燃料電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種發(fā)電效率較高的固體氧化物燃料電池。燃料電池1包括：具有固體氧化物電解質層(31)、第一電極(32a)、和第二電極(33a)的發(fā)電元件(30)；第一間隔物(10)；第二間隔物(50)；以及第一多孔質體(20)。第一間隔物(10)具有配置在第一電極(32a)上的第一間隔物主體(11)、以及多個第一流路形成部(12c)。多個第一流路形成部(12c)以從第一間隔物主體(11)向第一電極(32a)一側突出的方式彼此隔開間隔地進行配置。多個第一流路形成部(12c)在第一間隔物主體(11)與第一電極(32a)之間劃分形成有多個第一流路(12a)。第一多孔質體(20)配置在第一流路形成部(12c)與第一電極(32a)之間。
【專利說明】燃料電池【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及燃料電池。特別是，本發(fā)明涉及固體氧化物燃料電池。
【背景技術】
[0002]近年來，作為新能源，燃料電池正受到越來越多的關注。燃料電池例如有固體氧化物燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)、熔融碳酸鹽燃料電池、磷酸燃料電池、固體高分子燃料電池等。在這些燃料電池中，固體氧化物燃料電池并不一定需要使用液體的構成要素，而且在使用烴類燃料時還能夠實現(xiàn)內部的改性。因此，對固體氧化物燃料電池進行了廣泛的研究開發(fā)。
[0003]例如，在下述的專利文獻I中，揭示了圖15所示的固體氧化物燃料電池。如圖15所示，專利文獻I所記載的固體氧化物燃料電池100包括層疊的多個發(fā)電元件101。多個發(fā)電元件101分別包括固體氧化物電解質層102。固體氧化物電解質層102由空氣極103和燃料極104夾持。在相鄰的發(fā)電元件101之間設有間隔物105。
[0004]在間隔物105的空氣極103 —側的表面形成有沿第一方向延伸的多個溝105a。多個溝105a劃分形成氧化·劑氣體的流路。經(jīng)由這多個溝105a所劃分形成的氧化劑氣體的流路將氧化劑氣體提供給空氣極103。另一方面，在間隔物105的燃料極104 —側的表面形成有多個溝105b。這多個溝105b分別沿著與第一方向垂直的第二方向延伸。多個溝105b劃分形成燃料氣體的流路。經(jīng)由這多個溝105b所劃分形成的燃料氣體的流路將燃料氣體提供給燃料極104。
[0005]燃料電池100中，間隔物105由具有導電性的鉻酸鑭類陶瓷形成。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特開平11-329462號公報

【發(fā)明內容】

發(fā)明所要解決的技術問題
[0007]近年來，對于進一步提高燃料電池的發(fā)電效率提出了越來越高的要求。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供發(fā)電效率高的固體氧化物燃料電池。
解決技術問題所采用的技術方案
[0009]本發(fā)明所涉及的燃料電池包括發(fā)電元件、第一間隔物、第二間隔物、以及第一多孔質體。發(fā)電元件具有固體氧化物電解質層、第一電極、以及第二電極。第一電極配置在固體氧化物電解質層的一個主面上。第二電極配置在固體氧化物電解質層的另一個主面上。第一間隔物具有第一間隔物主體、以及多個第一流路形成部。第一間隔物主體配置在第一電極上。多個第一流路形成部以從第一間隔物主體向第一電極一側突出的方式彼此隔開間隔地進行配置。多個第一流路形成部在第一間隔物主體與第一電極之間劃分形成有多個第一流路。第二間隔物具有第二間隔物主體、以及多個第二流路形成部。第二間隔物主體配置在第二電極上。多個第二流路形成部以從第二間隔物主體向第二電極一側突出的方式彼此隔開間隔地進行配置。多個第二流路形成部在第二間隔物主體與第二電極之間劃分形成有多個第二流路。第一多孔質體配置在第一流路形成部與第一電極之間。
[0010]本發(fā)明所涉及的燃料電池的某一特定方面中，第一多孔質體設置成覆蓋第一電極的面向第一流路的部分。
[0011]本發(fā)明所涉及的燃料電池的另一特定方面中，燃料電池還包括配置在第二流路形成部與第二電極之間的第二多孔質體。
[0012]本發(fā)明所涉及的燃料電池的又一特定方面中，第二多孔質體設置成覆蓋第二電極的面向第二流路的部分。
[0013]本發(fā)明所涉及的燃料電池的進一步的另一特定方面中，第一及第二多孔質體由相同材料構成。
[0014]本發(fā)明所涉及的燃料電池的進一步的又一特定方面中，第一間隔物具有通孔電極，該通孔電極從第一流路形成部的與第一間隔物主體相反一側的表面起直至到達所述第一間隔物主體的與第一流路形成部相反一側的表面。第I多孔質體由導電構件構成。
[0015]本發(fā)明所涉及的燃料電池的其他另一特定方面中，第一多孔質體由導電性陶瓷構成。
[0016]本發(fā)明所涉及的燃料電池的其他又一特定方面中，第一多孔質體由與第一電極相同的材料構成。
[0017]本發(fā)明所涉及的燃料電池的進一步的其他另一特定方面中，第一間隔物具有通孔電極，該通孔電極從第一流路形成部的與第一間隔物主體相反一側的表面起直至到達所述第一間隔物主體的與第一流路形成部相反一側的表面。第一多孔質體具有由絕緣構件構成的多孔質體主體、以及形成于多孔質體主體的內部且將通孔電極與第一電極電連接的電極。
[0018]本發(fā)明所涉及的燃料電池的其他進一步的另一特定方面中，多孔質體主體由與第一流路形成部相同的材料構成。
[0019]本發(fā)明所涉及的燃料電池的其他進一步的又一特定方面中，多孔質體主體由與第一間隔物主體相同的材料構成。
[0020]本發(fā)明所涉及的燃料電池的進一步不同的特定方面中，多孔質體主體由與第一流路形成部及第一間隔物主體相同的材料構成。
發(fā)明效果
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供發(fā)電效率高的固體氧化物燃料電池。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是第一實施方式所涉及的燃料電池的簡要分解立體圖。
圖2是第一實施方式中的第一間隔物主體的簡要俯視圖。
圖3是第一實施方式中的第一流路形成部的簡要俯視圖。
圖4是第一實施方式中的第一多孔質體的簡要俯視圖。
圖5是第一實施方式中的空氣極層的簡要俯視圖。 圖6是第一實施方式中的固體氧化物電解質層的簡要俯視圖。
圖7是第一實施方式中的燃料極層的簡要俯視圖。
圖8是第一實施方式中的第二多孔質體的簡要俯視圖。
圖9是第一實施方式中的第二流路形成部的簡要俯視圖。
圖10是第一實施方式中的第二間隔物主體的簡要俯視圖。
圖11是沿圖3的線X1-XI的簡要剖視圖。
圖12是沿圖9的線XI1-XII的簡要剖視圖。
圖13是第二實施方式所涉及的燃料電池的簡要剖視圖。
圖14是第二實施方式所涉及的燃料電池的簡要剖視圖。
圖15是專利文獻I所記載的固體氧化物燃料電池的簡要分解立體圖。
【具體實施方式】
[0023]下面，對實施本發(fā)明的優(yōu)選方式的一個示例進行說明。然而，下述實施方式僅僅是例示。本發(fā)明不限于下述任一實施方式。
[0024]此外，在實施方式等所參照的各附圖中，以相同的標號來參照實質上具有相同功能的構件。此外，實施方式等所參照的附圖是示意性描述的圖，附圖中所繪制的物體的尺寸比率等可能會與現(xiàn)實中的物體的尺寸比率等不同。附圖相互間的物體的尺寸比率等也可能不同。具體的物體的尺寸比率等應當參考以下的說明來判斷。
[0025]圖1是第一實施方式所涉及的燃料電池的簡要分解立體圖。圖2是第一實施方式中的第一間隔物主體的簡要俯視圖。圖3是第一實施方式中的第一流路形成部的簡要俯視圖。圖4是第一實施方式中的第一多孔質體的簡要俯視圖。圖5是第一實施方式中的空氣極層的簡要俯視圖。圖6是第一實施方式中的固體氧化物電解質層的簡要俯視圖。圖7是第一實施方式中的燃料極層的簡要俯視圖。圖8是第一實施方式中的第二多孔質體的簡要俯視圖。圖9是第一實施方式中的第二流路形成部的簡要俯視圖。圖10是第一實施方式中的第二間隔物主體的簡要俯視圖。圖11是沿圖3的線X1-XI的簡要剖視圖。圖12是沿圖9的線XI1-XII的簡要剖視圖。
[0026]如圖1、圖11及圖12所示，本實施方式的燃料電池I具有第一間隔物10、第一多孔質體20、發(fā)電元件30、第二多孔質體40、以及第二間隔物50。燃料電池I中，第一間隔物
10、第一多孔質體20、發(fā)電元件30、第二多孔質體40、以及第二間隔物50以上述順序進行層疊。
[0027]此外，本實施方式的燃料電池I僅具有一個第一多孔質體20、第二多孔質體40以及發(fā)電元件30的層疊體。但本發(fā)明并不限于該結構。本發(fā)明的燃料電池例如也可具有多個第一及第二多孔質體以及發(fā)電元件的層疊體。在這種情況下，相鄰的層疊體由間隔物隔離。
[0028](發(fā)電元件30)
發(fā)電元件30是使從氧化劑氣體流路(氧化劑氣體用歧管)61提供的氧化劑氣體和從燃料氣體流路(燃料氣體用歧管)62提供的燃料氣體發(fā)生反應從而進行發(fā)電的部分。這里，氧化劑氣體可由例如空氣、氧氣等含氧氣體來構成。此外，燃料氣體可采用氫氣、一氧化碳氣體等含有烴類氣體等的氣體。[0029](固體氧化物電解質層31)
發(fā)電元件30包括固體氧化物電解質層31。固體氧化物電解質層31優(yōu)選為離子導電性較高。固體氧化物電解質層31例如可以由穩(wěn)定氧化鋯、部分穩(wěn)定氧化鋯等形成。作為穩(wěn)定氧化鋯的具體示例，可舉出10mol%氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(10YSZ)、llmol%氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯(IIScSZ)等。作為部分穩(wěn)定氧化鋯的具體示例，可舉出3mol%氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯(3YSZ)等。另外，固體氧化物電解質層31例如也可由摻入了 Sm、Gd等的氧化鈰類氧化物形成，也可由以LaGaO3為母體且將La和Ga的一部分分別用Sr及Mg置換后的La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.20(3-5)等韓鈦礦型氧化物等形成。
[0030]此外，如圖6所示，固體氧化物電解質層31中，形成有構成流路61、62的一部分的貫通孔31a、31b。
[0031]固體氧化物電解質層31由空氣極層32和燃料極層33夾持。即，在固體氧化物電解質層31的一個主面上形成有空氣極層32，在另一個主面上形成有燃料極層33。
[0032](空氣極層32)
如圖5所示，空氣極層32具有空氣極32a、以及周邊部32b。周邊部32b中，形成有構成流路61、62的一部分的貫通孔32c、32d。
[0033]空氣極32a為陰極?？諝鈽O32a中，氧捕獲電子，從而形成氧離子?？諝鈽O32a優(yōu)選為多孔質，即電子傳導性較高、且在高溫下不易與固體氧化物電解質層31等發(fā)生固體間反應的物質?？諝鈽O32a例如可以由氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯(ScSZ)、摻入了 Sn的氧化銦、PrCoO3類氧化物、LaCoO3類氧化物、LaMnO3類氧化物等形成。作為LaMnO3類氧化物的具體示例，例如可舉出 Laa8Sra2MnO3 (通稱:LSM)、Laa8Sra2Coa2Fea8O3 (通稱:LSCF)、Latl 6Caa4MnO3 (通稱:LCM)等。
[0034]周邊部32b例如可由與下述的第一及第二間隔物主體11、51相同的材料形成。
[0035](燃料極層33)
如圖7所示，燃料極層33具有燃料極33a、以及周邊部33b。周邊部33b中，形成有構成流路61、62的一部分的貫通孔33c、33d。
[0036]燃料極33a為陽極。燃料極33a中，氧離子與燃料氣體進行反應從而釋放出電子。燃料極33a優(yōu)選為多孔質，即電子傳導性較高、且在高溫下不易與固體氧化物電解質層31等發(fā)生固體間反應的物質。燃料極33a例如可以由NiO、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ).鎳金屬的多孔質金屬陶瓷、氧化鈧穩(wěn)定氧化錯(ScSZ).鎳金屬的多孔質金屬陶瓷等構成。
[0037](第一間隔物10)
如圖1、圖11及圖12所示，在發(fā)電元件30的空氣極層32上，配置有第一間隔物10。該第一間隔物10具有形成用于將從氧化劑氣體流路61提供的氧化劑氣體提供給空氣極32a的流路12a的功能、以及將空氣極32a引出到燃料電池I的外部的功能。另外，在包括多個發(fā)電元件的燃料電池中，第一間隔物還兼具有將燃料氣體與氧化劑氣體分離的功能。
[0038]第一間隔物10具有第一間隔物主體11、以及由線狀凸部構成的第一流路形成部
12。第一間隔物主體11配置在空氣極32a上。第一間隔物主體11中，形成有構成流路61、62的一部分的貫通孔11a、lib。
[0039]第一流路形成部12配置在第一間隔物主體11與空氣極層32之間。第一流路形成部12具有周邊部12b、以及多個流路形成部12c。周邊部12b中，形成有構成燃料氣體流路62的一部分的貫通孔12d。
[0040]多個流路形成部12c分別設置為使得從第一間隔物主體11的空氣極層32 —側的表面向空氣極層32—側突出。多個流路形成部12c分別沿著X方向呈直線狀設置。多個流路形成部12c沿著y方向彼此隔開間隔地進行配置。在相鄰的流路形成部12c之間、以及流路形成部12c與周邊部12b之間，劃分形成有上述流路12a。
[0041]第一間隔物主體11及第一流路形成部12的材料并無特別限定。第一間隔物主體11及第一流路形成部12分別可由例如穩(wěn)定氧化鋯、部分穩(wěn)定氧化鋯等形成。另外，第一間隔物主體11及第一流路形成部12分別也可由例如添加了稀土金屬的鉻酸鑭、鈦酸鍶等導電性陶瓷；氧化鋁、硅酸氧化鋯等絕緣性陶瓷等形成。
[0042]多個流路形成部12c中分別埋設有多個通孔電極12cl。多個通孔電極12cl形成為在z方向上貫通多個流路形成部12c。另外，第一間隔物主體11中，與多個通孔電極12cl的位置相對應地形成有多個通孔電極11c。多個通孔電極Ilc形成為貫通第一間隔物主體
11。利用這些多個通孔電極Ilc及多個通孔電極12cl，從而構成從流路形成部12c的與第一間隔物主體11相反一側的表面起直至到達第一間隔物主體11的與流路形成部12c相反一側的表面的多個通孔電極。
[0043]通孔電極Ilc及通孔電極12cl的材質并無特別限定。通孔電極Ilc及通孔電極12cl分別可由例如Ag-Pd合金、Ag-Pt合金、添加了堿土金屬的鉻酸鑭(LaCrO3)、鐵酸鑭(LaFeO3)、猛酸銀鑭(LSM:Lanthanum Strontium Manganite)等形成。
[0044](第二間隔物50)
在發(fā)電元件30的燃料極層33上，配置有第二間隔物50。該第二間隔物50具有形成用于將從燃料氣體流路62提供的燃料氣體提供給燃料極33a的流路52a的功能、以及將燃料極33a引出到燃料電池I的外部的功能。
另外，在包括多個發(fā)電元件的燃料電池中，第二間隔物還兼具有將燃料氣體與氧化劑氣體分離的功能。
[0045]第二間隔物50具有第二間隔物主體51、以及由線狀凸部構成的第二流路形成部52。第二間隔物主體51配置在燃料極33a上。第二間隔物主體51中，形成有構成流路61、62的一部分的貫通孔51a、51b。
[0046]第二流路形成部52配置在第二間隔物主體51與燃料極層33之間。第二流路形成部52具有周邊部52b、以及多個流路形成部52c。周邊部52b中，形成有構成燃料氣體流路62的一部分的貫通孔52d。
[0047]多個流路形成部52c分別設置成從第二間隔物主體51的燃料極層33 —側的表面向燃料極層33 —側突出。多個流路形成部52c分別沿著與流路形成部12c的延伸方向垂直的y方向呈直線狀設置。多個流路形成部52c沿著X方向彼此隔開間隔地進行配置。在相鄰的流路形成部52c之間、以及流路形成部52c與周邊部52b之間，劃分形成有上述流路52a。因此，流路52a的延伸方向與流路12a的延伸方向正交。
[0048]第二間隔物主體51及第二流路形成部52的材料并無特別限定。第二間隔物主體51及第二流路形成部52分別可由例如穩(wěn)定氧化鋯、部分穩(wěn)定氧化鋯等形成。另外，第二間隔物主體51及第二流路形成部52分別也可由例如添加了稀土金屬的鉻酸鑭、鈦酸鍶等導電性陶瓷；氧化鋁、硅酸氧化鋯等絕緣性陶瓷等形成。[0049]多個流路形成部52c中，分別埋設有多個通孔電極52cl。多個通孔電極52cl形成為在z方向上貫通多個流路形成部52c。另外，第二間隔物主體51中，與多個通孔電極52cl的位置相對應地形成有多個通孔電極51c。多個通孔電極51c形成為貫通第二間隔物主體51。利用這些多個通孔電極51c及多個通孔電極52cl，從而構成從流路形成部52c的與第二間隔物主體51相反一側的表面起直至到達第二間隔物主體51的與流路形成部52c相反一側的表面的多個通孔電極。
[0050]通孔電極51c及通孔電極52cl的材質并無特別限定。通孔電極51c及通孔電極52cl分別可由例如Ag-Pd合金、Ag-Pt合金、鎳金屬、氧化乾穩(wěn)定氧化錯(YSZ).鎳金屬、氧化鈧穩(wěn)定氧化錯(ScSZ).鎳金屬等形成。
[0051](第一多孔質體20及第二多孔質體40)
在第一流路形成部12c與空氣極32a之間，配置有第一多孔質體20。第一多孔質體20形成為覆蓋空氣極32a的面向流路12a的部分。具體而言,本實施方式中，第一多孔質體20形成為實質上覆蓋整個空氣極32a。
[0052]另一方面，在第二流路形成部52c與燃料極33a之間，配置有第二多孔質體40。第二多孔質體40形成為覆蓋燃料極33a的面向流路52a的部分。具體而言，本實施方式中，第二多孔質體40形成為實質上覆蓋整個燃料極33a。
[0053]此外，本發(fā)明中，第一多孔質體只要配置在第一流路形成部與空氣極之間即可。例如，第一多孔質體也可僅配置在第一流路形成部與空氣極之間。另外，第二多孔質體只要配置在第二流路形成部與燃料極之間即可。例如，第二多孔質體也可僅配置在第二流路形成部與燃料極之間。
[0054]第一及第二多孔質體20、40分別形成有構成流路61、62的一部分的貫通孔20a、20b、40a、40b。
[0055]本實施方式中，第一及第二多孔質體20、40分別具有連續(xù)氣泡。第一及第二多孔質體20、40各自的氣孔率優(yōu)選為5%?70%，進一步優(yōu)選為15%?60%。另外，第一及第二多孔質體20、40各自的厚度既可相同，也可不同。根據(jù)構成電極、間隔物、多孔質體的材料，并考慮燃料電池的要求特性，可任意地進行設定。
[0056]第一及第二多孔質體20、40各自的材質并無特別限定。本實施方式中，第一及第二多孔質體20、40分別由導電構件構成。因此，空氣極32a經(jīng)由第一多孔質體20與通孔電極12cl、llc電連接。燃料極33a經(jīng)由第二多孔質體40與通孔電極52cl、51c電連接。
[0057]第一多孔質體20可由導電性陶瓷、與空氣極32a相同的材料等構成。第二多孔質體40可由導電性陶瓷、與燃料極33a相同的材料等構成。作為導電性陶瓷，可利用添加了稀土金屬的鉻酸鑭、鈦酸化合物等來成形。
[0058]專利文獻I所記載的燃料電池100中，氧化劑氣體、燃料氣體經(jīng)由多個溝105a、105b提供給空氣極103、燃料極104。因此，氧化劑氣體、燃料氣體提供到空氣極103、燃料極104中面向溝105a、105b的部分。然而，氧化劑氣體、燃料氣體實質上并未提供到空氣極103、燃料極104中與間隔物105相接觸的部分。因此，空氣極103、燃料極104中與間隔物105相接觸的部分對于發(fā)電的貢獻較小。
[0059]與此不同的是，本實施方式中，在空氣極32a與第一流路形成部12c之間配置有第一多孔質體20。因此,來自流路12a的氧化劑氣體在第一多孔質體20內朝向z方向擴散的同時，還朝向X方向及y方向擴散。其結果是，氧化劑氣體不僅提供到空氣極32a的位于流路12a下方的部分，而且還提供到位于第一流路形成部12c下方的部分。
[0060]另外，本實施方式中，在燃料極33a與第二流路形成部52c之間配置有第二多孔質體40。因此，來自流路52a的燃料氣體在第二多孔質體40內朝向z方向擴散的同時，還朝向X方向及y方向擴散。其結果是，燃料氣體不僅提供到燃料極33a的位于流路52a下方的部分，而且還提供到位于第二流路形成部52c下方的部分。
[0061]因此，本實施方式中，空氣極32a及燃料極33a的位于流路形成部12c、52c下方的部分對于發(fā)電的貢獻較大。即，實質上整個空氣極32a及燃料極33a對于發(fā)電都有較大的貢獻。因而，能夠實現(xiàn)較高的發(fā)電效率。
[0062]另外，本實施方式中，第一多孔質體20設置為覆蓋空氣極32a的面向流路12a的部分。因此，與第一多孔質體20僅設置在空氣極32a與第一流路形成部12c之間的情況相t匕，能夠將氧化劑氣體更高效地提供到空氣極32a的位于第一流路形成部12c下方的部分。另外，第二多孔質體40設置為覆蓋燃料極33a的面向流路52a的部分。因此，與第二多孔質體40僅設置在燃料極33a與第二流路形成部52c之間的情況相比，能夠將燃料氣體更高效地提供到燃料極33a的位于第二流路形成部52c下方的部分。因而，能夠實現(xiàn)更高的發(fā)電效率。
[0063]另外，本實施方式中，將多孔質體20、40設置成覆蓋空氣極32a、燃料極33a的面向流路12a、52a的部分。S卩，多孔質體20、40呈面狀設置。因此，例如，與多孔質體20、40呈條狀地僅設置于流路形成部12c、52c的下方的情況相比，能夠提高發(fā)電元件30的剛性。因而，能夠抑制發(fā)電元件30發(fā)生翹曲等變形。因而，能夠提高燃料電池I的長期可靠性。
[0064]特別是，本實施方式中，由于空氣極32a、燃料極33a的表面與第一或第二多孔質體20、40進行燒結，因此空氣極32a、燃料極33a更不易發(fā)生變形。因而，能夠更有效地提高燃料電池I的長期可靠性。
[0065]另外，能夠使固體氧化物電解質層31較薄而不用大幅降低發(fā)電元件30的剛性。因而，能夠進一步提聞發(fā)電效率。特別是，能夠進一步提聞初始發(fā)電效率。
[0066]從更有效地抑制發(fā)電元件30的翹曲的角度出發(fā)，優(yōu)選為第一多孔質體20和第二多孔質體40由相同材料構成。另外,從提高發(fā)電部20的剛性的角度出發(fā)，優(yōu)選為發(fā)電部20的材料的燒成收縮率比發(fā)電部30的燒成收縮率大，且發(fā)電部20的材料的線性熱膨脹系數(shù)比發(fā)電部30的燒成收縮率小。由此，對發(fā)電部20施加壓縮應力，組合性提高。
[0067]這里，“由相同材料構成”是指主成分相同，但并不一定限定于將雜質也包括在內的完全一致。
[0068]此外，本實施方式中，說明了設有第一及第二多孔質體20、40這兩者的示例。但是，本發(fā)明并不局限于該結構。本發(fā)明中，也可例如僅設有第一及第二多孔質體中的一個。
[0069]下面，對實施本發(fā)明的優(yōu)選方式的另一個示例進行說明。以下的說明中，用相同的標號來參照與上述第一實施方式實質上相同的功能，并省略說明。
[0070](第二實施方式)
圖13是第二實施方式所涉及的燃料電池的簡要剖視圖。圖14是第二實施方式所涉及的燃料電池的簡要剖視圖。
[0071]圖13及圖14所示的本實施方式的燃料電池2除了第一及第二多孔質體20、40的結構以外，具有與上述第一實施方式的燃料電池I實質上相同的結構。因此，這里，對本實施方式中的第一及第二多孔質體20、40的結構進行說明，對于其他的結構，將引用第一實施方式的記載。
[0072]本實施方式中，第一多孔質體20具有多孔質體主體20c、以及多個通孔電極20d。多孔質體主體20c由絕緣構件構成。本實施方式中，多孔質體主體20c由與第一流路形成部12c相同的材料構成。
[0073]多個通孔電極20d形成于多孔質體主體20c內。多個通孔電極20d分別貫通多孔質體主體20c。多個通孔電極20d設置于與通孔電極12cl的位置相對應的位置。利用這多個通孔電極20d將空氣極32a與通孔電極12cl電連接。本實施方式中，多個通孔電極20d由與通孔電極12c I相同的材料構成。
[0074]第二多孔質體40具有多孔質體主體40c、以及多個通孔電極40d。多孔質體主體40c由絕緣構件構成。本實施方式中，多孔質體主體40c由與第二流路形成部52c相同的材料構成。
[0075]多個通孔電極40d形成于多孔質體主體40c內。多個通孔電極40d分別貫通多孔質體主體40c。多個通孔電極40d設置于與通孔電極52cl的位置相對應的位置。利用這多個通孔電極40d將燃料極33a與通孔電極52c I電連接。本實施方式中，多個通孔電極40d由與通孔電極52c I相同的材料構成。
[0076]本實施方式中，也與上述第一實施方式相同，能夠實現(xiàn)較高的發(fā)電效率。另外，能夠抑制發(fā)電元件30的翹曲。 標號說明
[0077]1、2…燃料電池 10…第一間隔物
11…第一間隔物主體
11a、Ilb…貫通孔
Ilc…通孔電極
12…第一流路形成部
12a…第一流路
12b…周邊部
12c…第一流路形成部
12cl…通孔電極
12cl...貫通孔
20…第一多孔質體
20a、20b、40a、40b …貫通孔
20c…多孔質體主體
20d…通孔電極
30...發(fā)電兀件
31…固體氧化物電解質層
31a、31b…貫通孔
32…空氣極層32a…空氣極32b…周邊部32c、32d…貫通孔33…燃料極層33a…燃料極33b…周邊部33c、33d…貫通孔40…第二多孔質體40c…多孔質體主體40d…通孔電極50…第二間隔物
51…第二間隔物主體51a、51b…貫通孔51c…通孔電極52…第二流路形成部52a…第二流路52b…周邊部52c…第二流路形成部52cl…通孔電極52d…貫通孔61…氧化劑氣體流路62…燃料氣體 流路
【權利要求】
1.一種燃料電池，包括: 具有固體氧化物電解質層、配置在所述固體氧化物電解質層的一個主面上的第一電極、和配置在所述固體氧化物電解質層的另一個主面上的第二電極的發(fā)電元件； 第一間隔物，該第一間隔物具有配置在所述第一電極上的第一間隔物主體、和多個第一流路形成部，該多個第一流路形成部以從所述第一間隔物主體向所述第一電極一側突出的方式彼此隔開間隔地進行配置，且在所述第一間隔物主體與所述第一電極之間劃分形成有多個第一流路； 第二間隔物，該第二間隔物具有配置在所述第二電極上的第二間隔物主體、和多個第二流路形成部，該多個第二流路形成部以從所述第二間隔物主體向所述第二電極一側突出的方式彼此隔開間隔地進行配置，且在所述第二間隔物主體與所述第二電極之間劃分形成有多個第二流路；以及 第一多孔質體，該第一多孔質體配置在所述第一流路形成部與所述第一電極之間。
2.如權利要求1所述的燃料電池，其特征在于， 所述第一多孔質體設置成覆蓋所述第一電極的面向所述第一流路的部分。
3.如權利要求1或2所述的燃料電池，其特征在于， 還包括第二多孔質體，該第二多孔質體配置在所述第二流路形成部與所述第二電極之間。
4.如權利要求3所述的燃料電池，其特征在于， 所述第二多孔質體設 置成覆蓋所述第二電極的面向所述第二流路的部分。
5.如權利要求3或4所述的燃料電池，其特征在于， 所述第一及第二多孔質體由相同材料構成。
6.如權利要求1至5中的任一項所述的燃料電池，其特征在于， 所述第一間隔物具有通孔電極，該通孔電極從所述第一流路形成部的與所述第一間隔物主體相反一側的表面起直至到達所述第一間隔物主體的與所述第一流路形成部相反一側的表面， 所述第一多孔質體由導電構件構成。
7.如權利要求6所述的燃料電池，其特征在于， 所述第一多孔質體由導電性陶瓷構成。
8.如權利要求6或7所述的燃料電池，其特征在于， 所述第一多孔質體由與所述第一電極相同的材料構成。
9.如權利要求1至5中的任一項所述的燃料電池，其特征在于， 所述第一間隔物具有通孔電極，該通孔電極從所述第一流路形成部的與所述第一間隔物主體相反一側的表面起直至到達所述第一間隔物主體的與所述第一流路形成部相反一側的表面， 所述第一多孔質體具有由絕緣構件構成的多孔質體主體、以及形成于所述多孔質體主體的內部且將所述通孔電極與所述第一電極電連接的電極。
10.如權利要求9所述的燃料電池，其特征在于， 所述多孔質體主體由與所述第一流路形成部相同的材料構成。
11.如權利要求9所述的燃料電池，其特征在于，所述多孔質體主體由與所述第一間隔物主體相同的材料構成。
12.如權利要求11所述的燃料電池，其特征在于，所述多孔質體主體、所述第 一流路形成部及所述第一間隔物主體由相同的材料構成。
【文檔編號】H01M4/86GK103443979SQ201280014947
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月23日 優(yōu)先權日:2011年3月25日
【發(fā)明者】橫倉修 申請人:株式會社村田制作所