電解質壁１６の対向する第一及び第二の端１７，１８によって画成される長さよりも長く延在する。第二のインターコネクト２４の第二のスカート部３２は、図１及び図２では、第一の端１７に隣接してこれを包囲するものであることが分かる。同様に、もう一つの第二のスカート部３２が第二の端１８（図１）に隣接してこれを包囲する。第二のインターコネクト２４の場合と同様に、第一のインターコネクト１１の第一のスカート部３１が第一の端１７に隣接してこれを包囲する。もう一つの第一のスカート部３１が同様に第二の端１８に隣接してこれを包囲する。スカート部３１，３２は電解質壁１６の第一及び第二の端１７，１８を包囲しているだけなので、第三及び第四の端１９，２０は露出したままである。
【００２４】
スカート部は、第一及び第二のインターコネクト１１，２４の平面部の末端部と併せて、第一及び第二の突出部２７及び２８を形成する。突出部２７及び２８は、電解質壁１６の第一及び第二の端１７，１８にそれぞれ配置される。図１及び図２に示す通り、第一の突出部２７は、空気のような酸化剤ガスが酸化剤入口２９を通ってユニット電池１０に流入し、第一の突出部２７に流入した後に酸化剤流路２１内を通過することを可能にする空間を形成する。第二の突出部は、酸化剤ガスが酸化剤流路２１から流出し、第二の突出部２８内を通過した後に酸化剤出口３０を通ってユニット電池１０から流出することを可能にする空間を形成する。
【００２５】
ユニット電池１０内外への燃料ガス流については、上述の通り、図１に示すユニット電池１０は部分的にのみ封入される。この部分的な封入は、第一及び第二のインターコネクト１１，２４、具体的にはスカート部３１，３２が電解質壁１６の第一及び第二の端１７，１８のみを包囲していることの帰結である。ユニット電池１０の開放されたままになっている部分は第三及び第四の端１９，２０に位置しており、陽極１２及び燃料流路１３に隣接している。燃料流路１３を開放しておくと、マニホルドを用いて燃料を燃料流路１３の内外に流入流出させ得ることが当業者には理解されよう。かかるマニホルドはユニット電池１０に直接装着されて、チェンバと同じく簡単に構築することができる。代替的には、ユニット電池１０を燃料ガスで充填した単一のチェンバに封入し、もって燃料流路１３に燃料を供給することもできる。
【００２６】
酸化剤流路２１を燃料流路１３から密閉するために、図１に示すようなシーラント２６を電解質壁１６の第一の端１７に沿って電池部品２５に隣接して配設する。酸化剤流路２１を燃料流路１３から密閉することにより、燃料と酸化剤との混合を防ぐ。同様のシーラント２６が電解質壁１６の第三の端１９に沿って設けられる。シーラント２６のもう一つの対（図示せず）が電解質壁１６の第二及び第四の端１８，２０に沿って電池部品１２に隣接して設けられており、やはり、燃料と酸化剤との混合を防ぐことを助ける。シーラント２６は、セメント、ガラス及びガラスセラミックのような様々な材料で製造できる。これらの材料を用いて、充填又は塗布のような方法によってシーラント２６を電解質壁１６に付着させることができる。
【００２７】
図１及び図２に示すユニット電池１０の実施形態については、第一のスカート部３１と第二のスカート部３２の間に設けたガスケット３３が第一及び第二の突出部２７，２８の空間を密閉する。ガスケット３３は、セラミック又はガラスのような電気絶縁材で製造されており、電池部品１２と電池部品２５の間の短絡をも防ぐ。
【００２８】
図３は、ユニット電池の別の実施形態１０′を示す。本実施形態と図１及び図２に示した実施形態との主な相違は、本実施形態のものが完全に封入されることである。ユニット電池１０′は、第一の端１７′、第二の端１８′、第三の端１９′及び第四の端２０′を有する電解質壁１６′を含んでいる。電解質壁１６′は第一の電池部品１２′と第二の電池部品２５′の間に設けられる。しかし、前述の実施形態とは対照的に、電解質壁１６′は第一及び第二の電池部品１２′，２５′の周縁を越えて延在しており、第一及び第二のインターコネクト１１′，２４′に到っている。燃料流路１３′及び酸化剤流路２１′は、第一の電池部品１２′及び第二の電池部品２５′によってそれぞれ形成される。シーラント２６′は燃料流路１３′の区域を第一及び第二の端１７′，１８′側で密閉する。もう一つのシーラント２６′は酸化剤流路２１′の区域を第三及び第四の端１９′，２０′側で密閉する。
【００２９】
この第二の実施形態では、第一のインターコネクト１１′及び第二のインターコネクト２４′はこれらの間に電解質壁１６、第一の電池部品１２′及び第二の電池部品２５′を挟んでいる。各々のインターコネクト１１′，２４′は平面部とスカート部とを含んでいる。ただし、前述の第一の実施形態とは異なり、第一のスカート部３１′は第一のインターコネクト１１′の周縁全体に延在しており、第二のスカート部３２′も同様に、第二のインターコネクト２４′の周縁全体に延在する。これにより、第一の突出部２７′、第二の突出部（図示せず）、第三の突出部４３′及び第四の突出部（図示せず）が、第一の端１７′、第二の端１８′、第三の端１９′及び第四の端２０′にそれぞれ隣接して形成される。四つの突出部によって第一の突出部２７′と接続した酸化剤入口２９′で電池１０′内に酸化剤ガスを供給することができ、第二の突出部に固定された酸化剤出口３０′で電池１０′から酸化剤を排出することができる。加えて、第一の実施形態と対照的に、第三の突出部に接続された燃料入口３９′で電池１０′内に燃料ガスを供給することができ、第四の突出部に固定された燃料出口４０′で電池１０′から燃料を排出することができる。次いで、電池１０′全体を第一のスカート３１′と第二のスカート３２′の間のガスケット３３′によって密閉する。ガスケット３３′はまた、第二の電池部品２５′から第一の電池部品１２′を電気的に絶縁する。
【００３０】
図４は、固体酸化物型燃料電池スタックの一実施形態３６を示す。燃料電池スタック３６は、直列の電気的構成に配列された複数のユニット電池１０を含んでいる。このようなものとして、上方の電池１０（図４から見たとき）の第一のインターコネクト１１（図示せず）は、下方の電池１０の第二のインターコネクト２４（図示せず）と電気的に接触する。各々の電池１０には、入口２９及び出口３０（両方とも酸化剤又は燃料のいずれに用いてもよい）が装着される。入口２９は、酸化剤のようなガスを電池１０に運ぶ第一のマニホルド４１に着脱自在に装着される。同様に、入口３０は、酸化剤のようなガスを電池１０から排出する第二のマニホルド４２に着脱自在に装着される。
【００３１】
電気絶縁コネクタ３７は、入口２９を第一のマニホルド４１に着脱自在に接続すると共に短絡を防ぐ役割を果たす。同様に、電気絶縁コネクタ３７は、出口３０を第二のマニホルド４２に着脱自在に接続すると共に短絡を防ぐ。適当な絶縁コネクタ３７の例にはジルコニア及びアルミナがある。
【００３２】
図５は、固体酸化物型燃料電池スタックの別の実施形態３６′を示す。燃料電池スタック３６′は、直列／並列の電気的構成に配列された複数のユニット電池１０′を含んでいる。直列の電気的接続は、図４に示した上述の実施形態と同様に確立される。直列接続された電池１０の一方の組の入口２９′は、流入マニホルド（図示せず）に着脱自在に装着され、直列接続された電池１０の他方の組の出口３０′は、排出マニホルド（図示せず）に着脱自在に装着され得る。直列接続された電池１０の第一の組の出口３０′は、電池１０の他方の組の入口２９′に着脱自在に装着される。電気絶縁コネクタ３８で出口３０′を入口２９′に接続する。適当な絶縁コネクタ３８の例にはジルコニア及びアルミナがある。
【００３３】
当業者には理解されるように、本発明は、燃料電池スタックに着脱自在に装着し得る単位固体酸化物型燃料電池を提供する。また、隣接した電池を損傷する等のようにスタック全体の性能を損なうことなく燃料電池スタックから交換することのできる単電池を提供する。本発明はさらに、他の燃料電池に対して直列及び／又は並列の電気的構成に形成し得る単電池を提供する。また、簡単でコストパフォーマンスの高い個別燃料電池設計及び燃料電池スタック設計も提供される。本発明の個別電池設計及び燃料電池スタック設計は、一つの電池から次の電池にかけての精密な平坦性を要求しない。加えて、本発明によって比較的薄い設計の外形が提供される。
【００３４】
言うまでもなく、以上の記載は本発明の好適実施形態に関連しており、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨及び範囲から逸脱せずに改変を施し得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るユニット固体酸化物型燃料電池の透視図である。
【図２】  電池の内部構造を示す図１に示すユニット燃料電池の部分透視図である。
【図３】  本発明の別の実施形態に係るユニット固体酸化物型燃料電池の透視図である。
【図４】  本発明の一実施形態に係る直列電気接続したユニット燃料電池のスタックを示す図である。
【図５】  本発明の一実施形態に係る直列及び並列の両方で電気接続したユニット燃料電池のスタックを示す図である。
【符号の説明】
１０，１０′  ユニット固体酸化物型燃料電池
１１，１１′，２４，２４′  インターコネクト
１２，１２′，２５，２５′  電池部品
１３，１３′  燃料流路
１４  燃料
１５  燃料排気
１６，１６′  電解質壁
１７，１７′  第一の端
１８，１８′  第二の端
１９，１９′  第三の端
２０，２０′  第四の端
２１，２１′  酸化剤流路
２２  酸化剤
２３  酸化剤排気
２６，２６′  シーラント
２７，２７′，２８，４３′  突出部
２９，２９′  酸化剤入口
３０，３０′  酸化剤出口
３１，３１′，３２，３２′  スカート部
３３，３３′  ガスケット
３４  平面部
３６，３６′  固体酸化物型燃料電池スタック
３７，３８  電気絶縁コネクタ
３９′  燃料入口
４０′  燃料出口
４１，４２  マニホルド
【図１】
0005101775.tif 000002
【図２】
0005101775.tif 000003
【図３】
0005101775.tif 000004
【図４】
0005101775.tif 000005
【図５】
0005101775.tif 000006