燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池セルスタック及びそれらを含む燃料電池
【課題】内側の電極層から電気を取出し易く且つ燃料セル同士の組立てが容易な燃料電池セル体、そのユニット及びスタック、及びそれらを含む燃料電池を提供する。
【解決手段】本発明による燃料電池セルユニット(1)は、内側の電極層(16)、外側の電極層(20)及び貫通流路(15)を有する燃料電池セル(6)と、燃料電池セル(6)の端部(6a,6b)に固定された内側電極端子(24)及び外側電極端子(26)を有する。燃料電池セル(6)は、内側の電極層(16)と電気的に通じる内側電極外周面(21)と、外側の電極層(20)と電気的に通じる外側電極外周面(22)を有する。内側電極端子(24)及び外側電極端子(26)はそれぞれ、内側電極外周面(21)及び外側電極外周面(22)を覆い且つそれと電気的に接続される。内側電極端子(24)及び外側電極端子(26)は、貫通流路(15)と連通しする接続流路(24c,26c)を有する。
【解決手段】本発明による燃料電池セルユニット(1)は、内側の電極層(16)、外側の電極層(20)及び貫通流路(15)を有する燃料電池セル(6)と、燃料電池セル(6)の端部(6a,6b)に固定された内側電極端子(24)及び外側電極端子(26)を有する。燃料電池セル(6)は、内側の電極層(16)と電気的に通じる内側電極外周面(21)と、外側の電極層(20)と電気的に通じる外側電極外周面(22)を有する。内側電極端子(24)及び外側電極端子(26)はそれぞれ、内側電極外周面(21)及び外側電極外周面(22)を覆い且つそれと電気的に接続される。内側電極端子(24)及び外側電極端子(26)は、貫通流路(15)と連通しする接続流路(24c,26c)を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）に使用される燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池セルスタック、及び、それらを含む燃料電池に関し、更に詳細には、管状の燃料電池セルを有する燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池セルスタック、及び、それらを含む燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、管状の燃料電池セルを有する燃料電池セルスタックが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。まず、図１１を参照して、特許文献１に記載された従来の燃料電池のセルスタックの一例を説明する。図１１は、従来の燃料電池セルスタックの概略的な断面図である。
【０００３】
図１１に示すように、特許文献１に記載された燃料電池セルスタック２００は、円筒形の燃料電池セル２０２を互いに長手方向に対して横方向に並べて、その両端部を金属板２０４で支持した構造を有している。この燃料電池セルスタック２００は、燃料電池セル２０２が並列に接続されている。
【０００４】
燃料電池セル２０２は、内側の電極層２０４と、外側の電極層２０８と、それらの間に配置された電解質層２０６とを有している。燃料電池セル２０２の一方の端部には、内側の電極層２０４の内側に挿入された接続部材２１０が設けられている。燃料電池セル２０２の他方の端部には、外側の電極層２０８の外側に嵌合した接続部材２１２が設けられている。内側の電極層２０４又は外側の電極層２０８と接続部材２１０、２１２とは、ロウ付け、溶射又はすり合わせにより連結されている。また、接続部材２１０、２１２と金属板１０４とは、溶接、圧着又はすり合わせで連結されている。
【０００５】
また、特許文献２には、中空六角形状の燃料電池セルが記載され、この燃料電池セルの内側の電極は、端部において長手方向に露出している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８９２４９号公報（段落００２８及び図４）
【特許文献２】特開平５−１０１８４２号公報（図１及び図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された燃料電池スタック２００では、内側電極２０４に接続部材２１０を取付けることが困難であり、接触抵抗が大きくなりやすい。特に、外径が１〜１０ｍｍの燃料電池セル２０２の内側電極２０４に接続部材２１０を取付けることは困難である。
【０００８】
また、燃料電池セル単体で発生させることができる電圧は、その寸法にかかわらず一定である。従って、高い電圧を得るためには、燃料電池セルを電気的に直列に接続する必要がある。一方、大きい電流を得るためには、例えば、燃料電池セルを電気的に並列に接続する必要がある。電気的に直列又は並列に接続する燃料電池セルの数は、用途に応じて異なるので、燃料電池セルを所望の電気的接続で容易に組立てることの要望がある。特許文献１に開示された燃料電池セルスタック２００を用いる燃料電池では、複数の燃料電池セル２０２を電気的に直列に組立ててから、組立てたものを電気的に並列に接続して燃料電池セルスタック２００を組立てる工程か、複数の燃料電池セル２０２を電気的に並列に組立てて燃料電池セルスタック２００を形成してから、それらを電気的に直列に組立てる工程が必要であり、燃料電池全体を組立てるのに手間がかかっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、内側の電極層から電気を取出しやすく且つ燃料セルを電気的に直列に及び／又は並列に組立てることが容易な燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池スタック及びそれらを含む燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、燃料電池に使用される本発明による燃料電池セルユニットは、管状の内側の電極層、管状の外側の電極層、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層、及び、内側の電極層の内側に構成される貫通流路を有する管状の燃料電池セル体と、燃料電池セル体の一方の端部に固定され且つ内側の電極層から電気を取出すための内側電極端子と、燃料電池セル体の他方の端部に固定され且つ外側の電極層から電気を取出すための外側電極端子と、を有し、燃料電池セル体は、一方の端部に、内側の電極層記電解質層及び外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、一方の端部の外周面に、内側電極露出周面を介して内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、他方の端部の外周面に、外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、内側電極端子は、内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、外側電極端子は、外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、内側電極端子及び外側電極端子は、貫通流路と連通し且つ外部と通じる接続流路を有することを特徴としている。
【００１１】
このように構成された燃料電池セルユニットでは、内側の電極層の電気を燃料電池セル体の外周面である内側電極外周面を介して内側電極端子から取出すので、従来の燃料電池セルよりも内側の電極層の電気を取出し易くなっている。また、内側電極端子及び外側電極端子が両側に配置された燃料電池セル体が一単位となっているので、燃料電池セルを電気的な直列接続及び／又は並列接続の自由な組合せで容易に組立てることができる。
【００１２】
本発明による燃料電池セルユニットの実施形態において、好ましくは、内側電極端子と燃料電池セル体、及び、外側電極端子と燃料電池セル体とは、その全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定される。
【００１３】
このように構成された燃料電池セルユニットでは、導電性のシール材は、内側の電極層と作用するガスと、外側の電極層と作用するガスとを仕切る機能と、内側の電極層及び外側の電極層から電気を取出す機能の両方を既に内蔵している。また、導電性のシール材は、内側電極外周面に対する密着性がよいため、界面における接触抵抗が小さくなり、発電性能および信頼性に優れた燃料電池セルユニットを構成できる。従って、内側の電極層からの電気の取出し及びガスシール等を考慮する必要なしに、燃料電池を容易に組立てることができる。
【００１４】
本発明による燃料電池セルユニットの実施形態において、好ましくは、内側電極端子及び外側電極端子はそれぞれ、燃料電池セル体から遠ざかるように燃料電池セル体の長手方向に延び且つ接続流路を含む管状部分を有し、内側電極端子及び外側電極端子の管状部分の外輪郭断面形状は同一である。
【００１５】
このように構成された燃料電池セルユニットでは、内側電極端子への接続及び外側電極端子への接続の仕方を共通にすることができ、燃料電池の組立てが更に容易になる。
【００１６】
また、本発明による燃料電池セルユニットの実施形態において、好ましくは、燃料電池セル体は、１本の燃料電池セルからなり、又は、長手方向に連結され且つ電気的に直列に接続された複数の燃料電池セルを有する。
【００１７】
また、本発明による燃料電池セルユニットの実施形態において、好ましくは、内側電極外周面は、内側電極露出周面によって構成されてもよいし、その外側に設けられた内側電極集電層によって構成されてもよい。また、外側電極外周面は、外側の電極層によって構成されてもよいし、外側の電極層の外側に設けられた外側電極集電層によって構成されてもよい。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池は、上述した燃料電池セルユニットを含む。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池セルスタックは、上記管状部分を有する燃料電池セルユニットを有し、この燃料電池セルユニットは、互いに長手方向に対して横方向に整列して複数設けられ、更に、複数の燃料電池セルユニットの管状部分に嵌合する孔を有し、複数の燃料電池セルユニットの両端部にそれぞれ位置決めされる支持板を有することを特徴としている。
【００２０】
このように構成された燃料電池セルスタックは、管状部分と孔との嵌合により、複数の燃料電池セル体を支持板に容易に組立てることができ、一体的な燃料電池セルスタックを容易に形成することができる。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池セルスタックは、上記管状部分を有する料電池セルユニットを有し、この燃料電池セルユニットは、互いに長手方向に対して横方向に整列して複数設けられ、更に、隣接した少なくとも２つの前記燃料電池セルユニットの管状部分に嵌合し且つそれらを連結する連結部材を有し、連結部材は、管状部分の接続流路を互いに接続する接続流路を有することを特徴としている。
【００２２】
このように構成された燃料電池セルスタックは、燃料電池を電気的な直列接続及び並列接続に係わらず横方向に容易に延ばすことができる。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池は、上記燃料電池セルスタックを含む。
【００２４】
また、上記目的を達成するために、燃料電池に使用される本発明による燃料電池セル体は、長手方向に互いに整列した少なくとも２本の管状の燃料電池セルと、燃料電池セルの間に配置され且つそれらに固定された接続電極端子と、を有し、燃料電池セルの各々は、管状の内側の電極層と、管状の外側の電極層と、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層と、内側の電極層の内側に構成される貫通流路と、を有し、燃料電池セルの各々は、その一方の端部に、内側の電極層が電解質層及び外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、一方の端部の外周面に、内側電極露出周面を介して内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、その他方の端部の外周面に、外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、接続電極端子は、一方の燃料電池セルの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、他方の燃料電池セルの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、一方の燃料電池セルの内側電極外周面と他方の燃料電池セルの外側電極外周面とを電気的に接続すると共に、一方の燃料電池セルの貫通流路と他方の燃料電池セルの貫通流路とを連通させる接続流路を有することを特徴としている。
【００２５】
このように構成された燃料電池セル体では、接続電極端子を用いることによって、上述した燃料電池セルユニットと同様、燃料電池セルの長手方向の電気的な直列接続を容易に組立てることができる。
【００２６】
また、上記目的を達成するために、燃料電池に使用される本発明による燃料電池セル体は、互いに長手方向に対して横方向に隣接して整列した少なくとも２本の管状の燃料電池セルと、少なくとも２本の燃料電池セルを互いに固定する接続電極端子と、を有し、燃料電池セルの各々は、管状の内側の電極層と、管状の外側の電極層と、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層と、内側の電極層の内側に構成される貫通流路と、を有すると共に、その一方の端部に、内側の電極層が電解質層及び外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、燃料電池セルの各々は、更に、一方の端部の外周面に、内側電極露出周面を介して内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、その他方の端部の外周面に、外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、接続電極端子は、少なくとも１本の燃料電池セルの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、残りの燃料電池セルの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、少なくとも１本の燃料電池セルの内側電極外周面と残りの燃料電池セルの外側電極外周面とを電気的に接続すると共に、互いに隣接した燃料電池セルの貫通流路を互いに連通させる接続流路を有することを特徴としている。
【００２７】
このように構成された燃料電池セル体では、接続電極端子を用いることによって、上述した燃料電池セルユニットと同様、燃料電池セルを横方向に電気的な直列接続及び並列接続で容易に組立てることができる。
【００２８】
上記２つの燃料電池セル体の実施形態において、好ましくは、接続電極端子とそれによって電気的に接続された燃料電池セルとは、燃料電池セルの全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定される。
【００２９】
このように構成された燃料電池セル体では、導電性のシール材は、内側の電極層と作用するガスと、外側の電極層と作用するガスとを仕切る機能と、内側の電極層及び外側の電極層から電気を取出す機能を有している。また、導電性のシール材は、内側電極外周面に対する密着性がよいため、界面における接触抵抗が小さくなり、発電性能および信頼性に優れた燃料電池セル体を構成できる。従って、燃料電池を容易に組立てることができる。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池は、上記燃料電池セル体を含む。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明した通り、本発明による燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池スタック及びそれらを含む燃料電池によれば、内側の電極層から電気を取出しやすく且つ燃料セル同士の組立てが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３３】
まず、図１を参照して、本発明による燃料電池セルユニットの第１の実施形態を説明する。図１は、本発明による燃料電池セルユニットの断面図である。
【００３４】
図１に示すように、本発明による燃料電池セルユニット１は、１本の管状の燃料電池セル体を有している。本実施形態では、燃料電池セル体は、１本の燃料電池セル６からなり、燃料電池セル６は、円筒形である。
【００３５】
燃料電池セル６は、円筒形の内側の電極層１６と、円筒形の外側の電極層２０と、これらの電極層１６、２０の間に配置された円筒形の電解質層１８と、内側の電極層１６の内側に構成される貫通流路１５を有している。また、燃料電池セル６の一方の端部６ａに、内側の電極層１６が電解質層１８及び外側の電極層２０に対して露出した内側電極露出周面１６ａと、電解質層１８が外側の電極層２０に対して露出した電解質露出周面１８ａとが設けられ、内側電極露出周面１６ａ及び電解質露出周面１８ａは、燃料電池セル６の外周面を構成している。燃料電池セル６の他方の端部６ｂを含む残部の外周面は、外側の電極層２０が露出した外側電極露出周面２０ａによって構成されている。本実施形態では、内側電極露出周面１６ａは、内側の電極層１６と電気的に通じる内側電極外周面２１でもあり、外側電極露出周面２０ａは、外側の電極層２０と電気的に通じる外側電極外周面２２でもある。
【００３６】
内側の電極層１６は、例えば、Niと、CaやY、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Niと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Niと、Sr、Mg、Co、Fe、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレートとの混合体、の少なくとも一種から形成される。電解質層１８は、例えば、Y、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Sr、Mgから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なくとも一種から形成される。外側の電極層２０は、例えば、Sr、Caから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Sr、Co、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Sr、Fe、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたサマリウムコバルト、銀、などの少なくとも一種から形成される。この場合、内側の電極層１６が燃料極になり、外側の電極層２０が空気極になる。内側の電極層１６の厚さは、例えば、１ｍｍであり、電解質層１８の厚さは、例えば、３０μｍであり、外側の電極層２０の厚さは、例えば、３０μｍである。
【００３７】
燃料電池セルユニット１は、更に、燃料電池セル６の一方の端部６ａに固定され且つ内側の電極層１６から電気を取出すための内側電極端子２４と、その他方の端部６ｂに固定され且つ外側の電極層２０から電気を取出すための外側電極端子２６とを有している。
【００３８】
内側電極端子２４は、内側電極外周面２１を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続された本体部分２４ａと、燃料電池セル６から遠ざかるように燃料電池セル６の長手方向に延びる管状部分２４ｂとを有している。好ましくは、本体部分２４ａ及び管状部分２４ｂは、円筒形であり且つ同心に配置され、管状部分２４ｂの管径は、本体部分２４ａの管径よりも細い。本体部分２４ａ及び管状部分２４ｂは、貫通流路１５と連通し且つ外部と通じる接続流路２４ｃを有している。本体部分２４ａと管状部分２４ｂとの間の段部２４ｄは、内側の電極層１６の端面１６ｂと当接している。
【００３９】
外側電極端子２６は、外側電極外周面２２を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続された本体部分２６ａと、燃料電池セル２から遠ざかるように燃料電池セル２の長手方向に延びる管状部分２６ｂとを有している。好ましくは、本体部分２６ａ及び管状部分２６ｂは、円筒形であり且つ同心であり、管状部分２６ｂの管径は、本体部分２６ａの管径よりも細い。本体部分２６ａ及び管状部分２６ｂは、貫通流路１５と連通し且つ外部と通じる接続流路２６ｃを有している。本体部分２６ａと管状部分２６ｂとの間の段部２６ｄは、環状の絶縁部材２８を介して外側の電極層２０、電解質層１８及び内側の電極層１６の端面１６ｃと当接している。
【００４０】
内側電極端子２４及び外側電極端子２６の管状部分２４ｂ、２６ｂは、好ましくは、それらの外輪郭断面形状が同一である。更に好ましくは、内側電極端子２４及び外側電極端子２６の全体形状が同一である。
【００４１】
内側電極端子２４と燃料電池セル６、及び、外側電極端子２６と燃料電池セル６とは、その全周にわたって導電性のシール材３２によってシールされ且つ固定されている。
【００４２】
一方の端部６ａにおいて、内側電極露出周面１６ａ及び電解質露出周面１８ａは、燃料電池セル６の全周にわたって延び、互いに長手方向Ａに隣接している。また、内側電極露出周面１６ａは、燃料電池セル６の先端部６ｃに位置している。内側電極露出周面１６ａと電解質露出周面１８ａとの間の境界３４は、内側電極端子２４の本体部分２４ａの内部にあり、電解質露出周面１８と外側電極露出周面２０との間の境界３６は、本体部分２４ａの外側に位置している。また、電解質露出周面１８ａは、内側電極露出周面１６ａに向かって薄肉となるテーパ部１８ｂを有している。
【００４３】
一方の端部６ａにおいて、シール材３２は、内側電極露出周面１６ａ及び電解質露出周面１８ａに跨がって全周にわたって延び、内側電極端子２４の本体部分２４ａに充填され、電解質露出周面１８ａを介して外側の電極層２０と間隔をおいている。また、他方の端部６ｂにおいて、シール材３２は、外側電極露出周面２０ａの上を全周にわたって延び、外側電極端子２６の本体部分２６ａと絶縁部材２８との間の空間に充填されている。シール材３２は、内側の電極層１６と作用するガスの領域、即ち、貫通流路１５及び接続流路２４ｃ、２６ｃと、外側の電極層２０と作用するガスの領域とを仕切るように設けられている。シール材３２は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、銀、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロウ材である。
【００４４】
次に、本発明による燃料電池の動作を説明する。
【００４５】
内側の電極層１６と作用するガス（燃料ガス）を、貫通流路１５及び接続流路２４ｃ、２６ｃに通す。また、外側の電極層２０と作用するガス（空気）を、外側の電極層２０の周りに流す。それにより、燃料電池セルユニット１が作動する。また、内側の電極１６の電気をシール材３２及び内側電極端子２４を介して取出し、外側の電極２０の電気をシール材３２及び外側電極端子２６を介して取出す。
【００４６】
次に、本発明による燃料電池セルユニットの製造方法の一例を説明する。
【００４７】
先ず、管状の燃料電池セルを形成する。詳細には、先ず、管状の内側の電極層１６を形成し、内側の電極層１６の端部を露出させるように内側の電極層１６の周りに電解質層１８を形成し、更に、電解質層１８の端部を露出させるように電解質層１８の周りに外側の電極層２０を形成する。この後、電解質層１８の端部にテーパ部１８ｂを形成するのがよい。
【００４８】
次いで、内側電極端子２４を燃料電池セル６の一方の端部６ａにかぶせ、それらをシール材３２によって互いにシールし且つ固定する。また、外側電極端子２６を燃料電池セルの他方の端部６ｂに絶縁部材２８を介してかぶせ、それらをシール材３２によって互いにシールし且つ固定する。それにより、燃料電池セルユニット１が形成される。
【００４９】
燃料電池セルユニット１では、内側の電極層１６の電気を燃料電池セル６の外周面である内側電極外周面２１を介して内側電極端子１６から取出すので、従来の燃料電池セルよりも内側の電極層１６の電気を取出し易くなっている。また、内側の電極１５に作用するガスの流れを妨げることなく、シール材３２と内側電極外周面１６ａの接触面積を大きくすることができ、それにより、接触抵抗を小さくすることができる。特に、外径が１〜１０ｍｍの燃料電池セルを用いる場合に有利である。
【００５０】
また、内側電極端子２４及び外側電極端子２６が両側に配置された燃料電池セル６が一単位となっているので、燃料電池セル６を電気的な直列接続及び／又は並列接続の自由な組合せで容易に組立てることができる。
【００５１】
また、燃料電池セルユニット１では、内側電極端子２４及び外側電極端子２６の管状部分２４ｂ、２６ｂの外輪郭断面形状が同一であるので、内側電極端子２４への接続及び外側電極端子２６への接続の仕方を共通にすることができ、燃料電池の組立てが更に容易になる。更に、燃料電池セルユニット１では、内側電極端子２４及び外側電極端子２６の全体形状が同一であるので、内側電極端子２４及び外側電極端子２６に共通の部材を用いることができ、燃料電池セルユニット１に必要な部品の種類を減らすことができる。
【００５２】
また燃料電池セルユニット１は、導電性のシール材３２により、内側の電極層１６と作用するガスと、外側の電極層２０と作用するガスとを仕切る機能と、内側の電極層１６及び外側の電極層２０から電気を取出す機能の両方を既に内蔵している。また、導電性のシール材３２は、内側電極外周面２１に対する密着性がよいため、界面における接触抵抗が小さくなり、発電性能および信頼性に優れた燃料電池セルユニット１を構成できる。従って、内側の電極層１６からの電気の取出し及びガスシール等を考慮する必要なしに、燃料電池を容易に組立てることができる。
【００５３】
また、内側電極露出面１６ａを採用し、且つ、シール材３２を用いることにより、燃料電池セルスタック４及び燃料電池セルユニット１の製造を容易にすることができる。特に、外径が１〜１０ｍｍの燃料電池セル６を用いる場合に有利である。
【００５４】
また、電解質層１８のテーパ部１８ｂにより、シール材３２を内側電極部材２４と燃料電池セル６との間に配置する又は充填するとき、内側電極露出周面１６ａと電解質露出周面１８ａとの間に気泡等が残って、シール材３２によるガスシール機能の低下を防止することができる。それにより、歩留まりが上がり、安定した製造を容易に行うことができる。
【００５５】
次に、図２〜４を参照して、燃料電池セル６の他方の端部の変形例を説明する。
【００５６】
図２は、燃料電池セルの他方の端部の第１の変形例の断面図である。図２に示すように、燃料電池セル６の他方の端部６ｂにおいて、電解質層１８を燃料電池セル６の外周面に露出させて第２の電解質外周面１８ｃを形成して、内側の電極層１６の端面と外側の電極層２０の端部とを引離してもよい。それにより、内側の電極層１６と外側の電極層２０とがシール材３２を介して短絡することを、より信頼性高く防ぐことができる。
【００５７】
図３は、燃料電池セルの他方の端部の第２の変形例の断面図である。図３に示すように、燃料電池セル６の外側の電極２０の周り全体又はその一部に、外側電極集電層４４ａを配置してもよい。この変形例では、外側の電極２０と電気的に接続される外側電極外周面２２は、外側電極集電層４４ａによって構成される。外側電極集電層４４ａは、例えば、銀を含有する多孔質導電性膜である。外側電極集電層４４ａの厚さは、例えば１０μｍである。また外側電極集電層４４ａを銀や耐熱金属のワイヤ、メッシュなどで構成してもよい。外側電極集電層４４ａは、外側の電極層２０が薄くて電気を通しにくい場合に電気の通路として役立つ。
【００５８】
図４は、燃料電池セルの他方の端部の第３の変形例の断面図である。図４に示すように、燃料電池セル６の他方の端部６ｂの先端部６ｄにおいて、電解質層１８を燃料電池セル６の外周面に露出させて第２の電解質露出周面１８ｂを形成した後、外側の電極２０及び第２の電解質露出周面１８ｂの周り全体又はその一部に、外側電極集電層４４ｂを配置してもよい。この変形例では、外側の電極２０と電気的に接続される外側電極外周面２２は、外側電極集電層４４ｂによって構成される。外側電極集電層４４ｂの材質、厚さ等は、第２の変形例の外側電極集電層４４ａと同様である。外側電極集電層４４ｂにより、内側の電極層１６と作用するガスに外側の電極層２０が曝される可能性が減少するので、より信頼性高く電気的に接続することができる。
【００５９】
次に、図５及び図６を参照して、上述した燃料電池セルユニットを含む本発明による燃料電池セルスタック及び燃料電池の第１の実施形態を説明する。図５は、本発明の第１の実施形態による燃料電池セルスタックの斜視図である。図６は、本発明の第１の実施形態による燃料電池の斜視図である。
【００６０】
図５に示すように、本発明による燃料電池セルスタックの第１の実施形態である燃料電池セルスタック５０は、互いに長手方向Ａに対して横方向に整列して設けられた複数の燃料電池セルユニット１と、複数の燃料電池セルユニット１の両端部にそれぞれ位置決めされる支持板５２、５３とを有している。各支持板は５２、５３は、燃料電池セルユニット１の管状部分２４ｂ、２６ｂに嵌合する孔５４を有している。本実施形態では、支持板５２、５３は、電気絶縁性材料で形成されており、例えば、耐熱性のセラミックスで形成されている。具体的には、アルミナ、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、マグネシア、チタニアなどを用いることが好ましい。なお、支持板５２、５３の材質は、その熱膨張係数が燃料電池スタックを構成する各部材の熱膨張係数と近似した材質がより好ましい。
【００６１】
図５に示すように、燃料電池セルスタック５０は、５×４列からなる２０本の燃料電池セル６のすべてが、接続部材５５によって矢印Ｃ１のように電気的に直列に接続されるように配置されている。なお、図５中の符号ａ、ｂは、燃料電池セル６の向きを指示する符号であり、ａは、一方の端部を指示し、ｂは、他方の端部を指示する。また、電気的に直列に接続された燃料電池セル６の端部分には、外部と接続するための外部端子５６が設けられている。接続部材５５は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンクロマイトなどのセラミック材料で形成される。さらに製造工程の簡略化やコストの観点からは、接続部材５５は支持板５２、５３に予め形成された導電性膜（例えば、銀、ニッケル、銅などで形成された厚さ１〜５００μｍの膜）であることが好ましい。
【００６２】
図６に示すように、本発明による燃料電池の第１の実施形態である燃料電池６０は、上記燃料電池セルスタックと５０と、その両側に内側の電極層１６と作用するガスが流れる部屋６２ａ、６３ａを形成するように支持板５２、５３に密封式に連結された端ケース６２、６３と、複数の燃料電池セルユニット１の周りを覆って外側の電極層２０と作用するガスが流れる部屋６４ａを形成するように支持板４２、４３に密封式に連結された中央ケース６４と、を有している。端ケース６２，６３にはそれぞれ、流入ポート６２ｂ及び流出ポート６３ｂが設けられ、中央ケース６４には、流入ポート６４ｂ及び流出ポート６４ｃが設けられている。外部端子５６は、絶縁部材（図示せず）を介して中央ケース６４を貫いている。
【００６３】
次に、上記燃料電池の動作を説明する。
【００６４】
内側の電極層１６と作用するガス（燃料ガス）を、流入ポート６２ｂに供給し、部屋６２ａ、燃料電池セルユニット１の貫通流路１５及び接続流路２４ｃ、２６ｃ、及び部屋６３ａに通し、流出ポート６３ｂから排出させる。また、外側の電極層２０と作用するガス（空気）を、流入ポート６４ｂに供給し、部屋６４ａに通して外側の電極層２０の周りに流し、流出ポート６４ｃから排出させる。それにより、燃料電池６０が作動する。また、内側の電極１６の電気をシール材３２及び内側電極端子２４を介して取出し、外側の電極２０の電気をシール材３２及び外側電極端子２６を介して取出し、最終的に、これらの電気を外部端子５６から取出す。
【００６５】
燃料電池セルスタック５０では、管状部分２４ｃ、２６ｃと孔５４との嵌合により、複数の燃料電池セル６を支持板５２、５３に容易に組立てることができ、一体的な燃料電池セルスタック５０を容易に形成することができる。
【００６６】
次に、図７及び図８を参照して、上述した燃料電池セルユニットを含む本発明による燃料電池セルスタック及び燃料電池の第２の実施形態を説明する。図７は、本発明の第２の実施形態による燃料電池セルスタックの斜視図である。図８は、本発明の第２の実施形態による燃料電池の斜視図である。
【００６７】
図７に示すように、燃料電池セルスタック７０は、互いに長手方向に対して横方向に整列して設けられた複数の燃料電池セルユニット１と、隣接した燃料電池セルユニット１を連結する連結部材７２とを有している。連結部材７２は、燃料電池セルユニット１の管状部分２４ｂ、２６ｂに嵌合する２つの孔７２ａと、管状部分２４ｂ、２６ｂの接続流路２４ｃ、２６ｃを互いに連通するために、２つの孔と連通する連通流路７２ｂとを有している。連結部材７２は、導電性材料で形成されることが好ましい。
【００６８】
図７に示すように、燃料電池セルスタック７０は、４×４列からなる１６本の燃料電池セル６のすべてが、連結部材７２によって矢印Ｃ２のように電気的に直列に接続されるように配置されている。電気的に直列に接続された燃料電池セル６の一方の端部分６ｅ及び他方の端部分６ｆには、連結部材７２は連結されていない。なお、図７中の符号ａ、ｂは、燃料電池セル６の向きを指示する符号であり、ａは、一方の端部を指示し、ｂは、他方の端部を指示する。
【００６９】
図８に示すように、本発明による燃料電池の第２の実施形態である燃料電池８０は、上記燃料電池セルスタック７０と、その全体を包囲するケース８２と、を有している。ケース８２は、一方にのみ開口を有するケース本体８２ａと、その開口に密封式に連結されたケース板８２ｂとから構成されることが好ましい。ケース板８２ｂには、内側の電極層１６と作用するガスが流れる流入ポート８３ａ及び流出ポート８３ｂが設けられ、ケース本体８２ａには、外側の電極層２０と作用するガスが流れる流入ポート８４ａ及び流出ポート８４ｂが設けられている。ケース板８２の流入ポート８３ａ及び流出ポート８３ｂはそれぞれ、電気的に直列に接続された燃料電池セル６の一方の端部分６ｅ及び他方の端部分６ｆに連結され且つ電気的に接続され、互いに対して電気的に絶縁されている。また、これらのポート６２ｂ、６３ｂ、６４ｂ、６４ｃは、復熱装置８６に接続されることが好ましい。
【００７０】
次に、上記燃料電池の動作を説明する。
【００７１】
内側の電極層１６と作用するガス（燃料ガス）を、ケース板８２ｂの流入ポート８３ａに供給し、電気的に直列に連結された燃料電池セルユニット１を通し、流出ポート８３ｂから排出させる。また、外側の電極層２０と作用するガス（空気）を、ケース本体８２ａの流入ポート８４ａに供給し、外側の電極層２０の周りに流し、流出ポート８４ｂから排出させる。それにより、燃料電池セルユニット１が作動する。また、内側の電極１６の電気をシール材３２及び内側電極端子２４を介して取出し、外側の電極２０の電気をシール材３２及び外側電極端子２６を介して取出し、最終的に、これらの電気をケース板８２流入ポート８３ａ及び流出ポート８３ｂから取出す。
【００７２】
燃料電池セルスタック７０では、燃料電池セル６の電気的な直列接続及び並列接続に係わらず、燃料電池８０を横方向に容易に延ばすことができる。
【００７３】
次に、図９を参照して、本発明による燃料電池セルユニットの第２の実施形態を説明する。図９は、本発明による燃料電池セルユニットの第２の実施形態である燃料電池セルユニットの断面図である。図９に示すように、燃料電池セルユニット９０は、図１に示した第１の実施形態の燃料電池セルユニット１における１本の燃料電池セル（燃料電池セル体）６の部分を、本発明による燃料電池セル体の第１の実施形態、即ち、長手方向Ａに連結され且つ電気的に直列に接続された２本の燃料電池セルに置き換えた構造を有している。以下、この燃料電池セル体９１について説明する。
【００７４】
本発明による燃料電池セル体の第１の実施形態である燃料電池セル体９１は、互いに長手方向Ａに直列に配置された２本の燃料電池セル９２、９４と、燃料電池セル９２の他方の端部９２ｂと燃料電池セル９４の一方の端部９４ａを連結する接続電極端子９６とを有している。燃料電池セル９２、９４はそれぞれ、図１の燃料電池セル６と同じ構成要素を有しているので、同じ参照符号を付すことにより、それらの説明を省略する。なお、燃料電池セル９２の他方の端部９２ｂは、燃料電池セル６の一方の端部６ｂに対応し、燃料電池セル９４の一方の端部９４ａは、燃料電池セル６の一方の端部６ａに対応する。
【００７５】
接続電極端子９６は、管状であり、燃料電池セル９２の他方の端部９２ｂの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、且つ、燃料電池セル９４の一方の端部９４ａの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続されている。接続電極端子９６は、長手方向Ａ中央部に環状の突出部９８を有している。この突出部９８に、燃料電池セル９２の他方の端部９２ｂが絶縁部材１００を介して当接し、燃料電池セル９４の一方の端部９４ａが当接している。接続電極端子９６は、導電性の材料で形成され、燃料電池セル９２、９４と接続電極端子９６との間の隙間は、燃料電池セル９２の貫通流路１５と燃料電池セル９４の貫通流路１５とを連通させる接続流路１０４を確保するように、導電性のシール材１０２でシールされている。それにより、接続電極端子９６とそれによって電気的に接続された燃料電池セル９２、９４とは、燃料電池セルの全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定されることになる。接続電極端子９６は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンクロマイトのセラミック材料で形成される。シール材は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、銀、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロウ材で形成される。
【００７６】
燃料電池セル体９１では、接続電極端子９６を用いることによって、上述した燃料電池セルユニット１と同様、燃料電池セル６を長手方向に且つ電気的な直列接続で容易に組立てることができる。
【００７７】
次に、図１０を参照して、本発明による燃料電池セルユニットの第３の実施形態を説明する。図１０は、本発明による燃料電池セルユニットの第３の実施形態である燃料電池セルユニットの断面図である。図１０に示すように、燃料電池セルユニット１１０は、図１に示した第１の実施形態の燃料電池セルユニット１における１本の燃料電池セル（燃料電池セル体）６の代わりに、本発明による燃料電池セル体の第２の実施形態、即ち、長手方向に対する横方向に配置し且つ電気的に直列に接続した２本の燃料電池セルに置き換えた構造を有している。以下、この燃料電池セル体１１１について説明する。
【００７８】
本発明による燃料電池セル体の第２の実施形態である燃料電池セル体１１１は、互いに長手方向に対して横方向Ｂに配置され且つ電気的に直列に接続された２本の燃料電池セル１１２、１１４と、燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂと燃料電池セル１１４の一方の端部１１４ａを連結する接続電極端子１１６とを有している。燃料電池セル１１２、１１４はそれぞれ、図１の燃料電池セル６と同じ構成要素を有しているので、同じ参照符号を付すことにより、それらの説明を省略する。なお、燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂは、燃料電池セル６の一方の端部６ｂに対応し、燃料電池セル１１４の一方の端部１１４ａは、燃料電池セル６の一方の端部６ａに対応する。
【００７９】
接続電極端子１１６は、燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂ及び燃料電池セル１１４の一方の端部１１４ａを受入れる２つの孔１１６ａと、燃料電池セル１１２の貫通流路１５及び燃料電池セル１１４の貫通流路１５を互いに連通させるために、２つの孔１１６ａと連通させる接続流路１１６ｂとを有している。また、接続電極端子１１６は、燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂの外側電極外周面２２を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続されると共に、燃料電池セル１１４の一方の端部１１４ａの内側電極外周面２１を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、燃料電池セル１１２の外側電極外周面２２と燃料電池セル１１４の内側電極外周面２１を電気的に接続している。燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂは、絶縁部材１１８を介して孔１１６ａに当接し、燃料電池セル１１４の一方の端部は、孔１１６ａに当接している。接続電極端子１１６とそれによって電気的に接続された燃料電池セル１１２、１１４とは、燃料電池セルの全周にわたって導電性のシール材１２０によってシールされ且つ固定されている。接続電極端子１１６は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンクロマイトのセラミック材料で形成される。シール材１２０は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、銀、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロウ材で形成される。
【００８０】
燃料電池セル体１１１では、接続電極端子１１６を用いることによって、上述した燃料電池セルユニット１と同様、燃料電池セル６を横方向に且つ電気的な直列接続及び／又は並列接続で容易に組立てることができる。
【００８１】
また燃料電池セル体１１１では、導電性のシール材１２０は、内側の電極層１６と作用するガスと、外側の電極層２０と作用するガスとを仕切る機能と、内側の電極層１６及び外側の電極層２０から電気を取出す機能を有している。また、導電性のシール材１２０は、内側電極外周面２１に対する密着性がよいため、界面における接触抵抗が小さくなり、発電性能および信頼性に優れた燃料電池セル体１１１を構成できる。従って、燃料電池を容易に組立てることができる。
【００８２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００８３】
上述した本発明による燃料電池セルスタックの第１の実施形態及び第２の実施形態において、燃料電池セルスタック５０、７０はそれぞれ、２０本、１６本の燃料電池セル６を直列に電気的に接続しているけれども、接続する燃料電池セル６の数は任意である。また、燃料電池セルスタック７０では、連結部材７２が２本の燃料電池セルユニット１を連結しているけれども、連結部材７２が連結する燃料電池セルユニット１の数は３つ以上でもよい。その際、燃料電池セルスタック７０は、電気的に並列に接続される燃料電池セルユニット１を含んでいてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、燃料電池セル６を断面が円の円筒形としたが、管状であればその他の形態であってもよい。具体的には、断面が扁平状、あるいは楕円状のフラットチューブ形、断面が多角形の角筒形などの形態であってもよい。
【００８５】
また、本発明による燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池セルスタックを任意に組合せて燃料電池を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態による燃料電池セルユニットの断面図である。
【図２】燃料電池セルの他方の端部の第１の変形例の断面図である。
【図３】燃料電池セルの他方の端部の第２の変形例の断面図である。
【図４】燃料電池セルの他方の端部の第３の変形例の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による燃料電池セルスタックの斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による燃料電池の斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による燃料電池セルスタックの斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による燃料電池の斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による燃料電池セルユニットの断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態による燃料電池セルユニットの断面図である。
【図１１】従来の燃料電池セルスタックの概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１、９０、１１０ 燃料電池セルユニット
６ 燃料電池セル（燃料電池セル体）
６ａ 一方の端部
６ｂ 他方の端部
１５ 貫通流路
１６ 内側の電極層
１６ａ 内側電極露出周面
１８ 電解質層
２０ 外側の電極層
２１ 内側電極外周面
２２ 外側電極外周面
２４ 内側電極端子
２４ｂ 管状部分
２４ｃ 接続流路
２６ 外側電極端子
２６ｂ 管状部分
２６ｃ 接続流路
３２ シール材
４４ａ、４４ｂ 外側電極集電層
５０、７０ 燃料電池セルスタック
５２、５３ 支持板
５４ 孔
６０、８０ 燃料電池
７２ 連結部材
７２ｂ 連通流路
９１、１１１ 燃料電池セル体
９２、９４、１１２、１１４ 燃料電池セル
９６、１１６ 接続電極端子
１０４ 接続流路
１１６ｂ 接続流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）に使用される燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池セルスタック、及び、それらを含む燃料電池に関し、更に詳細には、管状の燃料電池セルを有する燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池セルスタック、及び、それらを含む燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、管状の燃料電池セルを有する燃料電池セルスタックが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。まず、図１１を参照して、特許文献１に記載された従来の燃料電池のセルスタックの一例を説明する。図１１は、従来の燃料電池セルスタックの概略的な断面図である。
【０００３】
図１１に示すように、特許文献１に記載された燃料電池セルスタック２００は、円筒形の燃料電池セル２０２を互いに長手方向に対して横方向に並べて、その両端部を金属板２０４で支持した構造を有している。この燃料電池セルスタック２００は、燃料電池セル２０２が並列に接続されている。
【０００４】
燃料電池セル２０２は、内側の電極層２０４と、外側の電極層２０８と、それらの間に配置された電解質層２０６とを有している。燃料電池セル２０２の一方の端部には、内側の電極層２０４の内側に挿入された接続部材２１０が設けられている。燃料電池セル２０２の他方の端部には、外側の電極層２０８の外側に嵌合した接続部材２１２が設けられている。内側の電極層２０４又は外側の電極層２０８と接続部材２１０、２１２とは、ロウ付け、溶射又はすり合わせにより連結されている。また、接続部材２１０、２１２と金属板１０４とは、溶接、圧着又はすり合わせで連結されている。
【０００５】
また、特許文献２には、中空六角形状の燃料電池セルが記載され、この燃料電池セルの内側の電極は、端部において長手方向に露出している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８９２４９号公報（段落００２８及び図４）
【特許文献２】特開平５−１０１８４２号公報（図１及び図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された燃料電池スタック２００では、内側電極２０４に接続部材２１０を取付けることが困難であり、接触抵抗が大きくなりやすい。特に、外径が１〜１０ｍｍの燃料電池セル２０２の内側電極２０４に接続部材２１０を取付けることは困難である。
【０００８】
また、燃料電池セル単体で発生させることができる電圧は、その寸法にかかわらず一定である。従って、高い電圧を得るためには、燃料電池セルを電気的に直列に接続する必要がある。一方、大きい電流を得るためには、例えば、燃料電池セルを電気的に並列に接続する必要がある。電気的に直列又は並列に接続する燃料電池セルの数は、用途に応じて異なるので、燃料電池セルを所望の電気的接続で容易に組立てることの要望がある。特許文献１に開示された燃料電池セルスタック２００を用いる燃料電池では、複数の燃料電池セル２０２を電気的に直列に組立ててから、組立てたものを電気的に並列に接続して燃料電池セルスタック２００を組立てる工程か、複数の燃料電池セル２０２を電気的に並列に組立てて燃料電池セルスタック２００を形成してから、それらを電気的に直列に組立てる工程が必要であり、燃料電池全体を組立てるのに手間がかかっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、内側の電極層から電気を取出しやすく且つ燃料セルを電気的に直列に及び／又は並列に組立てることが容易な燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池スタック及びそれらを含む燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、燃料電池に使用される本発明による燃料電池セルユニットは、管状の内側の電極層、管状の外側の電極層、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層、及び、内側の電極層の内側に構成される貫通流路を有する管状の燃料電池セル体と、燃料電池セル体の一方の端部に固定され且つ内側の電極層から電気を取出すための内側電極端子と、燃料電池セル体の他方の端部に固定され且つ外側の電極層から電気を取出すための外側電極端子と、を有し、燃料電池セル体は、一方の端部に、内側の電極層記電解質層及び外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、一方の端部の外周面に、内側電極露出周面を介して内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、他方の端部の外周面に、外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、内側電極端子は、内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、外側電極端子は、外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、内側電極端子及び外側電極端子は、貫通流路と連通し且つ外部と通じる接続流路を有することを特徴としている。
【００１１】
このように構成された燃料電池セルユニットでは、内側の電極層の電気を燃料電池セル体の外周面である内側電極外周面を介して内側電極端子から取出すので、従来の燃料電池セルよりも内側の電極層の電気を取出し易くなっている。また、内側電極端子及び外側電極端子が両側に配置された燃料電池セル体が一単位となっているので、燃料電池セルを電気的な直列接続及び／又は並列接続の自由な組合せで容易に組立てることができる。
【００１２】
本発明による燃料電池セルユニットの実施形態において、好ましくは、内側電極端子と燃料電池セル体、及び、外側電極端子と燃料電池セル体とは、その全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定される。
【００１３】
このように構成された燃料電池セルユニットでは、導電性のシール材は、内側の電極層と作用するガスと、外側の電極層と作用するガスとを仕切る機能と、内側の電極層及び外側の電極層から電気を取出す機能の両方を既に内蔵している。また、導電性のシール材は、内側電極外周面に対する密着性がよいため、界面における接触抵抗が小さくなり、発電性能および信頼性に優れた燃料電池セルユニットを構成できる。従って、内側の電極層からの電気の取出し及びガスシール等を考慮する必要なしに、燃料電池を容易に組立てることができる。
【００１４】
本発明による燃料電池セルユニットの実施形態において、好ましくは、内側電極端子及び外側電極端子はそれぞれ、燃料電池セル体から遠ざかるように燃料電池セル体の長手方向に延び且つ接続流路を含む管状部分を有し、内側電極端子及び外側電極端子の管状部分の外輪郭断面形状は同一である。
【００１５】
このように構成された燃料電池セルユニットでは、内側電極端子への接続及び外側電極端子への接続の仕方を共通にすることができ、燃料電池の組立てが更に容易になる。
【００１６】
また、本発明による燃料電池セルユニットの実施形態において、好ましくは、燃料電池セル体は、１本の燃料電池セルからなり、又は、長手方向に連結され且つ電気的に直列に接続された複数の燃料電池セルを有する。
【００１７】
また、本発明による燃料電池セルユニットの実施形態において、好ましくは、内側電極外周面は、内側電極露出周面によって構成されてもよいし、その外側に設けられた内側電極集電層によって構成されてもよい。また、外側電極外周面は、外側の電極層によって構成されてもよいし、外側の電極層の外側に設けられた外側電極集電層によって構成されてもよい。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池は、上述した燃料電池セルユニットを含む。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池セルスタックは、上記管状部分を有する燃料電池セルユニットを有し、この燃料電池セルユニットは、互いに長手方向に対して横方向に整列して複数設けられ、更に、複数の燃料電池セルユニットの管状部分に嵌合する孔を有し、複数の燃料電池セルユニットの両端部にそれぞれ位置決めされる支持板を有することを特徴としている。
【００２０】
このように構成された燃料電池セルスタックは、管状部分と孔との嵌合により、複数の燃料電池セル体を支持板に容易に組立てることができ、一体的な燃料電池セルスタックを容易に形成することができる。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池セルスタックは、上記管状部分を有する料電池セルユニットを有し、この燃料電池セルユニットは、互いに長手方向に対して横方向に整列して複数設けられ、更に、隣接した少なくとも２つの前記燃料電池セルユニットの管状部分に嵌合し且つそれらを連結する連結部材を有し、連結部材は、管状部分の接続流路を互いに接続する接続流路を有することを特徴としている。
【００２２】
このように構成された燃料電池セルスタックは、燃料電池を電気的な直列接続及び並列接続に係わらず横方向に容易に延ばすことができる。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池は、上記燃料電池セルスタックを含む。
【００２４】
また、上記目的を達成するために、燃料電池に使用される本発明による燃料電池セル体は、長手方向に互いに整列した少なくとも２本の管状の燃料電池セルと、燃料電池セルの間に配置され且つそれらに固定された接続電極端子と、を有し、燃料電池セルの各々は、管状の内側の電極層と、管状の外側の電極層と、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層と、内側の電極層の内側に構成される貫通流路と、を有し、燃料電池セルの各々は、その一方の端部に、内側の電極層が電解質層及び外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、一方の端部の外周面に、内側電極露出周面を介して内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、その他方の端部の外周面に、外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、接続電極端子は、一方の燃料電池セルの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、他方の燃料電池セルの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、一方の燃料電池セルの内側電極外周面と他方の燃料電池セルの外側電極外周面とを電気的に接続すると共に、一方の燃料電池セルの貫通流路と他方の燃料電池セルの貫通流路とを連通させる接続流路を有することを特徴としている。
【００２５】
このように構成された燃料電池セル体では、接続電極端子を用いることによって、上述した燃料電池セルユニットと同様、燃料電池セルの長手方向の電気的な直列接続を容易に組立てることができる。
【００２６】
また、上記目的を達成するために、燃料電池に使用される本発明による燃料電池セル体は、互いに長手方向に対して横方向に隣接して整列した少なくとも２本の管状の燃料電池セルと、少なくとも２本の燃料電池セルを互いに固定する接続電極端子と、を有し、燃料電池セルの各々は、管状の内側の電極層と、管状の外側の電極層と、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層と、内側の電極層の内側に構成される貫通流路と、を有すると共に、その一方の端部に、内側の電極層が電解質層及び外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、燃料電池セルの各々は、更に、一方の端部の外周面に、内側電極露出周面を介して内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、その他方の端部の外周面に、外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、接続電極端子は、少なくとも１本の燃料電池セルの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、残りの燃料電池セルの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、少なくとも１本の燃料電池セルの内側電極外周面と残りの燃料電池セルの外側電極外周面とを電気的に接続すると共に、互いに隣接した燃料電池セルの貫通流路を互いに連通させる接続流路を有することを特徴としている。
【００２７】
このように構成された燃料電池セル体では、接続電極端子を用いることによって、上述した燃料電池セルユニットと同様、燃料電池セルを横方向に電気的な直列接続及び並列接続で容易に組立てることができる。
【００２８】
上記２つの燃料電池セル体の実施形態において、好ましくは、接続電極端子とそれによって電気的に接続された燃料電池セルとは、燃料電池セルの全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定される。
【００２９】
このように構成された燃料電池セル体では、導電性のシール材は、内側の電極層と作用するガスと、外側の電極層と作用するガスとを仕切る機能と、内側の電極層及び外側の電極層から電気を取出す機能を有している。また、導電性のシール材は、内側電極外周面に対する密着性がよいため、界面における接触抵抗が小さくなり、発電性能および信頼性に優れた燃料電池セル体を構成できる。従って、燃料電池を容易に組立てることができる。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明による燃料電池は、上記燃料電池セル体を含む。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明した通り、本発明による燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池スタック及びそれらを含む燃料電池によれば、内側の電極層から電気を取出しやすく且つ燃料セル同士の組立てが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３３】
まず、図１を参照して、本発明による燃料電池セルユニットの第１の実施形態を説明する。図１は、本発明による燃料電池セルユニットの断面図である。
【００３４】
図１に示すように、本発明による燃料電池セルユニット１は、１本の管状の燃料電池セル体を有している。本実施形態では、燃料電池セル体は、１本の燃料電池セル６からなり、燃料電池セル６は、円筒形である。
【００３５】
燃料電池セル６は、円筒形の内側の電極層１６と、円筒形の外側の電極層２０と、これらの電極層１６、２０の間に配置された円筒形の電解質層１８と、内側の電極層１６の内側に構成される貫通流路１５を有している。また、燃料電池セル６の一方の端部６ａに、内側の電極層１６が電解質層１８及び外側の電極層２０に対して露出した内側電極露出周面１６ａと、電解質層１８が外側の電極層２０に対して露出した電解質露出周面１８ａとが設けられ、内側電極露出周面１６ａ及び電解質露出周面１８ａは、燃料電池セル６の外周面を構成している。燃料電池セル６の他方の端部６ｂを含む残部の外周面は、外側の電極層２０が露出した外側電極露出周面２０ａによって構成されている。本実施形態では、内側電極露出周面１６ａは、内側の電極層１６と電気的に通じる内側電極外周面２１でもあり、外側電極露出周面２０ａは、外側の電極層２０と電気的に通じる外側電極外周面２２でもある。
【００３６】
内側の電極層１６は、例えば、Niと、CaやY、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Niと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Niと、Sr、Mg、Co、Fe、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレートとの混合体、の少なくとも一種から形成される。電解質層１８は、例えば、Y、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Sr、Mgから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なくとも一種から形成される。外側の電極層２０は、例えば、Sr、Caから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Sr、Co、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Sr、Fe、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたサマリウムコバルト、銀、などの少なくとも一種から形成される。この場合、内側の電極層１６が燃料極になり、外側の電極層２０が空気極になる。内側の電極層１６の厚さは、例えば、１ｍｍであり、電解質層１８の厚さは、例えば、３０μｍであり、外側の電極層２０の厚さは、例えば、３０μｍである。
【００３７】
燃料電池セルユニット１は、更に、燃料電池セル６の一方の端部６ａに固定され且つ内側の電極層１６から電気を取出すための内側電極端子２４と、その他方の端部６ｂに固定され且つ外側の電極層２０から電気を取出すための外側電極端子２６とを有している。
【００３８】
内側電極端子２４は、内側電極外周面２１を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続された本体部分２４ａと、燃料電池セル６から遠ざかるように燃料電池セル６の長手方向に延びる管状部分２４ｂとを有している。好ましくは、本体部分２４ａ及び管状部分２４ｂは、円筒形であり且つ同心に配置され、管状部分２４ｂの管径は、本体部分２４ａの管径よりも細い。本体部分２４ａ及び管状部分２４ｂは、貫通流路１５と連通し且つ外部と通じる接続流路２４ｃを有している。本体部分２４ａと管状部分２４ｂとの間の段部２４ｄは、内側の電極層１６の端面１６ｂと当接している。
【００３９】
外側電極端子２６は、外側電極外周面２２を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続された本体部分２６ａと、燃料電池セル２から遠ざかるように燃料電池セル２の長手方向に延びる管状部分２６ｂとを有している。好ましくは、本体部分２６ａ及び管状部分２６ｂは、円筒形であり且つ同心であり、管状部分２６ｂの管径は、本体部分２６ａの管径よりも細い。本体部分２６ａ及び管状部分２６ｂは、貫通流路１５と連通し且つ外部と通じる接続流路２６ｃを有している。本体部分２６ａと管状部分２６ｂとの間の段部２６ｄは、環状の絶縁部材２８を介して外側の電極層２０、電解質層１８及び内側の電極層１６の端面１６ｃと当接している。
【００４０】
内側電極端子２４及び外側電極端子２６の管状部分２４ｂ、２６ｂは、好ましくは、それらの外輪郭断面形状が同一である。更に好ましくは、内側電極端子２４及び外側電極端子２６の全体形状が同一である。
【００４１】
内側電極端子２４と燃料電池セル６、及び、外側電極端子２６と燃料電池セル６とは、その全周にわたって導電性のシール材３２によってシールされ且つ固定されている。
【００４２】
一方の端部６ａにおいて、内側電極露出周面１６ａ及び電解質露出周面１８ａは、燃料電池セル６の全周にわたって延び、互いに長手方向Ａに隣接している。また、内側電極露出周面１６ａは、燃料電池セル６の先端部６ｃに位置している。内側電極露出周面１６ａと電解質露出周面１８ａとの間の境界３４は、内側電極端子２４の本体部分２４ａの内部にあり、電解質露出周面１８と外側電極露出周面２０との間の境界３６は、本体部分２４ａの外側に位置している。また、電解質露出周面１８ａは、内側電極露出周面１６ａに向かって薄肉となるテーパ部１８ｂを有している。
【００４３】
一方の端部６ａにおいて、シール材３２は、内側電極露出周面１６ａ及び電解質露出周面１８ａに跨がって全周にわたって延び、内側電極端子２４の本体部分２４ａに充填され、電解質露出周面１８ａを介して外側の電極層２０と間隔をおいている。また、他方の端部６ｂにおいて、シール材３２は、外側電極露出周面２０ａの上を全周にわたって延び、外側電極端子２６の本体部分２６ａと絶縁部材２８との間の空間に充填されている。シール材３２は、内側の電極層１６と作用するガスの領域、即ち、貫通流路１５及び接続流路２４ｃ、２６ｃと、外側の電極層２０と作用するガスの領域とを仕切るように設けられている。シール材３２は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、銀、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロウ材である。
【００４４】
次に、本発明による燃料電池の動作を説明する。
【００４５】
内側の電極層１６と作用するガス（燃料ガス）を、貫通流路１５及び接続流路２４ｃ、２６ｃに通す。また、外側の電極層２０と作用するガス（空気）を、外側の電極層２０の周りに流す。それにより、燃料電池セルユニット１が作動する。また、内側の電極１６の電気をシール材３２及び内側電極端子２４を介して取出し、外側の電極２０の電気をシール材３２及び外側電極端子２６を介して取出す。
【００４６】
次に、本発明による燃料電池セルユニットの製造方法の一例を説明する。
【００４７】
先ず、管状の燃料電池セルを形成する。詳細には、先ず、管状の内側の電極層１６を形成し、内側の電極層１６の端部を露出させるように内側の電極層１６の周りに電解質層１８を形成し、更に、電解質層１８の端部を露出させるように電解質層１８の周りに外側の電極層２０を形成する。この後、電解質層１８の端部にテーパ部１８ｂを形成するのがよい。
【００４８】
次いで、内側電極端子２４を燃料電池セル６の一方の端部６ａにかぶせ、それらをシール材３２によって互いにシールし且つ固定する。また、外側電極端子２６を燃料電池セルの他方の端部６ｂに絶縁部材２８を介してかぶせ、それらをシール材３２によって互いにシールし且つ固定する。それにより、燃料電池セルユニット１が形成される。
【００４９】
燃料電池セルユニット１では、内側の電極層１６の電気を燃料電池セル６の外周面である内側電極外周面２１を介して内側電極端子１６から取出すので、従来の燃料電池セルよりも内側の電極層１６の電気を取出し易くなっている。また、内側の電極１５に作用するガスの流れを妨げることなく、シール材３２と内側電極外周面１６ａの接触面積を大きくすることができ、それにより、接触抵抗を小さくすることができる。特に、外径が１〜１０ｍｍの燃料電池セルを用いる場合に有利である。
【００５０】
また、内側電極端子２４及び外側電極端子２６が両側に配置された燃料電池セル６が一単位となっているので、燃料電池セル６を電気的な直列接続及び／又は並列接続の自由な組合せで容易に組立てることができる。
【００５１】
また、燃料電池セルユニット１では、内側電極端子２４及び外側電極端子２６の管状部分２４ｂ、２６ｂの外輪郭断面形状が同一であるので、内側電極端子２４への接続及び外側電極端子２６への接続の仕方を共通にすることができ、燃料電池の組立てが更に容易になる。更に、燃料電池セルユニット１では、内側電極端子２４及び外側電極端子２６の全体形状が同一であるので、内側電極端子２４及び外側電極端子２６に共通の部材を用いることができ、燃料電池セルユニット１に必要な部品の種類を減らすことができる。
【００５２】
また燃料電池セルユニット１は、導電性のシール材３２により、内側の電極層１６と作用するガスと、外側の電極層２０と作用するガスとを仕切る機能と、内側の電極層１６及び外側の電極層２０から電気を取出す機能の両方を既に内蔵している。また、導電性のシール材３２は、内側電極外周面２１に対する密着性がよいため、界面における接触抵抗が小さくなり、発電性能および信頼性に優れた燃料電池セルユニット１を構成できる。従って、内側の電極層１６からの電気の取出し及びガスシール等を考慮する必要なしに、燃料電池を容易に組立てることができる。
【００５３】
また、内側電極露出面１６ａを採用し、且つ、シール材３２を用いることにより、燃料電池セルスタック４及び燃料電池セルユニット１の製造を容易にすることができる。特に、外径が１〜１０ｍｍの燃料電池セル６を用いる場合に有利である。
【００５４】
また、電解質層１８のテーパ部１８ｂにより、シール材３２を内側電極部材２４と燃料電池セル６との間に配置する又は充填するとき、内側電極露出周面１６ａと電解質露出周面１８ａとの間に気泡等が残って、シール材３２によるガスシール機能の低下を防止することができる。それにより、歩留まりが上がり、安定した製造を容易に行うことができる。
【００５５】
次に、図２〜４を参照して、燃料電池セル６の他方の端部の変形例を説明する。
【００５６】
図２は、燃料電池セルの他方の端部の第１の変形例の断面図である。図２に示すように、燃料電池セル６の他方の端部６ｂにおいて、電解質層１８を燃料電池セル６の外周面に露出させて第２の電解質外周面１８ｃを形成して、内側の電極層１６の端面と外側の電極層２０の端部とを引離してもよい。それにより、内側の電極層１６と外側の電極層２０とがシール材３２を介して短絡することを、より信頼性高く防ぐことができる。
【００５７】
図３は、燃料電池セルの他方の端部の第２の変形例の断面図である。図３に示すように、燃料電池セル６の外側の電極２０の周り全体又はその一部に、外側電極集電層４４ａを配置してもよい。この変形例では、外側の電極２０と電気的に接続される外側電極外周面２２は、外側電極集電層４４ａによって構成される。外側電極集電層４４ａは、例えば、銀を含有する多孔質導電性膜である。外側電極集電層４４ａの厚さは、例えば１０μｍである。また外側電極集電層４４ａを銀や耐熱金属のワイヤ、メッシュなどで構成してもよい。外側電極集電層４４ａは、外側の電極層２０が薄くて電気を通しにくい場合に電気の通路として役立つ。
【００５８】
図４は、燃料電池セルの他方の端部の第３の変形例の断面図である。図４に示すように、燃料電池セル６の他方の端部６ｂの先端部６ｄにおいて、電解質層１８を燃料電池セル６の外周面に露出させて第２の電解質露出周面１８ｂを形成した後、外側の電極２０及び第２の電解質露出周面１８ｂの周り全体又はその一部に、外側電極集電層４４ｂを配置してもよい。この変形例では、外側の電極２０と電気的に接続される外側電極外周面２２は、外側電極集電層４４ｂによって構成される。外側電極集電層４４ｂの材質、厚さ等は、第２の変形例の外側電極集電層４４ａと同様である。外側電極集電層４４ｂにより、内側の電極層１６と作用するガスに外側の電極層２０が曝される可能性が減少するので、より信頼性高く電気的に接続することができる。
【００５９】
次に、図５及び図６を参照して、上述した燃料電池セルユニットを含む本発明による燃料電池セルスタック及び燃料電池の第１の実施形態を説明する。図５は、本発明の第１の実施形態による燃料電池セルスタックの斜視図である。図６は、本発明の第１の実施形態による燃料電池の斜視図である。
【００６０】
図５に示すように、本発明による燃料電池セルスタックの第１の実施形態である燃料電池セルスタック５０は、互いに長手方向Ａに対して横方向に整列して設けられた複数の燃料電池セルユニット１と、複数の燃料電池セルユニット１の両端部にそれぞれ位置決めされる支持板５２、５３とを有している。各支持板は５２、５３は、燃料電池セルユニット１の管状部分２４ｂ、２６ｂに嵌合する孔５４を有している。本実施形態では、支持板５２、５３は、電気絶縁性材料で形成されており、例えば、耐熱性のセラミックスで形成されている。具体的には、アルミナ、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、マグネシア、チタニアなどを用いることが好ましい。なお、支持板５２、５３の材質は、その熱膨張係数が燃料電池スタックを構成する各部材の熱膨張係数と近似した材質がより好ましい。
【００６１】
図５に示すように、燃料電池セルスタック５０は、５×４列からなる２０本の燃料電池セル６のすべてが、接続部材５５によって矢印Ｃ１のように電気的に直列に接続されるように配置されている。なお、図５中の符号ａ、ｂは、燃料電池セル６の向きを指示する符号であり、ａは、一方の端部を指示し、ｂは、他方の端部を指示する。また、電気的に直列に接続された燃料電池セル６の端部分には、外部と接続するための外部端子５６が設けられている。接続部材５５は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンクロマイトなどのセラミック材料で形成される。さらに製造工程の簡略化やコストの観点からは、接続部材５５は支持板５２、５３に予め形成された導電性膜（例えば、銀、ニッケル、銅などで形成された厚さ１〜５００μｍの膜）であることが好ましい。
【００６２】
図６に示すように、本発明による燃料電池の第１の実施形態である燃料電池６０は、上記燃料電池セルスタックと５０と、その両側に内側の電極層１６と作用するガスが流れる部屋６２ａ、６３ａを形成するように支持板５２、５３に密封式に連結された端ケース６２、６３と、複数の燃料電池セルユニット１の周りを覆って外側の電極層２０と作用するガスが流れる部屋６４ａを形成するように支持板４２、４３に密封式に連結された中央ケース６４と、を有している。端ケース６２，６３にはそれぞれ、流入ポート６２ｂ及び流出ポート６３ｂが設けられ、中央ケース６４には、流入ポート６４ｂ及び流出ポート６４ｃが設けられている。外部端子５６は、絶縁部材（図示せず）を介して中央ケース６４を貫いている。
【００６３】
次に、上記燃料電池の動作を説明する。
【００６４】
内側の電極層１６と作用するガス（燃料ガス）を、流入ポート６２ｂに供給し、部屋６２ａ、燃料電池セルユニット１の貫通流路１５及び接続流路２４ｃ、２６ｃ、及び部屋６３ａに通し、流出ポート６３ｂから排出させる。また、外側の電極層２０と作用するガス（空気）を、流入ポート６４ｂに供給し、部屋６４ａに通して外側の電極層２０の周りに流し、流出ポート６４ｃから排出させる。それにより、燃料電池６０が作動する。また、内側の電極１６の電気をシール材３２及び内側電極端子２４を介して取出し、外側の電極２０の電気をシール材３２及び外側電極端子２６を介して取出し、最終的に、これらの電気を外部端子５６から取出す。
【００６５】
燃料電池セルスタック５０では、管状部分２４ｃ、２６ｃと孔５４との嵌合により、複数の燃料電池セル６を支持板５２、５３に容易に組立てることができ、一体的な燃料電池セルスタック５０を容易に形成することができる。
【００６６】
次に、図７及び図８を参照して、上述した燃料電池セルユニットを含む本発明による燃料電池セルスタック及び燃料電池の第２の実施形態を説明する。図７は、本発明の第２の実施形態による燃料電池セルスタックの斜視図である。図８は、本発明の第２の実施形態による燃料電池の斜視図である。
【００６７】
図７に示すように、燃料電池セルスタック７０は、互いに長手方向に対して横方向に整列して設けられた複数の燃料電池セルユニット１と、隣接した燃料電池セルユニット１を連結する連結部材７２とを有している。連結部材７２は、燃料電池セルユニット１の管状部分２４ｂ、２６ｂに嵌合する２つの孔７２ａと、管状部分２４ｂ、２６ｂの接続流路２４ｃ、２６ｃを互いに連通するために、２つの孔と連通する連通流路７２ｂとを有している。連結部材７２は、導電性材料で形成されることが好ましい。
【００６８】
図７に示すように、燃料電池セルスタック７０は、４×４列からなる１６本の燃料電池セル６のすべてが、連結部材７２によって矢印Ｃ２のように電気的に直列に接続されるように配置されている。電気的に直列に接続された燃料電池セル６の一方の端部分６ｅ及び他方の端部分６ｆには、連結部材７２は連結されていない。なお、図７中の符号ａ、ｂは、燃料電池セル６の向きを指示する符号であり、ａは、一方の端部を指示し、ｂは、他方の端部を指示する。
【００６９】
図８に示すように、本発明による燃料電池の第２の実施形態である燃料電池８０は、上記燃料電池セルスタック７０と、その全体を包囲するケース８２と、を有している。ケース８２は、一方にのみ開口を有するケース本体８２ａと、その開口に密封式に連結されたケース板８２ｂとから構成されることが好ましい。ケース板８２ｂには、内側の電極層１６と作用するガスが流れる流入ポート８３ａ及び流出ポート８３ｂが設けられ、ケース本体８２ａには、外側の電極層２０と作用するガスが流れる流入ポート８４ａ及び流出ポート８４ｂが設けられている。ケース板８２の流入ポート８３ａ及び流出ポート８３ｂはそれぞれ、電気的に直列に接続された燃料電池セル６の一方の端部分６ｅ及び他方の端部分６ｆに連結され且つ電気的に接続され、互いに対して電気的に絶縁されている。また、これらのポート６２ｂ、６３ｂ、６４ｂ、６４ｃは、復熱装置８６に接続されることが好ましい。
【００７０】
次に、上記燃料電池の動作を説明する。
【００７１】
内側の電極層１６と作用するガス（燃料ガス）を、ケース板８２ｂの流入ポート８３ａに供給し、電気的に直列に連結された燃料電池セルユニット１を通し、流出ポート８３ｂから排出させる。また、外側の電極層２０と作用するガス（空気）を、ケース本体８２ａの流入ポート８４ａに供給し、外側の電極層２０の周りに流し、流出ポート８４ｂから排出させる。それにより、燃料電池セルユニット１が作動する。また、内側の電極１６の電気をシール材３２及び内側電極端子２４を介して取出し、外側の電極２０の電気をシール材３２及び外側電極端子２６を介して取出し、最終的に、これらの電気をケース板８２流入ポート８３ａ及び流出ポート８３ｂから取出す。
【００７２】
燃料電池セルスタック７０では、燃料電池セル６の電気的な直列接続及び並列接続に係わらず、燃料電池８０を横方向に容易に延ばすことができる。
【００７３】
次に、図９を参照して、本発明による燃料電池セルユニットの第２の実施形態を説明する。図９は、本発明による燃料電池セルユニットの第２の実施形態である燃料電池セルユニットの断面図である。図９に示すように、燃料電池セルユニット９０は、図１に示した第１の実施形態の燃料電池セルユニット１における１本の燃料電池セル（燃料電池セル体）６の部分を、本発明による燃料電池セル体の第１の実施形態、即ち、長手方向Ａに連結され且つ電気的に直列に接続された２本の燃料電池セルに置き換えた構造を有している。以下、この燃料電池セル体９１について説明する。
【００７４】
本発明による燃料電池セル体の第１の実施形態である燃料電池セル体９１は、互いに長手方向Ａに直列に配置された２本の燃料電池セル９２、９４と、燃料電池セル９２の他方の端部９２ｂと燃料電池セル９４の一方の端部９４ａを連結する接続電極端子９６とを有している。燃料電池セル９２、９４はそれぞれ、図１の燃料電池セル６と同じ構成要素を有しているので、同じ参照符号を付すことにより、それらの説明を省略する。なお、燃料電池セル９２の他方の端部９２ｂは、燃料電池セル６の一方の端部６ｂに対応し、燃料電池セル９４の一方の端部９４ａは、燃料電池セル６の一方の端部６ａに対応する。
【００７５】
接続電極端子９６は、管状であり、燃料電池セル９２の他方の端部９２ｂの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、且つ、燃料電池セル９４の一方の端部９４ａの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続されている。接続電極端子９６は、長手方向Ａ中央部に環状の突出部９８を有している。この突出部９８に、燃料電池セル９２の他方の端部９２ｂが絶縁部材１００を介して当接し、燃料電池セル９４の一方の端部９４ａが当接している。接続電極端子９６は、導電性の材料で形成され、燃料電池セル９２、９４と接続電極端子９６との間の隙間は、燃料電池セル９２の貫通流路１５と燃料電池セル９４の貫通流路１５とを連通させる接続流路１０４を確保するように、導電性のシール材１０２でシールされている。それにより、接続電極端子９６とそれによって電気的に接続された燃料電池セル９２、９４とは、燃料電池セルの全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定されることになる。接続電極端子９６は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンクロマイトのセラミック材料で形成される。シール材は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、銀、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロウ材で形成される。
【００７６】
燃料電池セル体９１では、接続電極端子９６を用いることによって、上述した燃料電池セルユニット１と同様、燃料電池セル６を長手方向に且つ電気的な直列接続で容易に組立てることができる。
【００７７】
次に、図１０を参照して、本発明による燃料電池セルユニットの第３の実施形態を説明する。図１０は、本発明による燃料電池セルユニットの第３の実施形態である燃料電池セルユニットの断面図である。図１０に示すように、燃料電池セルユニット１１０は、図１に示した第１の実施形態の燃料電池セルユニット１における１本の燃料電池セル（燃料電池セル体）６の代わりに、本発明による燃料電池セル体の第２の実施形態、即ち、長手方向に対する横方向に配置し且つ電気的に直列に接続した２本の燃料電池セルに置き換えた構造を有している。以下、この燃料電池セル体１１１について説明する。
【００７８】
本発明による燃料電池セル体の第２の実施形態である燃料電池セル体１１１は、互いに長手方向に対して横方向Ｂに配置され且つ電気的に直列に接続された２本の燃料電池セル１１２、１１４と、燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂと燃料電池セル１１４の一方の端部１１４ａを連結する接続電極端子１１６とを有している。燃料電池セル１１２、１１４はそれぞれ、図１の燃料電池セル６と同じ構成要素を有しているので、同じ参照符号を付すことにより、それらの説明を省略する。なお、燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂは、燃料電池セル６の一方の端部６ｂに対応し、燃料電池セル１１４の一方の端部１１４ａは、燃料電池セル６の一方の端部６ａに対応する。
【００７９】
接続電極端子１１６は、燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂ及び燃料電池セル１１４の一方の端部１１４ａを受入れる２つの孔１１６ａと、燃料電池セル１１２の貫通流路１５及び燃料電池セル１１４の貫通流路１５を互いに連通させるために、２つの孔１１６ａと連通させる接続流路１１６ｂとを有している。また、接続電極端子１１６は、燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂの外側電極外周面２２を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続されると共に、燃料電池セル１１４の一方の端部１１４ａの内側電極外周面２１を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、燃料電池セル１１２の外側電極外周面２２と燃料電池セル１１４の内側電極外周面２１を電気的に接続している。燃料電池セル１１２の他方の端部１１２ｂは、絶縁部材１１８を介して孔１１６ａに当接し、燃料電池セル１１４の一方の端部は、孔１１６ａに当接している。接続電極端子１１６とそれによって電気的に接続された燃料電池セル１１２、１１４とは、燃料電池セルの全周にわたって導電性のシール材１２０によってシールされ且つ固定されている。接続電極端子１１６は、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンクロマイトのセラミック材料で形成される。シール材１２０は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、銀、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロウ材で形成される。
【００８０】
燃料電池セル体１１１では、接続電極端子１１６を用いることによって、上述した燃料電池セルユニット１と同様、燃料電池セル６を横方向に且つ電気的な直列接続及び／又は並列接続で容易に組立てることができる。
【００８１】
また燃料電池セル体１１１では、導電性のシール材１２０は、内側の電極層１６と作用するガスと、外側の電極層２０と作用するガスとを仕切る機能と、内側の電極層１６及び外側の電極層２０から電気を取出す機能を有している。また、導電性のシール材１２０は、内側電極外周面２１に対する密着性がよいため、界面における接触抵抗が小さくなり、発電性能および信頼性に優れた燃料電池セル体１１１を構成できる。従って、燃料電池を容易に組立てることができる。
【００８２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００８３】
上述した本発明による燃料電池セルスタックの第１の実施形態及び第２の実施形態において、燃料電池セルスタック５０、７０はそれぞれ、２０本、１６本の燃料電池セル６を直列に電気的に接続しているけれども、接続する燃料電池セル６の数は任意である。また、燃料電池セルスタック７０では、連結部材７２が２本の燃料電池セルユニット１を連結しているけれども、連結部材７２が連結する燃料電池セルユニット１の数は３つ以上でもよい。その際、燃料電池セルスタック７０は、電気的に並列に接続される燃料電池セルユニット１を含んでいてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、燃料電池セル６を断面が円の円筒形としたが、管状であればその他の形態であってもよい。具体的には、断面が扁平状、あるいは楕円状のフラットチューブ形、断面が多角形の角筒形などの形態であってもよい。
【００８５】
また、本発明による燃料電池セル体、燃料電池セルユニット、燃料電池セルスタックを任意に組合せて燃料電池を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態による燃料電池セルユニットの断面図である。
【図２】燃料電池セルの他方の端部の第１の変形例の断面図である。
【図３】燃料電池セルの他方の端部の第２の変形例の断面図である。
【図４】燃料電池セルの他方の端部の第３の変形例の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による燃料電池セルスタックの斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による燃料電池の斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による燃料電池セルスタックの斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による燃料電池の斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による燃料電池セルユニットの断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態による燃料電池セルユニットの断面図である。
【図１１】従来の燃料電池セルスタックの概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１、９０、１１０ 燃料電池セルユニット
６ 燃料電池セル（燃料電池セル体）
６ａ 一方の端部
６ｂ 他方の端部
１５ 貫通流路
１６ 内側の電極層
１６ａ 内側電極露出周面
１８ 電解質層
２０ 外側の電極層
２１ 内側電極外周面
２２ 外側電極外周面
２４ 内側電極端子
２４ｂ 管状部分
２４ｃ 接続流路
２６ 外側電極端子
２６ｂ 管状部分
２６ｃ 接続流路
３２ シール材
４４ａ、４４ｂ 外側電極集電層
５０、７０ 燃料電池セルスタック
５２、５３ 支持板
５４ 孔
６０、８０ 燃料電池
７２ 連結部材
７２ｂ 連通流路
９１、１１１ 燃料電池セル体
９２、９４、１１２、１１４ 燃料電池セル
９６、１１６ 接続電極端子
１０４ 接続流路
１１６ｂ 接続流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に使用される燃料電池セルユニットであって、
管状の内側の電極層、管状の外側の電極層、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層、及び、前記内側の電極層の内側に構成される貫通流路を有する管状の燃料電池セル体と、
前記燃料電池セル体の一方の端部に固定され且つ前記内側の電極層から電気を取出すための内側電極端子と、
前記燃料電池セル体の他方の端部に固定され且つ前記外側の電極層から電気を取出すための外側電極端子と、を有し、
前記燃料電池セル体は、前記一方の端部に、前記内側の電極層が前記電解質層及び前記外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、前記一方の端部の外周面に、前記内側電極露出周面を介して前記内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、前記他方の端部の外周面に、前記外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、
前記内側電極端子は、前記内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、
前記外側電極端子は、前記外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、
前記内側電極端子及び前記外側電極端子は、前記貫通流路と連通し且つ外部と通じる接続流路を有することを特徴とする燃料電池セルユニット。
【請求項２】
前記内側電極端子と前記燃料電池セル体、及び、前記外側電極端子と前記燃料電池セル体とは、その全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項３】
前記内側電極端子及び前記外側電極端子はそれぞれ、前記燃料電池セル体から遠ざかるように前記燃料電池セル体の長手方向に延び且つ前記接続流路を含む管状部分を有し、
前記内側電極端子及び前記外側電極端子の管状部分の外輪郭断面形状は同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項４】
前記燃料電池セル体は、１本の燃料電池セルからなり、又は、長手方向に連結され且つ電気的に直列に接続された複数の燃料電池セルを有する、請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項５】
前記内側電極外周面は、前記内側電極露出周面によって構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項６】
前記外側電極外周面は、前記外側の電極層によって構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項７】
前記燃料電池セル体は、更に、前記外側の電極層の外側に設けられた外側電極集電層を有し、
前記外側電極外周面は、前記外側電極集電層によって構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の燃料電池セルユニットを含む燃料電池。
【請求項９】
請求項３に記載された燃料電池セルユニットを有し、この燃料電池セルユニットは、互いに長手方向に対する横方向に整列して複数設けられ、
更に、前記複数の燃料電池セルユニットの管状部分に嵌合する孔を有し、前記複数の燃料電池セルユニットの両端部にそれぞれ位置決めされる支持板を有することを特徴とする燃料電池セルスタック。
【請求項１０】
請求項３に記載された燃料電池セルユニットを有し、この燃料電池セルユニットは、互いに長手方向に対する横方向に整列して複数設けられ、
更に、隣接した少なくとも２つの前記燃料電池セルユニットの管状部分に嵌合し且つそれらを連結する連結部材を有し、
前記連結部材は、前記管状部分の接続流路を互いに接続する接続流路を有することを特徴とする燃料電池セルスタック。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の燃料電池セルスタックを含む燃料電池。
【請求項１２】
燃料電池に使用される燃料電池セル体であって、
長手方向に互いに整列した少なくとも２本の管状の燃料電池セルと、
前記燃料電池セルの間に配置され且つそれらに固定された接続電極端子と、を有し、
前記燃料電池セルの各々は、管状の内側の電極層と、管状の外側の電極層と、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層と、前記内側の電極層の内側に構成される貫通流路と、を有し、
前記燃料電池セルの各々は、その一方の端部に、前記内側の電極層が前記電解質層及び前記外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、前記一方の端部の外周面に、前記内側電極露出周面を介して前記内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、その他方の端部の外周面に、前記外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、
前記接続電極端子は、一方の燃料電池セルの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、他方の燃料電池セルの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、一方の燃料電池セルの内側電極外周面と他方の燃料電池セルの外側電極外周面とを電気的に接続すると共に、一方の燃料電池セルの貫通流路と他方の燃料電池セルの貫通流路とを連通させる接続流路を有することを特徴とする燃料電池セル体。
【請求項１３】
燃料電池に使用される燃料電池セル体であって、
互いに長手方向に対して横方向に隣接して整列した少なくとも２本の管状の燃料電池セルと、
前記少なくとも２本の燃料電池セルを互いに固定する接続電極端子と、を有し、
前記燃料電池セルの各々は、管状の内側の電極層と、管状の外側の電極層と、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層と、前記内側の電極層の内側に構成される貫通流路と、を有すると共に、その一方の端部に、前記内側の電極層が前記電解質層及び前記外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、
前記燃料電池セルの各々は、更に、前記一方の端部の外周面に、前記内側電極露出周面を介して前記内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、その他方の端部の外周面に、前記外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、
前記接続電極端子は、少なくとも１本の前記燃料電池セルの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、残りの前記燃料電池セルの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、前記少なくとも１本の燃料電池セルの内側電極外周面と前記残りの燃料電池セルの外側電極外周面とを電気的に接続すると共に、互いに隣接する前記燃料電池セルの貫通流路を互いに連通させる接続流路を有することを特徴とする燃料電池セル体。
【請求項１４】
前記接続電極端子とそれによって接続された燃料電池セルとは、燃料電池セルの全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の燃料電池セル体。
【請求項１５】
請求項１２〜１４の何れか１項に記載の燃料電池セル体を含む燃料電池。
【請求項１】
燃料電池に使用される燃料電池セルユニットであって、
管状の内側の電極層、管状の外側の電極層、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層、及び、前記内側の電極層の内側に構成される貫通流路を有する管状の燃料電池セル体と、
前記燃料電池セル体の一方の端部に固定され且つ前記内側の電極層から電気を取出すための内側電極端子と、
前記燃料電池セル体の他方の端部に固定され且つ前記外側の電極層から電気を取出すための外側電極端子と、を有し、
前記燃料電池セル体は、前記一方の端部に、前記内側の電極層が前記電解質層及び前記外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、前記一方の端部の外周面に、前記内側電極露出周面を介して前記内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、前記他方の端部の外周面に、前記外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、
前記内側電極端子は、前記内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、
前記外側電極端子は、前記外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、
前記内側電極端子及び前記外側電極端子は、前記貫通流路と連通し且つ外部と通じる接続流路を有することを特徴とする燃料電池セルユニット。
【請求項２】
前記内側電極端子と前記燃料電池セル体、及び、前記外側電極端子と前記燃料電池セル体とは、その全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項３】
前記内側電極端子及び前記外側電極端子はそれぞれ、前記燃料電池セル体から遠ざかるように前記燃料電池セル体の長手方向に延び且つ前記接続流路を含む管状部分を有し、
前記内側電極端子及び前記外側電極端子の管状部分の外輪郭断面形状は同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項４】
前記燃料電池セル体は、１本の燃料電池セルからなり、又は、長手方向に連結され且つ電気的に直列に接続された複数の燃料電池セルを有する、請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項５】
前記内側電極外周面は、前記内側電極露出周面によって構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項６】
前記外側電極外周面は、前記外側の電極層によって構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項７】
前記燃料電池セル体は、更に、前記外側の電極層の外側に設けられた外側電極集電層を有し、
前記外側電極外周面は、前記外側電極集電層によって構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の燃料電池セルユニットを含む燃料電池。
【請求項９】
請求項３に記載された燃料電池セルユニットを有し、この燃料電池セルユニットは、互いに長手方向に対する横方向に整列して複数設けられ、
更に、前記複数の燃料電池セルユニットの管状部分に嵌合する孔を有し、前記複数の燃料電池セルユニットの両端部にそれぞれ位置決めされる支持板を有することを特徴とする燃料電池セルスタック。
【請求項１０】
請求項３に記載された燃料電池セルユニットを有し、この燃料電池セルユニットは、互いに長手方向に対する横方向に整列して複数設けられ、
更に、隣接した少なくとも２つの前記燃料電池セルユニットの管状部分に嵌合し且つそれらを連結する連結部材を有し、
前記連結部材は、前記管状部分の接続流路を互いに接続する接続流路を有することを特徴とする燃料電池セルスタック。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の燃料電池セルスタックを含む燃料電池。
【請求項１２】
燃料電池に使用される燃料電池セル体であって、
長手方向に互いに整列した少なくとも２本の管状の燃料電池セルと、
前記燃料電池セルの間に配置され且つそれらに固定された接続電極端子と、を有し、
前記燃料電池セルの各々は、管状の内側の電極層と、管状の外側の電極層と、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層と、前記内側の電極層の内側に構成される貫通流路と、を有し、
前記燃料電池セルの各々は、その一方の端部に、前記内側の電極層が前記電解質層及び前記外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、前記一方の端部の外周面に、前記内側電極露出周面を介して前記内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、その他方の端部の外周面に、前記外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、
前記接続電極端子は、一方の燃料電池セルの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、他方の燃料電池セルの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、一方の燃料電池セルの内側電極外周面と他方の燃料電池セルの外側電極外周面とを電気的に接続すると共に、一方の燃料電池セルの貫通流路と他方の燃料電池セルの貫通流路とを連通させる接続流路を有することを特徴とする燃料電池セル体。
【請求項１３】
燃料電池に使用される燃料電池セル体であって、
互いに長手方向に対して横方向に隣接して整列した少なくとも２本の管状の燃料電池セルと、
前記少なくとも２本の燃料電池セルを互いに固定する接続電極端子と、を有し、
前記燃料電池セルの各々は、管状の内側の電極層と、管状の外側の電極層と、これらの電極層の間に配置された管状の電解質層と、前記内側の電極層の内側に構成される貫通流路と、を有すると共に、その一方の端部に、前記内側の電極層が前記電解質層及び前記外側の電極層に対して露出した内側電極露出周面を有し、
前記燃料電池セルの各々は、更に、前記一方の端部の外周面に、前記内側電極露出周面を介して前記内側の電極層と電気的に通じる内側電極外周面を有し、その他方の端部の外周面に、前記外側の電極層と電気的に通じる外側電極外周面を有し、
前記接続電極端子は、少なくとも１本の前記燃料電池セルの内側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、残りの前記燃料電池セルの外側電極外周面を全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続され、それにより、前記少なくとも１本の燃料電池セルの内側電極外周面と前記残りの燃料電池セルの外側電極外周面とを電気的に接続すると共に、互いに隣接する前記燃料電池セルの貫通流路を互いに連通させる接続流路を有することを特徴とする燃料電池セル体。
【請求項１４】
前記接続電極端子とそれによって接続された燃料電池セルとは、燃料電池セルの全周にわたって導電性のシール材によってシールされ且つ固定されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の燃料電池セル体。
【請求項１５】
請求項１２〜１４の何れか１項に記載の燃料電池セル体を含む燃料電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−７１７１２（Ｐ２００８−７１７１２Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５１５３０（Ｐ２００６−２５１５３０）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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