本發(fā)明涉及燃料電池堆。

背景技術(shù)：

已知有包括多個(gè)單電池和向各單電池分配氣體的分流器的燃料電池堆。各單電池包括多孔質(zhì)的支撐基板和被各支撐基板支撐的發(fā)電元件部。各支撐基板的近端部被插入分流器，由此，從分流器向各支撐基板的氣體流路供給燃料氣體。從各支撐基板的氣體流路的近端部供給的燃料氣體中未反應(yīng)的氣體從氣體流路的遠(yuǎn)端部向外部排出。

專利文獻(xiàn)1中記載的燃料電池堆構(gòu)成為回收從遠(yuǎn)端部向外部排出的未反應(yīng)氣體，以便提高燃料氣體的使用效率。具體而言，支撐基板具有去路用的氣體流路和回路用的氣體流路。供給到去路用的氣體流路的燃料氣體中未反應(yīng)的氣體通過(guò)回路用的氣體流路而再次被用于發(fā)電。另外，在回路用的氣體流路中流動(dòng)的燃料氣體從近端部回收到分流器中，而不是從遠(yuǎn)端部向外部排出。

支撐基板為多孔質(zhì)，因此，燃料氣體有時(shí)流向回路用的氣體流路而不會(huì)在去路用的氣體流路中流到最后。即，燃料氣體有時(shí)在去路用的氣體流路的途中通過(guò)支撐基板內(nèi)而流向回路用的氣體流路。為了阻斷這樣的捷徑，在去路用的氣體流路與回路用的氣體流路之間插入致密質(zhì)部件。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2015－53186號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

如上所述的燃料電池堆需要在多孔質(zhì)的支撐基板的內(nèi)部插入致密質(zhì)部件，因此，存在制造困難的問(wèn)題。因此，本發(fā)明的課題在于提供一種能夠回收氣體，且能夠容易地制造的燃料電池堆。

本發(fā)明的某一方面所涉及的燃料電池堆包括：第一發(fā)電元件部、第一支撐基板、第二發(fā)電元件部、第二支撐基板以及連通部件。第一發(fā)電元件部具有第一燃料極、第一電解質(zhì)以及第一空氣極。第一支撐基板具有第一基板主體部、第一致密層以及第一氣體流路。第一基板主體部支撐第一發(fā)電元件部。第一致密層覆蓋第一基板主體部。第一氣體流路從近端部延伸至遠(yuǎn)端部。第二發(fā)電元件部具有第二燃料極、第二電解質(zhì)以及第二空氣極。第二支撐基板具有第二基板主體部、第二致密層以及第二氣體流路。第二基板主體部支撐第二發(fā)電元件部。第二致密層覆蓋第二基板主體部。第二氣體流路從近端部延伸至遠(yuǎn)端部。連通部件在所述第一支撐基板的遠(yuǎn)端部與所述第二支撐基板的遠(yuǎn)端部之間延伸，使第一氣體流路和第二氣體流路連通。

根據(jù)該構(gòu)成，在第一支撐基板的第一氣體流路中流動(dòng)的燃料氣體中的未反應(yīng)氣體經(jīng)由連通部件流向第二氣體流路，而不是從第一氣體流路的遠(yuǎn)端部向外部排出。因此，能夠提高燃料氣體的使用效率。另外，第一支撐基板具有覆蓋第一基板主體部的第一致密層，第二支撐基板具有覆蓋第二基板主體部的第二致密層。第一以及第二致密層比第一以及第二基板主體部致密，因此，能夠抑制在第一氣體流路內(nèi)流動(dòng)的燃料氣體通過(guò)第一以及第二基板主體部?jī)?nèi)并流向第二氣體流路。另外，該第一致密層只要以覆蓋第一基板主體部的形式形成即可，能夠容易地形成。

優(yōu)選將第一支撐基板及第二支撐基板配置成第一支撐基板的側(cè)面和第二支撐基板的側(cè)面相對(duì)。

第一支撐基板和第二支撐基板可以彼此隔開(kāi)間隔而配置。例如燃料電池堆具有多個(gè)單電池而大型化等情形下，通過(guò)使空氣流過(guò)該間隔，能夠使堆內(nèi)的溫度分布均勻化。

第一支撐基板和第二支撐基板可以在寬度方向上并列配置。并且，第一支撐基板與第二支撐基板之間可以被封堵。根據(jù)該構(gòu)成，在寬度方向上，第一支撐基板與第二支撐基板之間被封堵。因此，能夠防止例如在使空氣沿著第一支撐基板和第二支撐基板的主表面流動(dòng)時(shí)該空氣從第一支撐基板與第二支撐基板之間跑掉。

第一支撐基板和第二支撐基板可以并列配置成在寬度方向上彼此接觸。

燃料電池堆還可以包括填充部件。填充部件配置成對(duì)彼此隔開(kāi)間隔而配置的第一支撐基板與第二支撐基板之間進(jìn)行填充。

優(yōu)選燃料電池堆包括多個(gè)第一支撐基板和多個(gè)第二支撐基板。各第一支撐基板隔開(kāi)間隔而配置成主表面彼此相對(duì)。各第二支撐基板隔開(kāi)間隔而配置成主表面彼此相對(duì)。各第一支撐基板與各第二支撐基板在寬度方向上并列配置。至少一對(duì)第一支撐基板與第二支撐基板之間被封堵。

優(yōu)選連通部件具有使第一氣體流路和第二氣體流路連通的流路。

連通部件可以為多孔質(zhì)。這種情況下，連通部件優(yōu)選具有構(gòu)成外側(cè)面的第三致密層。另外，上述的流路可以由連通部件內(nèi)的氣孔構(gòu)成。

連通部件可以具有從第一氣體流路延伸至第二氣體流路的空間作為上述流路。

連通部件可以由金屬構(gòu)成。

優(yōu)選燃料電池堆包括多個(gè)第一發(fā)電元件部和多個(gè)第二發(fā)電元件部。各第一發(fā)電元件部沿著第一支撐基板的長(zhǎng)度方向隔開(kāi)間隔而配置。各第二發(fā)電元件部沿著第二支撐基板的長(zhǎng)度方向隔開(kāi)間隔而配置。

優(yōu)選燃料電池堆還包括支撐第一以及第二支撐基板的分流器。通過(guò)該分流器能夠向各氣體流路分配燃料氣體。

優(yōu)選分流器具有第一室和第二室。第一氣體流路與第一室連通。第二氣體流路與第二室連通。根據(jù)該構(gòu)成，向第一室供給燃料氣體，由此，燃料氣體能夠按第一氣體流路、連通部件、第二氣體流路的順序順暢地流動(dòng)。

分流器可以具有分流器主體部和隔板。分流器主體部具有空間部。隔板將空間部分隔為第一室和第二室。根據(jù)該構(gòu)成，能夠容易地制造具有第一以及第二室的分流器。

分流器可以具有第一分流器主體部和第二分流器主體部。第一分流器主體部具有第一室。第二分流器主體部具有第二室。

優(yōu)選分流器還可以具有氣體供給部及氣體排出部。氣體供給部與第一室連接。氣體排出部與第二室連接。

可以將氣體供給部形成于分流器的第一側(cè)板、將氣體排出部形成于分流器的第二側(cè)板。分流器的第一側(cè)板和第二側(cè)板彼此配置在相反側(cè)。

氣體供給部及氣體排出部可以均形成于分流器的第一側(cè)板。

優(yōu)選燃料電池堆可以包括多個(gè)第一支撐基板和多個(gè)第二支撐基板。各第一支撐基板在第一側(cè)板朝向的方向上彼此隔開(kāi)間隔而配置。各第二支撐基板在第一側(cè)板朝向的方向上彼此隔開(kāi)間隔而配置。

優(yōu)選第一致密層包含第一電解質(zhì)、第二致密層包含第二電解質(zhì)。

本發(fā)明所涉及的燃料電池堆能夠回收氣體，且能夠容易地制造該燃料電池堆。

附圖說(shuō)明

圖1是燃料電池堆的立體圖。

圖2是第一單電池的立體圖。

圖3是第一單電池的截面圖。

圖4是第二單電池的立體圖。

圖5是第二單電池的截面圖。

圖6是燃料電池堆的截面圖。

圖7是變形例5所涉及的燃料電池堆的截面圖。

圖8是變形例6所涉及的燃料電池堆的立體圖。

圖9是變形例6所涉及的燃料電池堆的截面圖。

圖10是變形例7所涉及的燃料電池堆的截面圖。

圖11是變形例8所涉及的燃料電池堆的立體圖。

圖12是變形例9所涉及的燃料電池堆的截面圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的燃料電池堆的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示燃料電池堆的立體圖。應(yīng)予說(shuō)明，圖1中，省略若干第一以及第二單電池的記載。

[燃料電池堆]

如圖1所示，燃料電池堆100包括：多個(gè)第一單電池10a、多個(gè)第二單電池10b、連通部件3以及分流器4。應(yīng)予說(shuō)明，以下，對(duì)第一單電池10a的構(gòu)成部件的符號(hào)的末尾賦予“a”，對(duì)第二單電池10b的構(gòu)成部件的符號(hào)的末尾賦予“b”。第一單電池10a和第二單電池10b為實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成，因此，以下僅對(duì)第一單電池10a的構(gòu)成部件進(jìn)行說(shuō)明，關(guān)于第二單電池10b的構(gòu)成部件，賦予與第一單電池10a的構(gòu)成部件對(duì)應(yīng)的符號(hào)，從而省略詳細(xì)的說(shuō)明。

[分流器]

分流器4構(gòu)成為支撐第一以及第二單電池10a、10b。分流器4具有第一室41和第二室42。另外，分流器4具有與第一室41連接的氣體供給部101及與第二室42連接的氣體排出部102。經(jīng)由氣體供給部101向第一室41供給燃料氣體。另外，第二室42內(nèi)的燃料氣體經(jīng)由氣體排出部102從分流器4排出。

分流器4具有分流器主體部43和隔板44。分流器主體部43在內(nèi)部具有空間。分流器主體部43為長(zhǎng)方體狀。分流器主體部43具有上板431、底板432、第一側(cè)板433、第二側(cè)板434、第三側(cè)板435以及第四側(cè)板436。

第一～第四側(cè)板433～436從底板432的周緣部向上方延伸。第一側(cè)板433和第二側(cè)板434彼此配置在相反側(cè)。另外，第三側(cè)板435和第四側(cè)板436彼此配置在相反側(cè)。上板431配置成封堵分流器主體部43的上表面。應(yīng)予說(shuō)明，上板431、底板432、第一側(cè)板433、第二側(cè)板434、第三側(cè)板435以及第四側(cè)板436一體形成。

在分流器主體部43的上板431形成有多個(gè)第一以及第二插入孔(省略圖示)。第一單電池10a插入于第一插入孔，第二單電池10b插入于第二插入孔。應(yīng)予說(shuō)明，第一插入孔與第一室41連通，第二插入孔與第二室42連通。

各第一插入孔在分流器主體部43的長(zhǎng)度方向(z軸方向)上隔開(kāi)間隔而排列。即，各第一插入孔在第一側(cè)板433朝向的方向上彼此隔開(kāi)間隔而形成。另外，各第二插入孔也在分流器主體部43的長(zhǎng)度方向(z軸方向)上隔開(kāi)間隔而排列。即，各第二插入孔在第一側(cè)板433朝向的方向上彼此隔開(kāi)間隔而形成。第一插入孔和第二插入孔在分流器主體部43的寬度方向(y軸方向)上隔開(kāi)間隔而排列。

氣體供給部101形成于第一側(cè)板433。另外，氣體排出部102也形成于第一側(cè)板433。即，氣體供給部101和氣體排出部102形成于同一第一側(cè)板433。

隔板44將分流器主體部43的空間分隔為第一室41和第二室42。詳細(xì)而言，隔板44在分流器主體部43的大致中央部沿著分流器主體部43的長(zhǎng)度方向延伸。隔板44優(yōu)選將分流器主體部43的空間完全分隔開(kāi)，但是，也可以在隔板44與分流器主體部43之間形成間隙。

[第一單電池]

第一單電池10a配置在分流器4的第一室41的上方。第一單電池10a插入于分流器4的第一插入孔。第二單電池10b配置在分流器4的第二室42的上方。第二單電池10b插入于分流器4的第二插入孔。

各第一單電池10a排列成主表面彼此相對(duì)。另外，各第一單電池10a沿著分流器4的長(zhǎng)度方向隔開(kāi)間隔而排列。各第二單電池10b排列成主表面相對(duì)。另外，各第二單電池10b沿著分流器4的長(zhǎng)度方向隔開(kāi)間隔而排列。第一單電池10a的列和第二單電池10b的列實(shí)質(zhì)上平行配置。第一單電池10a和第二單電池10b配置成側(cè)面相對(duì)。

如圖2所示，第一單電池10a具有第一支撐基板5a和多個(gè)第一發(fā)電元件部2a。各第一發(fā)電元件部2a可以僅被支撐在第一支撐基板5a的一個(gè)主表面503a，也可以被支撐在第一支撐基板5a的兩個(gè)主表面503a。應(yīng)予說(shuō)明，本實(shí)施方式中，各第一發(fā)電元件部2a被支撐在第一支撐基板5a的兩個(gè)主表面503a。各第一發(fā)電元件部2a通過(guò)第一電連接部9a(參照?qǐng)D3)彼此電連接。

[第一支撐基板]

第一支撐基板5a具有第一基板主體部51a、第一致密層52a以及多個(gè)第一氣體流路53a。另外，第一支撐基板5a具有近端部501a和遠(yuǎn)端部502a。近端部501a及遠(yuǎn)端部502a為第一支撐基板5a的長(zhǎng)度方向(x軸方向)上的兩端部。第一支撐基板5a的近端部501a插入于分流器4的第一插入孔。

第一支撐基板5a具有2個(gè)主表面503a和2個(gè)側(cè)面504a。各主表面503a支撐各第一發(fā)電元件部2a。各主表面503a朝向第一支撐基板5a的厚度方向(z軸方向)。各側(cè)面504a朝向第一支撐基板5a的寬度方向(y軸方向)。各側(cè)面504a可以彎曲。如圖1所示，各第一支撐基板5a隔開(kāi)間隔并配置成主表面503a彼此相對(duì)。各第一支撐基板5a在第一側(cè)板433朝向的方向(z軸方向)上彼此隔開(kāi)間隔而配置。

如圖2所示，第一基板主體部51a支撐第一發(fā)電元件部2a。第一基板主體部51a由不具有電子傳導(dǎo)性的多孔質(zhì)材料構(gòu)成。第一基板主體部51a由例如CSZ(氧化鈣穩(wěn)定氧化鋯)構(gòu)成?；蛘撸谝换逯黧w部51a可以由NiO(氧化鎳)和YSZ(8YSZ)(三氧化二釔穩(wěn)定氧化鋯)構(gòu)成，也可以由NiO(氧化鎳)和Y₂O₃(三氧化二釔)構(gòu)成，還可以由MgO(氧化鎂)和MgAl₂O₄(鎂鋁尖晶石)構(gòu)成。第一基板主體部51a的氣孔率例如為20～60％左右。通過(guò)例如阿基米德法或者觀察微結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)定該氣孔率。

第一致密層52a覆蓋第一基板主體部51a。第一致密層52a只要能夠抑制在第一氣體流路53a中流動(dòng)的燃料氣體通過(guò)第一基板主體部51a流向第二氣體流路53b即可，無(wú)需覆蓋第一基板主體部51a的整個(gè)表面。本實(shí)施方式中，第一致密層52a覆蓋第一基板主體部51a的各主表面以及各側(cè)面。即，第一致密層52a構(gòu)成第一支撐基板5a的各主表面503a，并且，構(gòu)成第一支撐基板5a的各側(cè)面504a。應(yīng)予說(shuō)明，本實(shí)施方式中，第一致密層52a由后述的第一電解質(zhì)7a和第一互連器91a構(gòu)成。第一致密層52a比第一基板主體部51a致密。例如第一致密層52a的氣孔率為0～7％左右。

第一氣體流路53a從第一支撐基板5a的近端部501a延伸至遠(yuǎn)端部502a。第一氣體流路53a沿著第一支撐基板5a的長(zhǎng)度方向(x軸方向)延伸。另外，第一氣體流路53a在第一基板主體部51a內(nèi)貫穿并延伸。第一氣體流路53a的近端部531a與第一室41連通。另外，第一氣體流路53a的遠(yuǎn)端部532a與后述的連通部件3的流路30連通。

[第一發(fā)電元件部]

如圖3所示，第一發(fā)電元件部2a具有第一燃料極6a、第一電解質(zhì)7a以及第一空氣極8a。另外，第一發(fā)電元件部2a還具有第一防止反應(yīng)膜11a。第一燃料極6a是由具有電子傳導(dǎo)性的多孔質(zhì)材料形成的燒成體。第一燃料極6a具有第一燃料極集電部61a和燃料極活性部62a。

第一燃料極集電部61a配置在凹部513a內(nèi)。凹部513a形成于第一基板主體部51a的兩面。詳細(xì)而言，第一燃料極集電部61a填充在凹部513a內(nèi)，具有與凹部513a同樣的外形。各第一燃料極集電部61a具有凹部611a及凹部612a。燃料極活性部62a配置在凹部611a內(nèi)。詳細(xì)而言，燃料極活性部62a填充在凹部611a內(nèi)。

第一燃料極集電部61a可以由例如NiO(氧化鎳)和YSZ(8YSZ)(三氧化二釔穩(wěn)定氧化鋯)構(gòu)成。或者，第一燃料極集電部61a可以由NiO(氧化鎳)和Y₂O₃(三氧化二釔)構(gòu)成，也可以由NiO(氧化鎳)和CSZ(氧化鈣穩(wěn)定氧化鋯)構(gòu)成。第一燃料極集電部61a的厚度以及凹部513a的深度為50～500μm左右。

燃料極活性部62a可以由例如NiO(氧化鎳)和YSZ(8YSZ)(三氧化二釔穩(wěn)定氧化鋯)構(gòu)成?；蛘?，燃料極活性部62a可以由NiO(氧化鎳)和GDC(釓摻雜氧化鈰)構(gòu)成。燃料極活性部62a的厚度為5～30μm。

第一電解質(zhì)7a配置成覆蓋在第一燃料極6a上。詳細(xì)而言，第一電解質(zhì)7a在長(zhǎng)度方向上從一個(gè)第一互連器91a延伸至另一個(gè)第一互連器91a。即，在長(zhǎng)度方向上，第一電解質(zhì)7a和第一互連器91a交替配置。另外，第一電解質(zhì)7a覆蓋第一基板主體部51a的各主表面以及各側(cè)面。

第一電解質(zhì)7a比第一基板主體部51a致密。例如第一電解質(zhì)7a的氣孔率為0～7％左右。第一電解質(zhì)7a是由具有離子傳導(dǎo)性且不具有電子傳導(dǎo)性的致密材料形成的燒成體。第一電解質(zhì)7a可以由例如YSZ(8YSZ)(三氧化二釔穩(wěn)定氧化鋯)構(gòu)成?；蛘?，可以由LSGM(鎵酸鑭)構(gòu)成。第一電解質(zhì)7a的厚度例如為3～50μm左右。

第一防止反應(yīng)膜11a是由致密材料形成的燒成體，俯視觀察時(shí)，為與燃料極活性部62a大致相同的形狀。第一防止反應(yīng)膜11a隔著第一電解質(zhì)7a配置在與燃料極活性部62a對(duì)應(yīng)的位置。設(shè)置第一防止反應(yīng)膜11a，以便抑制第一電解質(zhì)7a內(nèi)的YSZ與第一空氣極8a內(nèi)的Sr發(fā)生反應(yīng)而在第一電解質(zhì)7a與第一空氣極8a的界面形成電阻較大的反應(yīng)層的現(xiàn)象的發(fā)生。第一防止反應(yīng)膜11a可以由例如GDC＝(Ce，Gd)O₂(釓摻雜氧化鈰)構(gòu)成。第一防止反應(yīng)膜11a的厚度例如為3～50μm左右。

第一空氣極8a配置在第一防止反應(yīng)膜11a上。第一空氣極8a是由具有電子傳導(dǎo)性的多孔質(zhì)材料形成的燒成體。第一空氣極8a可以由例如LSCF＝(La，Sr)(Co，F(xiàn)e)O₃(鑭鍶鈷鐵酸鹽)構(gòu)成?；蛘?，可以由LSF＝(La，Sr)FeO₃(鑭鍶鐵酸鹽)、LNF＝La(Ni，F(xiàn)e)O₃(鑭鎳鐵酸鹽)、LSC＝(La，Sr)CoO₃(鑭鍶鈷酸鹽)等構(gòu)成。另外，第一空氣極8a可以由包含LSCF的第一層(內(nèi)側(cè)層)和包含LSC的第二層(外側(cè)層)這2層構(gòu)成。第一空氣極8a的厚度例如為10～100μm。

第一電連接部9a構(gòu)成為將相鄰的第一發(fā)電元件部2a電連接。第一電連接部9a具有第一互連器91a及第一空氣極集電膜92a。第一互連器91a配置在凹部612a內(nèi)。詳細(xì)而言，第一互連器91a埋設(shè)(填充)在凹部612a內(nèi)。第一互連器91a是由具有電子傳導(dǎo)性的致密材料形成的燒成體。第一互連器91a比第一基板主體部51a致密。例如第一互連器91a的氣孔率為0～7％左右。第一互連器91a可以由例如LaCrO₃(鉻酸鑭)構(gòu)成。或者，可以由(Sr，La)TiO₃(鈦酸鍶)構(gòu)成。第一互連器91a的厚度例如為10～100μm。

第一空氣極集電膜92a配置成在相鄰的第一發(fā)電元件部2a的第一互連器91a與第一空氣極8a之間延伸。例如配置第一空氣極集電膜92a，以使圖3的配置在左側(cè)的第一發(fā)電元件部2a的第一空氣極8a與圖3的配置在右側(cè)的第一發(fā)電元件部2a的第一互連器91a電連接。第一空氣極集電膜92a是由具有電子傳導(dǎo)性的多孔質(zhì)材料形成的燒成體。

第一空氣極集電膜92a可以由例如LSCF＝(La，Sr)(Co，F(xiàn)e)O₃(鑭鍶鈷鐵酸鹽)構(gòu)成。或者，可以由LSC＝(La，Sr)CoO₃(鑭鍶鈷酸鹽)構(gòu)成?；蛘撸梢杂葾g(銀)、Ag－Pd(銀鈀合金)構(gòu)成。第一空氣極集電膜92a的厚度例如為50～500μm左右。

[第二單電池]

如圖4及圖5所示，第二單電池10b具有第二支撐基板5b和第二發(fā)電元件部2b。如圖1所示，各第二支撐基板5b配置成主表面503b彼此相對(duì)。各第二支撐基板5b在第一側(cè)板433朝向的方向(z軸方向)上彼此隔開(kāi)間隔而配置。

如圖4及圖5所示，第二支撐基板5b具有第二基板主體部51b、第二致密層52b以及第二氣體流路53b。另外，第二支撐基板5b具有近端部501b和遠(yuǎn)端部502b。第二支撐基板5b的近端部501b插入于分流器4的第二插入孔。第二基板主體部51b支撐多個(gè)第二發(fā)電元件部2b。第二致密層52b覆蓋第二基板主體部51b。第二氣體流路53b從第二支撐基板5b的近端部501b延伸至遠(yuǎn)端部502b。

第二發(fā)電元件部2b具有第二燃料極6b、第二電解質(zhì)7b以及第二空氣極8b。如上所述，各第二單電池10b為與第一單電池10a實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成，因此，省略詳細(xì)的說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，可以使第二發(fā)電元件部2b與燃料氣體接觸的面積大于第一發(fā)電元件部2a與燃料氣體接觸的面積。即，可以使第二燃料極6b的面積大于第一燃料極6a的面積。另外，可以使第二空氣極8b的面積大于第一空氣極8a的面積。當(dāng)然，第二燃料極6b的面積可以與第一燃料極6a的面積相同，也可以使其小于第一燃料極6a的面積。另外，第二空氣極8b的面積可以與第一空氣極8a的面積相同，也可以使其小于第一空氣極8a的面積。

如圖1所示，各第一支撐基板5a隔開(kāi)間隔而配置成主表面503a彼此相對(duì)。另外，各第二支撐基板5b隔開(kāi)間隔而配置成主表面503b彼此相對(duì)。第一支撐基板5a和第二支撐基板5b在寬度方向(y軸方向)上并列配置。以第一支撐基板5a的側(cè)面504a和第二支撐基板5b的側(cè)面504b相對(duì)的方式配置第一以及第二支撐基板5a、5b。第一支撐基板5a與第二支撐基板5b之間形成間隙。例如可以使該間隙為0.5～10mm左右。

[連通部件]

如圖6所示，連通部件3在第一支撐基板5a的遠(yuǎn)端部502a與第二支撐基板5b的遠(yuǎn)端部502b之間延伸。并且，連通部件3具有使第一氣體流路53a和第二氣體流路53b連通的流路30。詳細(xì)而言，流路30將各第一氣體流路53a的遠(yuǎn)端部532a和各第二氣體流路53b的遠(yuǎn)端部532b連通。流路30由從各第一氣體流路延伸至各第二氣體流路的空間構(gòu)成。連通部件3優(yōu)選接合于第一支撐基板5a和第二支撐基板5b。

連通部件3為多孔質(zhì)。另外，連通部件3具有構(gòu)成其外側(cè)面的第三致密層31。比連通部件3的主體致密地形成第三致密層31。例如第三致密層31的氣孔率為0～7％左右。該第三致密層31可以由與連通部件相同的材料、電解質(zhì)材料或結(jié)晶玻璃等形成。

[發(fā)電方法]

如上所述構(gòu)成的燃料電池堆100中，向分流器4的第一室41供給氫氣等燃料氣體，并且，使第一以及第二單電池10a、10b暴露在空氣等包含氧的氣體中。詳細(xì)而言，向相鄰的第一單電池10a之間及相鄰的第二單電池10b之間供給空氣。于是，在第一空氣極8a及第二空氣極8b發(fā)生下述(1)式所示的化學(xué)反應(yīng)，在第一燃料極6a及第二燃料極6b發(fā)生下述(2)式所示的化學(xué)反應(yīng)，電流流動(dòng)。

(1/2)·O₂+2e^－→O₂^－ …(1)

H₂+O₂^－→H₂O+2e^－ …(2)

詳細(xì)而言，供給到第一室41的燃料氣體在各第一單電池10a的第一氣體流路53a內(nèi)流動(dòng)，在各第一發(fā)電元件部2a的第一燃料極6a發(fā)生上述(2)式所示的化學(xué)反應(yīng)。各第一燃料極6a中未反應(yīng)的燃料氣體離開(kāi)第一氣體流路53a經(jīng)由連通部件3的流路30向第二氣體流路53b供給。并且，向第二氣體流路53b供給的燃料氣體在第二單電池10b的第二燃料極6b發(fā)生上述(2)式所示的化學(xué)反應(yīng)。第二燃料極6b中未反應(yīng)的燃料氣體回收到分流器4的第二室42。

[變形例]

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施方式，只要不脫離本發(fā)明的主旨就可以進(jìn)行各種變更。

變形例1

例如上述實(shí)施方式中，向第一室41供給燃料氣體，從第二室42排出燃料氣體，但是，燃料氣體的流動(dòng)并不特別限定于此。例如可以向第二室42供給燃料氣體，從第一室41排出燃料氣體。即，可以使燃料氣體順次流過(guò)第二氣體流路、連通部件3、第一氣體流路。

變形例2

上述實(shí)施方式中，第一支撐基板5a具有多個(gè)第一氣體流路53a，但是，第一氣體流路53a的數(shù)量可以為1個(gè)。應(yīng)予說(shuō)明，這種情況下，第一氣體流路53a優(yōu)選為扁平狀。

變形例3

上述實(shí)施方式中，第一單電池10a及第二單電池10b在分流器4的長(zhǎng)度方向(z軸方向)上排列，但是，也可以在分流器4的寬度方向(y軸方向)上排列。

變形例4

上述實(shí)施方式中，連通部件3為多孔質(zhì)，但是，連通部件3也可以由金屬構(gòu)成。具體而言，連通部件3可以由Fe－Cr合金、Ni基合金或MgO系陶瓷材料(可以與支撐基板材料相同)等構(gòu)成。

變形例5

上述實(shí)施方式中，連通部件3的流路30由空間構(gòu)成，但是，連通部件3的流路30的構(gòu)成不限定于此。例如圖7所示，連通部件3的流路30可以由形成在連通部件3內(nèi)的多個(gè)氣孔構(gòu)成。

變形例6

上述實(shí)施方式中，第一支撐基板5a的側(cè)面504a和第二支撐基板5b的側(cè)面504b彼此隔開(kāi)間隔而配置，但是不限定于此。例如圖8及圖9所示，第一支撐基板5a的側(cè)面504a與第二支撐基板5b的側(cè)面504b之間可以被封堵。例如第一支撐基板5a和第二支撐基板5b可以配置成在寬度方向(y軸方向)上彼此接觸。即，第一支撐基板5a的側(cè)面504a和第二支撐基板5b的側(cè)面504b彼此接觸。

這種情況下，第一插入孔和第二插入孔可以彼此連接。即，可以由第一插入孔和第二插入孔構(gòu)成1個(gè)插入孔。第一單電池10a插入于插入孔，第一單電池10a的下端面暴露在第一室41中。第二單電池10b插入于插入孔，第二單電池10b的下端面暴露在第二室42中。應(yīng)予說(shuō)明，各插入孔可以在第一室41與第二室42之間延伸，也可以分別形成于第一室41和第二室42。

變形例7

變形例6中，第一支撐基板5a的側(cè)面504a和第二支撐基板5b的側(cè)面504b接觸，但是，例如圖10所示，第一支撐基板5a和第二支撐基板5b可以在寬度方向(y軸方向)上彼此隔開(kāi)間隔而配置。并且，可以在第一支撐基板5a與第二支撐基板5b之間配置填充部件54?？梢酝ㄟ^(guò)該填充部件54封堵第一支撐基板5a與第二支撐基板5b之間。

應(yīng)予說(shuō)明，變形例6、7中，各第一支撐基板5a與各第二支撐基板5b之間全部被封堵，但是，也可以是一部分的第一支撐基板5a與第二支撐基板5b之間沒(méi)有被封鎖。

變形例8

上述實(shí)施方式中，分流器4的氣體供給部101和氣體排出部102形成于同一第一側(cè)板433，但是并不特別限定于此。例如圖11所示，可以氣體供給部101形成于第一側(cè)板433，氣體排出部形成于第二側(cè)板434。

變形例9

上述實(shí)施方式中，分流器4由1個(gè)分流器主體部43構(gòu)成，但是，分流器4的構(gòu)成不限定于此。例如圖12所示，分流器4可以具有第一分流器主體部43a和第二分流器主體部43b。第一分流器主體部43a具有第一室41，第二分流器主體部43b具有第二室42。

符號(hào)說(shuō)明

2a：第一發(fā)電元件部

6a：第一燃料極

7a：第一電解質(zhì)

8a：第一空氣極

2b：第二發(fā)電元件部

6b：第二燃料極

7b：第二電解質(zhì)

8b：第二空氣極

3：連通部件

30：流路

31：第三致密層

5a：第一支撐基板

51a：第一基板主體部

52a：第一致密層

53a：第一氣體流路

531a：近端部

532a：遠(yuǎn)端部

501a：近端部

502a：遠(yuǎn)端部

504a：側(cè)面

5b：第二支撐基板

51b：第二基板主體部

52b：第二致密層

53b：第二氣體流路

532b：遠(yuǎn)端部

501b：近端部

502b：遠(yuǎn)端部

504b：側(cè)面

100：燃料電池堆