JP2017010843A - Cell stack, module and module housing device - Google Patents

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剛史 小材
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell stack which prevents power generation output from being reduced by oxidation of a conductive member, a module and a module housing device.SOLUTION: A cell stack 18 comprises a plurality of cells 1 having a length direction and a conductive member 9 which is disposed between the plurality of cells 1 and extends in the length direction of the cells 1. The conductive member 9 includes: a plurality of conductive pieces 9a and 9b which are connected to the cell 1 via a conductive junction material 13; and coupling parts 9c and 9d which couple one-side ends of the plurality of conductive pieces 9a and 9b with each other and extend in the length direction. In the conductive member 9, a first projection 9A is provided in the conductive pieces 9a and 9b or the coupling parts 9c and 9d in a distal end in the length direction, a second projection 9B extending towards the cell 1 is provided in the conductive pieces 9a and 9b or the coupling parts 9c and 9d in any portion other than the distal end in the length direction, and the first projection 9A is longer than the second projection 9B.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、セルスタック、モジュールおよびモジュール収容装置に関する。   The present invention relates to a cell stack, a module, and a module housing device.

近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス（水素含有ガス）と酸素含有ガス（空気）とを用いて電力を得ることができるセルの１種である燃料電池セルが複数配列されてなるセルスタックを収納容器内に収納してなるモジュールや、モジュールを外装ケース内に収納してなるモジュール収容装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。   In recent years, as a next-generation energy, a cell stack in which a plurality of fuel cells, which are one type of cells capable of obtaining electric power using fuel gas (hydrogen-containing gas) and oxygen-containing gas (air), is stored. Various modules that are housed in containers and module housing devices that house modules in an outer case have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

このセルスタックにおいては、例えば、複数のセル間に導電部材が配置されることによって、セル同士が電気的に直列に接続されていた。   In this cell stack, for example, cells are electrically connected in series by disposing a conductive member between a plurality of cells.

特開２０１４−１４９９４２号公報JP 2014-149942 A

しかしながら、セルスタックの製造時又は使用時に、導電部材とセルとの接続信頼性が低下しやすく、また、導電部材が酸化することによって導電部材の導電性が低下してセルスタックの発電出力が低下する問題があった。   However, when the cell stack is manufactured or used, the connection reliability between the conductive member and the cell is likely to be reduced, and the conductive member is oxidized to reduce the conductivity of the conductive member, thereby reducing the power generation output of the cell stack. There was a problem to do.

それゆえ、本発明は、導電部材とセルとの接続信頼性の低下を抑制し、導電部材の酸化による発電出力の低下を抑制させたセルスタック、それを備えるモジュールおよびモジュール収容装置を提供することにある。   Therefore, the present invention provides a cell stack that suppresses a decrease in connection reliability between a conductive member and a cell and suppresses a decrease in power generation output due to oxidation of the conductive member, a module including the cell stack, and a module housing device. It is in.

本発明のセルスタックは、長さ方向を有する複数のセルと、該複数のセル間に配置され、前記セルの前記長さ方向に沿って延びている導電部材と、を備えるセルスタックであって、前記導電部材は、前記セルに導電性接合材を介して接続される複数の導電片と、該複数の導電片の一端同士を連結しており前記長さ方向に延びている連結部とを有しており、前記導電部材は、前記長さ方向の先端における前記導電片または前記連結部に、第１凸部が設けられており、前記長さ方向の先端以外における前記導電片または前記連結部に、前記セルに向かって延びる第２凸部が設けられており、前記第１凸部は、前記第２凸部より長いことを特徴とする。   The cell stack of the present invention is a cell stack comprising a plurality of cells having a length direction, and a conductive member disposed between the plurality of cells and extending along the length direction of the cells. The conductive member includes a plurality of conductive pieces connected to the cell via a conductive bonding material, and a connecting portion that connects one ends of the plurality of conductive pieces and extends in the length direction. The conductive member is provided with a first convex portion on the conductive piece or the connecting portion at the tip in the length direction, and the conductive piece or the connection other than the tip in the length direction. The part is provided with a second convex part extending toward the cell, and the first convex part is longer than the second convex part.

本発明のセルスタックは、幅方向を有する複数のセルと、該複数のセル間に配置され、前記セルの前記幅方向に沿って延びている導電部材と、を備えるセルスタックであって、前記導電部材は、前記セルに導電性接合材を介して接続される複数の導電片と、該複数の導電片の一端同士を連結しており前記幅方向に延びている連結部とを有しており、前記導電部材は、前記幅方向の先端における前記導電片または前記連結部に、第１凸部が設けられており、前記幅方向の先端以外における前記導電片または前記連結部に、前記セルに向かって延びる第２凸部が設けられており、前記第１凸部は、前記第２凸部より長いことを特徴とする。   The cell stack of the present invention is a cell stack comprising a plurality of cells having a width direction, and a conductive member disposed between the plurality of cells and extending along the width direction of the cells, The conductive member includes a plurality of conductive pieces connected to the cell via a conductive bonding material, and a connecting portion that connects one ends of the plurality of conductive pieces and extends in the width direction. And the conductive member is provided with a first convex portion at the conductive piece or the connecting portion at the tip in the width direction, and the cell at the conductive piece or the connecting portion other than the tip in the width direction. The 2nd convex part extended toward is provided, and the 1st convex part is longer than the 2nd convex part, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明のモジュールは、収納容器内に、上記のセルスタックを収納してなることを特徴とする。   The module of the present invention is characterized in that the cell stack is stored in a storage container.

さらに、本発明のモジュール収容装置は、外装ケース内に、上記のモジュールと、該モジュールの運転を行なうための補機とを収納してなることを特徴とする。   Furthermore, the module housing apparatus of the present invention is characterized in that the above-mentioned module and an auxiliary machine for operating the module are housed in an outer case.

本発明のセルスタックは、導電部材とセルとの接続信頼性の低下を抑制し、かつ導電部材の酸化による発電出力の低下を抑制させることができる。   The cell stack of the present invention can suppress a decrease in connection reliability between the conductive member and the cell, and can suppress a decrease in power generation output due to oxidation of the conductive member.

また、本発明のモジュールは、導電部材とセルとの接続信頼性の低下を抑制し、かつ発電出力の低下を抑制したモジュールとすることができる。   Moreover, the module of this invention can be made into the module which suppressed the fall of the connection reliability of an electroconductive member and a cell, and suppressed the fall of the power generation output.

さらに、本発明のモジュール収容装置は、導電部材とセルとの接続信頼性の低下を抑制し、かつ発電出力の低下を抑制したモジュール収容装置とすることができる。   Furthermore, the module housing apparatus of the present invention can be a module housing apparatus that suppresses a decrease in connection reliability between the conductive member and the cell and suppresses a decrease in power generation output.

セルの実施形態の一例を示すもので、（ａ）は横断面図、（ｂ）は側面図である。An example of embodiment of a cell is shown, (a) is a cross-sectional view, (b) is a side view. 本発明の一実施形態であるセルスタックを有するセルスタック装置を示す図で、（ａ）はセルスタック装置を概略的に示す側面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the cell stack apparatus which has a cell stack which is one Embodiment of this invention, (a) is a side view which shows a cell stack apparatus schematically, (b) expands and shows a part of (a). It is a top view. 図２に示す導電部材を抜粋して示す斜視図である。It is a perspective view which extracts and shows the electrically-conductive member shown in FIG. セルと導電部材との接合状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the joining state of a cell and an electrically-conductive member. （ａ）は図３に示す導電部材の破線部Ａの拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。(A) is the enlarged view of the broken-line part A of the electrically-conductive member shown in FIG. 3, (b) is the sectional view on the AA line of (a), (c) is the sectional view on the BB line of (a). is there. 本発明の他の実施形態のセルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cell of other embodiment of this invention. 図６で示すセルの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the cell shown in FIG. 図６で示すセルと導電部材との接合状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the joining state of the cell and electrically conductive member which are shown in FIG. 図８で示す導電部材の斜視図である。It is a perspective view of the electrically-conductive member shown in FIG. （ａ）は図９で示す導電部材の破線部Ａの拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。(A) is an enlarged view of a broken line portion A of the conductive member shown in FIG. 9, (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a), and (c) is a cross-sectional view taken along line BB in (a). is there. 図２に示すセルスタック装置を収納容器に収納してなるモジュールを分解して示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which decomposes | disassembles and shows the module formed by accommodating the cell stack apparatus shown in FIG. 2 in a storage container. 図１１に示すモジュールを外装ケースに収納してなるモジュール収容装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the module accommodating apparatus formed by accommodating the module shown in FIG. 11 in an exterior case.

図１〜１２を用いて、セル、セルスタック、モジュールおよびモジュール収容装置について説明する。   A cell, a cell stack, a module, and a module housing device will be described with reference to FIGS.

（セル）
以下において、セルとして固体酸化物形の燃料電池セルの例を用いて説明する。 (cell)
Hereinafter, an example of a solid oxide fuel cell as a cell will be described.

図１は、セルの実施形態の一例を示すもので、（ａ）は横断面図、（ｂ）は側面図である。なお、両図面において、セル１の各構成の一部を拡大して示している。   FIG. 1 shows an example of an embodiment of a cell, where (a) is a cross-sectional view and (b) is a side view. In both drawings, a part of each component of the cell 1 is shown in an enlarged manner.

図１に示す例において、セル１は中空平板型で、細長い板状である。図１（ｂ）に示すように、セル１の全体を正面から見た形状は、例えば、長さ方向Ｌの辺の長さが５〜５０ｃｍで、この長さ方向に直交する幅方向Ｗの長さが１〜１０ｃｍの長方形である。このセル１の全体の厚さは１〜５ｍｍである。   In the example shown in FIG. 1, the cell 1 is a hollow plate type and has an elongated plate shape. As shown in FIG.1 (b), the shape which looked at the whole cell 1 from the front is 5-50 cm in the length of the side of the length direction L, for example, and the width direction W orthogonal to this length direction is It is a rectangle with a length of 1 to 10 cm. The total thickness of the cell 1 is 1 to 5 mm.

図１に示すように、セル１は、一対の対向する平坦面ｎ１、ｎ２をもつ柱状の導電性支持基板２（以下、支持基板２と略す場合がある）の一方の平坦面ｎ１上に内側電極３、固体電解質層４及び外側電極５を順次積層してなる柱状（中空平板状等）からなる。   As shown in FIG. 1, the cell 1 has an inner surface on one flat surface n1 of a columnar conductive support substrate 2 (hereinafter sometimes abbreviated as support substrate 2) having a pair of opposed flat surfaces n1 and n2. The electrode 3, the solid electrolyte layer 4, and the outer electrode 5 are sequentially stacked to form a columnar shape (hollow plate shape or the like).

図１に示す例においては、内側電極３を燃料極とし、外側電極５を空気極として説明する。   In the example shown in FIG. 1, the inner electrode 3 is described as a fuel electrode, and the outer electrode 5 is described as an air electrode.

また、図１に示す例においては、セル１の他方の平坦面ｎ２上にはインターコネクタ６が設けられている。   In the example shown in FIG. 1, an interconnector 6 is provided on the other flat surface n <b> 2 of the cell 1.

以下、セル１を構成する各構成部材について説明する。   Hereinafter, each structural member which comprises the cell 1 is demonstrated.

支持基板２は、ガスが流れるガス流路２ａが内部に設けられており、図１においては６つのガス流路２ａが設けられた例を示している。支持基板２としては、燃料ガスを燃料極３まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ６を介して集電するために導電性であることが要求される。支持基板２は、例えば、鉄族金属成分と無機酸化物からなる。例えば、鉄族金属成分はＮｉおよび／またはＮｉＯであって、無機酸化物は特定の希土類元素酸化物である。   The support substrate 2 is provided with a gas flow path 2a through which gas flows, and FIG. 1 shows an example in which six gas flow paths 2a are provided. The support substrate 2 is required to be gas permeable in order to allow the fuel gas to pass to the fuel electrode 3 and further to be conductive in order to collect current through the interconnector 6. The support substrate 2 is made of, for example, an iron group metal component and an inorganic oxide. For example, the iron group metal component is Ni and / or NiO, and the inorganic oxide is a specific rare earth element oxide.

燃料極３は、一般的に公知のものを使用することができ、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素酸化物が固溶しているＺｒＯ２（安定化ジルコニアと称し、部分安定化も含むものとする）とＮｉおよび／またはＮｉＯとから形成することができる。 As the fuel electrode 3, generally known ones can be used, and porous conductive ceramics such as ZrO 2 in which a rare earth element oxide is dissolved (referred to as stabilized zirconia, including partial stabilization). And Ni and / or NiO.

固体電解質層４は、燃料極３、空気極５間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有することが必要とされ、３〜１５モル％の希土類元素酸化物が固溶したＺｒＯ２から形成される。なお、上記特性を有する限りにおいては、他の材料等を用いて形成してもよい。 The solid electrolyte layer 4 has a function as an electrolyte for bridging electrons between the fuel electrode 3 and the air electrode 5, and at the same time has a gas barrier property to prevent leakage of the fuel gas and the oxygen-containing gas. And is formed from ZrO 2 in which 3 to 15 mol% of a rare earth element oxide is dissolved. In addition, as long as it has the said characteristic, you may form using another material etc.

空気極５は、一般的に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、いわゆるＡＢＯ３型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスから形成することができる。空気極５はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が２０％以上、特に３０〜５０％の範囲にあることが好ましい。 The air electrode 5 is not particularly limited as long as it is generally used. For example, the air electrode 5 can be formed of a conductive ceramic made of a so-called ABO 3 type perovskite oxide. The air electrode 5 is required to have gas permeability, and the open porosity is preferably 20% or more, particularly preferably in the range of 30 to 50%.

インターコネクタ６は、ランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＣｒＯ３系酸化物）、もしくは、ランタンストロンチウムチタン系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＳｒＴｉＯ３系酸化物）が好適に使用される。これらの材料は、導電性を有し、かつ燃料ガス（水素含有ガス）および酸素含有ガス（空気等）と接触しても還元も酸化もされない。また、インターコネクタ６は支持基板２に形成されたガス流路２ａを流通する燃料ガス、および支持基板２の外側を流通する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していることが好ましい。 For the interconnector 6, a lanthanum chromite-based perovskite oxide (LaCrO 3 -based oxide) or a lanthanum strontium titanium-based perovskite oxide (LaSrTiO 3 -based oxide) is preferably used. These materials have conductivity and are neither reduced nor oxidized even when they come into contact with a fuel gas (hydrogen-containing gas) and an oxygen-containing gas (air or the like). Further, the interconnector 6 must be dense to prevent leakage of the fuel gas flowing through the gas flow path 2a formed in the support substrate 2 and the oxygen-containing gas flowing outside the support substrate 2, It is preferable to have a relative density of 93% or more, particularly 95% or more.

（セルスタック）
次に、上述したセルを用いた本発明の一実施形態であるセルスタックについて図２を用いて説明する。 (Cell stack)
Next, a cell stack which is an embodiment of the present invention using the above-described cells will be described with reference to FIG.

図２は、本発明の一実施形態であるセルスタックを有するセルスタック装置を示す図で、（ａ）はセルスタック装置を概略的に示す側面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す平面図である。   2A and 2B are diagrams showing a cell stack device having a cell stack according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a side view schematically showing the cell stack device, and FIG. 2B is a part of FIG. It is a top view which expands and shows.

セルスタック装置１０は、セルスタック１８と、マニホールド７とを備える。セルスタック１８は、複数個のセル１が配列されてなる。マニホールド７には、複数個のセル１の一端がシール材（不図示）にて固定されているとともに、複数個のセル１に反応ガスを供給する。   The cell stack apparatus 10 includes a cell stack 18 and a manifold 7. The cell stack 18 is formed by arranging a plurality of cells 1. One end of a plurality of cells 1 is fixed to the manifold 7 with a sealing material (not shown), and a reaction gas is supplied to the plurality of cells 1.

また、セルスタック１８は、図２（ａ）に示す例のように、隣接するセル１の間に介在する導電部材９を有している。この導電部材９は、隣接するセル１の間（より詳細には、一方のセル１の燃料極３と他方のセル１の空気極５）を電気的に直列に接続する。   Moreover, the cell stack 18 has the electrically-conductive member 9 interposed between the adjacent cells 1 like the example shown to Fig.2 (a). The conductive member 9 electrically connects in series between adjacent cells 1 (more specifically, the fuel electrode 3 of one cell 1 and the air electrode 5 of the other cell 1).

また、図２（ｂ）に示すように、セル１と導電部材９とを接合するために、導電性セラミックス等からなる導電性接合材１３が設けられている。導電性セラミックスとしては、空気極５と同様の材料を用いることができ、空気極５と同じ材料とした場合、空気極５と導電性接合材１３との接合強度が高くなるため空気極５と同じ材料であることが好ましい。具体的には、ＬａＳｒＣｏＦｅＯ３、ＬａＳｒＭｎＯ３、ＬａＳｒＣｏＯ３等を用いることができる。 As shown in FIG. 2B, a conductive bonding material 13 made of conductive ceramics or the like is provided for bonding the cell 1 and the conductive member 9. As the conductive ceramic, the same material as that of the air electrode 5 can be used. When the same material as that of the air electrode 5 is used, the bonding strength between the air electrode 5 and the conductive bonding material 13 is increased. The same material is preferred. Specifically, LaSrCoFeO 3 , LaSrMnO 3 , LaSrCoO 3 or the like can be used.

また、図２（ａ）に示す例のように、複数個のセル１の配列方向における最も外側に位置するセル１の外側に、端部導電部材８が設けられている。   Further, as in the example illustrated in FIG. 2A, the end conductive member 8 is provided outside the cell 1 positioned on the outermost side in the arrangement direction of the plurality of cells 1.

この端部導電部材８は、セルスタック１８の外側に突出する導電部を有している。導電部は、セル１の発電により生じた電気を集電して外部に引き出す機能を有する。   The end conductive member 8 has a conductive portion protruding outside the cell stack 18. The conductive portion has a function of collecting the electricity generated by the power generation of the cell 1 and extracting it to the outside.

（導電部材）
次に、導電部材９の詳細な構造について図３〜５を用いて説明する。 (Conductive member)
Next, the detailed structure of the conductive member 9 will be described with reference to FIGS.

図３は、図２に示す導電部材を抜粋して示す斜視図である。図４は、セルと導電部材との接合状態を示す縦断面図である。図５（ａ）は図３に示す導電部材の破線部Ａの拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the conductive member shown in FIG. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a joined state between the cell and the conductive member. 5A is an enlarged view of a broken line portion A of the conductive member shown in FIG. 3, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5A, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG.

図３に示す導電部材９は、隣接する一方のセル１と接合される複数の第１導電片９ａと、隣接する他方のセル１と接合される複数の第２導電片９ｂと、複数の第１導電片９ａおよび複数の第２導電片９ｂの一端同士を連結する第１連結部９ｃと、複数の第１導電片９ａおよび複数の第２導電片９ｂの他端同士を連結する第２連結部９ｄとを一組のユニットとし、これらのユニットの複数組が、セル１の長手方向に導電性連結片９ｅにより連結されて構成されている。   3 includes a plurality of first conductive pieces 9a joined to one adjacent cell 1, a plurality of second conductive pieces 9b joined to the other adjacent cell 1, and a plurality of first conductive pieces 9a. A first connection portion 9c that connects one ends of the first conductive piece 9a and the plurality of second conductive pieces 9b, and a second connection that connects the other ends of the plurality of first conductive pieces 9a and the plurality of second conductive pieces 9b. The unit 9d is a set of units, and a plurality of sets of these units are connected in the longitudinal direction of the cell 1 by a conductive connecting piece 9e.

セル１において、上述したように、固体電解質層４を介して燃料極３と、空気極５とが対向する部位が発電する部位となる。それゆえ、セル１の発電部で発電された電流を効率よく集電するにあたり、導電部材９のセル１の長手方向に沿った長さは、セル１における空気極５の長手方向における長さと同じか、それ以上であることが好ましい。   In the cell 1, as described above, a portion where the fuel electrode 3 and the air electrode 5 face each other via the solid electrolyte layer 4 is a portion that generates power. Therefore, in order to efficiently collect the current generated by the power generation unit of the cell 1, the length of the conductive member 9 along the longitudinal direction of the cell 1 is the same as the length of the air electrode 5 in the longitudinal direction of the cell 1. Or more.

導電部材９は、耐熱性および導電性を有する必要があり、例えば合金または導電性セラミックスやサーメット等により作製することができる。特には、導電部材９は、高温の酸化雰囲気に曝されることから４〜３０％の割合でＣｒを含有する合金から作製することができ、Ｆｅ−Ｃｒの合金やＮｉ−Ｃｒの合金等により作製できる。   The conductive member 9 needs to have heat resistance and conductivity, and can be made of, for example, an alloy, conductive ceramics, cermet, or the like. In particular, since the conductive member 9 is exposed to a high-temperature oxidizing atmosphere, it can be manufactured from an alloy containing Cr at a rate of 4 to 30%, such as an Fe—Cr alloy or an Ni—Cr alloy. Can be made.

導電部材９を、Ｃｒを含有する合金で作製する場合には、合金に含まれるＣｒがセル１に拡散することを低減するために、Ｃｒ拡散抑制層（図示せず）を設けてもよい。Ｃｒ拡散抑制層としては、Ｚｎの酸化物、あるいはＬａおよびＳｒを含有するペロブスカイト型
酸化物を用いることができる。 When the conductive member 9 is made of an alloy containing Cr, a Cr diffusion suppression layer (not shown) may be provided in order to reduce the diffusion of Cr contained in the alloy into the cell 1. As the Cr diffusion suppressing layer, a Zn oxide or a perovskite oxide containing La and Sr can be used.

ところで、セルスタック１８の製造時又は使用時に、導電部材９と導電性接合材１３との熱膨張差によって剥離が生じ導電部材９とセル１との接続信頼性が低下する問題があった。そこで、導電部材９において、セル１に導電性接合材１３を介して接続される複数の導電片９ａ、９ｂに、セル１に向かって延びる第２凸部９Ｂが設けられている。これにより第２凸部９Ｂが導電性接合材１３中に埋設されることとなり、アンカー効果により、導電部材９と導電性接合材１３との接合強度を向上させることができる。従って、導電部材９とセル１との接続信頼性の低下を抑制することができる。   By the way, when the cell stack 18 is manufactured or used, there is a problem that separation occurs due to a difference in thermal expansion between the conductive member 9 and the conductive bonding material 13 and connection reliability between the conductive member 9 and the cell 1 is lowered. Therefore, in the conductive member 9, a plurality of conductive pieces 9 a and 9 b connected to the cell 1 via the conductive bonding material 13 are provided with second convex portions 9 </ b> B extending toward the cell 1. Thereby, the 2nd convex part 9B will be embed | buried in the electroconductive joining material 13, and the joint strength of the electroconductive member 9 and the electroconductive joining material 13 can be improved according to an anchor effect. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in connection reliability between the conductive member 9 and the cell 1.

また、導電部材９に凸部が設けられている場合には、セルスタックの製造時又は使用時に、凸部が他の部分よりも優先して酸化しやすくなる。ここで、上記複数の導電片９ａ、９ｂは導電性接合材１３を介してセル１に接続されるので、セル１で発電した電流が多く流れるため、特には長さ方向の先端以外における導電片９ａ、９ｂに第２凸部９Ｂが設けられている場合に、これらの第２凸部が酸化すると、当該第２凸部９Ｂ周辺の電気抵抗が高くなり、セルスタック１８の発電出力が低下する問題があった。   Further, when the conductive member 9 is provided with a convex portion, the convex portion is more likely to be oxidized in preference to the other portions when the cell stack is manufactured or used. Here, since the plurality of conductive pieces 9a and 9b are connected to the cell 1 via the conductive bonding material 13, a large amount of current generated in the cell 1 flows. When the second protrusions 9B are provided on 9a and 9b, if these second protrusions are oxidized, the electrical resistance around the second protrusions 9B increases, and the power generation output of the cell stack 18 decreases. There was a problem.

それゆえ、図４、５に示すように、導電部材９は、長さ方向の先端における導電片９ａ、９ｂまたは連結部９ｃ、９ｄに、第１凸部９Ａが設けられており、第１凸部９Ａは、長さ方向の先端以外における導電片９ａ、９ｂまたは連結部９ｃ、９ｄに設けられた第２凸部９Ｂより長くなっている。なお、図４、５に示す導電部材９においては、連結部９ｃ、９ｄが、長さ方向において複数の導電片９ａ、９ｂよりも端部側に延出する延出部９ｆを有しており、導電部材９の延出部９ｆに、第１凸部９Ａが設けられており、長さ方向における先端以外の導電片導電片９ａ、９ｂに第２凸部９Ｂが設けられている例を示している。なお、長さ方向の先端における導電片９ａ、９ｂまたは連結部９ｃ、９ｄに第１凸部９Ａが設けられていればよく、連結部９ｃ、９ｄは延出部９ｆを有していなくてもよい。   Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, the conductive member 9 is provided with the first convex portion 9 </ b> A on the conductive pieces 9 a and 9 b or the connecting portions 9 c and 9 d at the tip in the length direction. The portion 9A is longer than the second convex portion 9B provided on the conductive pieces 9a and 9b or the connecting portions 9c and 9d other than the tip in the length direction. In addition, in the conductive member 9 shown in FIGS. 4 and 5, the connecting portions 9 c and 9 d have an extending portion 9 f that extends to the end side from the plurality of conductive pieces 9 a and 9 b in the length direction. An example is shown in which the first convex portion 9A is provided on the extending portion 9f of the conductive member 9, and the second convex portion 9B is provided on the conductive piece conductive pieces 9a, 9b other than the tip in the length direction. ing. The first protrusions 9A may be provided on the conductive pieces 9a, 9b or the connecting portions 9c, 9d at the distal ends in the length direction, and the connecting portions 9c, 9d may not have the extending portions 9f. Good.

この構成により、第２凸部９Ｂよりも優先的に第１凸部９Ａで酸化の進行が早くなる。従って、延出部９ｆにおける第１凸部９Ａで酸化が選択集中して進行するため、第２凸部９Ｂが設けられた導電片９ａ、９ｂでは酸化の進行が遅延しやすくなる。よって、比較的多くの電流が流れる導電片９ａ、９ｂで導電部材９の電気抵抗の増加が抑制されるので、セルスタック１８の発電出力の低下を抑制することができる。   With this configuration, the progress of oxidation is accelerated in the first convex portion 9A preferentially over the second convex portion 9B. Accordingly, since the oxidation proceeds selectively and concentrates at the first convex portion 9A in the extension portion 9f, the progress of the oxidation tends to be delayed in the conductive pieces 9a and 9b provided with the second convex portion 9B. Therefore, since the increase in the electrical resistance of the conductive member 9 is suppressed by the conductive pieces 9a and 9b through which a relatively large amount of current flows, a decrease in the power generation output of the cell stack 18 can be suppressed.

また、図４，５に示す例のように、第１凸部９Ａは、先端に向かうに従って幅が細くなっていることが好ましい。この構成によれば、第１凸部９Ａは第２凸部９Ｂよりさらに先に酸化が進みやすくなる。図４、５に示す例において、上述した第１凸部９Ａの「幅」とは、断面視した際の幅であるが、平面視した際の幅が細くなっていてもよい。   Further, as in the example shown in FIGS. 4 and 5, the first convex portion 9 </ b> A preferably has a width that decreases toward the tip. According to this configuration, the first convex portion 9A is more likely to be oxidized further than the second convex portion 9B. In the example shown in FIGS. 4 and 5, the “width” of the first convex portion 9 </ b> A described above is the width when viewed in cross section, but the width when viewed in plan may be narrow.

また、図４，５に示す例では、第１凸部９Ａおよび第２凸部９Ｂは、断面視で鋭角な略三角形状をしているが、第１凸部９Ａおよび第２凸部９Ｂは、例えば断面視で台形になっていても良い。   In the example shown in FIGS. 4 and 5, the first convex portion 9A and the second convex portion 9B have a substantially triangular shape with an acute angle in a cross-sectional view, but the first convex portion 9A and the second convex portion 9B are For example, it may be trapezoidal in a sectional view.

ここで、第１凸部９Ａは、セル１に向けて延びる形状とすることができる。それにより、導電部材９を流れるガスが、セルスタック１８の外側に流出することを抑制できるほか、導電部材９を流れたガスをセル１側に流すことができる。それにより発電効率を向上させることができる。特に、セル１の一端（図においては上端）側にて、余剰の燃料ガスと余剰の酸素含有ガスとを燃焼させる構成の場合には、燃焼効率も向上することから、特に有用となる。   Here, the first convex portion 9 </ b> A can have a shape extending toward the cell 1. Accordingly, it is possible to suppress the gas flowing through the conductive member 9 from flowing out of the cell stack 18 and to allow the gas flowing through the conductive member 9 to flow toward the cell 1 side. Thereby, the power generation efficiency can be improved. In particular, in the configuration in which the surplus fuel gas and the surplus oxygen-containing gas are combusted on one end (upper end in the drawing) side of the cell 1, combustion efficiency is also improved, which is particularly useful.

また、第１凸部９Ａの長さは、第２凸部９Ｂの長さの１．５〜２倍であることが好まし
い。１．５倍以上の場合には、第１凸部９Ａが第２凸部９Ｂと比較して十分長くなるので、第１凸部９Ａの酸化を第２凸部９Ｂよりも十分に早くすることができる。２倍以下の場合には、第１凸部９Ａが第２凸部９Ｂより長くなり過ぎていないので、第１凸部９ＡからＣｒが拡散することを抑制し、セルスタック１８の発電出力の低下を抑制することができる。 Moreover, it is preferable that the length of 9 A of 1st convex parts is 1.5 to 2 times the length of the 2nd convex part 9B. In the case of 1.5 times or more, the first convex portion 9A is sufficiently longer than the second convex portion 9B, so that the oxidation of the first convex portion 9A is sufficiently faster than the second convex portion 9B. Can do. In the case of 2 times or less, since the first convex portion 9A is not longer than the second convex portion 9B, the diffusion of Cr from the first convex portion 9A is suppressed, and the power generation output of the cell stack 18 is reduced. Can be suppressed.

例えば、第２凸部９Ｂの長さが約３〜６０μｍである場合に、第１凸部９Ａは５〜１００μｍの長さであることが好ましい。   For example, when the length of the 2nd convex part 9B is about 3-60 micrometers, it is preferable that 9 A of 1st convex parts are 5-100 micrometers in length.

なお、図４に示す例のように、導電部材９がセル１の空気極５よりも長く設けられており、その先端に第１凸部９Ａが設けられている場合には、第１凸部９Ａから拡散されたＣｒが空気極５に拡散されてセル１の発電出力が低下することを防ぐことができる。   As shown in the example shown in FIG. 4, when the conductive member 9 is provided longer than the air electrode 5 of the cell 1 and the first protrusion 9 </ b> A is provided at the tip, the first protrusion It can be prevented that Cr diffused from 9A is diffused to the air electrode 5 and the power generation output of the cell 1 is reduced.

ここで、導電部材９の作製方法について説明する。一枚の矩形状をした板部材にプレス加工を施して板部材の幅方向に延びるスリットを板部材の長手方向に複数形成する。そして、第１導電片９ａおよび第２導電片９ｂとなるスリット間の部位を交互に引き出すことにより、図３に示す導電部材９を作製することができる。ここで、プレス加工を施す際に、プレスに用いる金型の内部形状を、所望の第１凸部９Ａ及び第２凸部９Ｂを含んだ形状としておく。これによって、プレス加工後の導電部材９に所望の第１凸部９Ａ及び第２凸部９Ｂを設けることができる。   Here, a manufacturing method of the conductive member 9 will be described. A single rectangular plate member is pressed to form a plurality of slits extending in the width direction of the plate member in the longitudinal direction of the plate member. And the electrically-conductive member 9 shown in FIG. 3 is producible by pulling out the site | part between the slits used as the 1st conductive piece 9a and the 2nd conductive piece 9b alternately. Here, when the press work is performed, the internal shape of the mold used for pressing is set to a shape including the desired first and second convex portions 9A and 9B. Thereby, the desired first convex portion 9A and second convex portion 9B can be provided on the conductive member 9 after the press working.

（他の実施形態）
以下において、他の実施形態に係るセル、およびセルスタック装置について説明する。図６は、本発明の他の実施形態のセルを示す斜視図である。図７は、図６で示すセルの４０−４０線に対応する部分断面図である。 (Other embodiments)
Hereinafter, a cell and a cell stack device according to another embodiment will be described. FIG. 6 is a perspective view showing a cell according to another embodiment of the present invention. 7 is a partial cross-sectional view corresponding to the line 40-40 of the cell shown in FIG.

図６に示すように、このセル１００は、電気的に直列に接続された複数（本形態では、４つ）の発電素子部Ａが長手方向において所定の間隔をおいて配置された、所謂「横縞型」と呼ばれる構造である。   As shown in FIG. 6, this cell 100 is a so-called “cell” in which a plurality (four in this embodiment) of power generation element portions A electrically connected in series are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction. This is a structure called “horizontal stripe type”.

支持基板１１０は、電子伝導性を有さない多孔質の材料からなる平板状の焼成体である。支持基板１１０は、「遷移金属酸化物又は遷移金属」と、Ｍｇを含有する絶縁性セラミックスで構成され得る。支持基板１１０の内部には、長手方向に延びる複数（本形態では、６本）のガス流路１１０ａが幅方向において所定の間隔をおいて形成されている。本形態では、支持基板１１０の主面における複数の箇所に、それぞれ第１凹部１１２が形成されており、各第１凹部１１２は、直方体状の窪みである。   The support substrate 110 is a flat plate-like fired body made of a porous material having no electronic conductivity. The support substrate 110 can be made of “transition metal oxide or transition metal” and an insulating ceramic containing Mg. Inside the support substrate 110, a plurality (six in this embodiment) of gas flow paths 110a extending in the longitudinal direction are formed at predetermined intervals in the width direction. In this embodiment, first recesses 112 are formed at a plurality of locations on the main surface of the support substrate 110, and each first recess 112 is a rectangular parallelepiped recess.

図７に示すように、第１凹部１１２内には、燃料極集電部１２１の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極集電部１２１は直方体状を呈している。各燃料極集電部１２１の上面（外側面）には、第２凹部１２１ａが形成されている。各第２凹部１２１ａは、図７に示すように、直方体状の窪みである。   As shown in FIG. 7, the entire fuel electrode current collector 121 is embedded (filled) in the first recess 112. Therefore, each fuel electrode current collector 121 has a rectangular parallelepiped shape. A second recess 121 a is formed on the upper surface (outer surface) of each fuel electrode current collector 121. Each 2nd recessed part 121a is a rectangular parallelepiped hollow, as shown in FIG.

各第２凹部１２１ａには、燃料極活性部１２２の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極活性部１２２は直方体状を呈している。燃料極集電部１２１と燃料極活性部２２とにより燃料極１２０が構成される。燃料極１２０（燃料極集電部１２１＋燃料極活性部１２２）は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。   The entire fuel electrode active portion 122 is embedded (filled) in each second recess 121a. Accordingly, each fuel electrode active portion 122 has a rectangular parallelepiped shape. A fuel electrode 120 is configured by the fuel electrode current collector 121 and the fuel electrode active unit 22. The fuel electrode 120 (fuel electrode current collector 121 + fuel electrode active part 122) is a fired body made of a porous material having electron conductivity.

各燃料極集電部１２１の上面（外側面）における第２凹部１２１ａを除いた部分には、第３凹部１２１ｂが形成されている。各第３凹部１２１ｂは、直方体状の窪みである。   A third recess 121b is formed on the upper surface (outer surface) of each fuel electrode current collector 121 except for the second recess 121a. Each third recess 121b is a rectangular parallelepiped recess.

各第３凹部１２１ｂには、インターコネクタ１３０が埋設（充填）されている。従って、各インターコネクタ１３０は直方体状を呈している。インターコネクタ１３０は、電子伝導性を有する緻密な材料からなる焼成体である。   An interconnector 130 is embedded (filled) in each third recess 121b. Accordingly, each interconnector 130 has a rectangular parallelepiped shape. The interconnector 130 is a fired body made of a dense material having electronic conductivity.

燃料極活性部１２２は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。   The fuel electrode active part 122 can be composed of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (yttria stabilized zirconia).

インターコネクタ１３０は、例えば、ＬａＣｒＯ３（ランタンクロマイト）から構成され得る。あるいは、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ３（ストロンチウムチタネート）から構成されてもよい。 The interconnector 130 can be composed of, for example, LaCrO 3 (lanthanum chromite). Alternatively, it may be composed of (Sr, La) TiO 3 (strontium titanate).

燃料極１２０がそれぞれの第１凹部１１２に埋設された状態の支持基板１１０における長手方向に延びる外周面において、複数のインターコネクタ１３０が形成されたそれぞれの部分の長手方向中央部を除いた全面は、固体電解質層１４０により覆われている。固体電解質層１４０は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料からなる焼成体である。固体電解質層４０は、例えば、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）から構成され得る。あるいは、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。   On the outer peripheral surface extending in the longitudinal direction of the support substrate 110 in a state where the fuel electrode 120 is embedded in each first recess 112, the entire surface excluding the central portion in the longitudinal direction of each portion where the plurality of interconnectors 130 are formed is The solid electrolyte layer 140 is covered. The solid electrolyte layer 140 is a fired body made of a dense material that has ionic conductivity and does not have electron conductivity. The solid electrolyte layer 40 can be made of, for example, YSZ (yttria stabilized zirconia). Or you may comprise from LSGM (lantern gallate).

固体電解質層１４０における各燃料極活性部１２２と接している箇所の上面には、反応防止層１５０を介して空気極１６０が形成されている。反応防止層１５０は、緻密な材料からなる焼成体であり、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ２（ガドリニウムドープセリア）から構成され得る。 An air electrode 160 is formed on the upper surface of a portion in contact with each fuel electrode active portion 122 in the solid electrolyte layer 140 via a reaction preventing layer 150. The reaction preventing layer 150 is a fired body made of a dense material, and may be made of, for example, GDC = (Ce, Gd) O 2 (gadolinium-doped ceria).

ここで、燃料極１２０と、固体電解質層１４０と、反応防止層１５０と、空気極１６０とが積層されてなる積層体が、「発電素子部Ａ」に対応する（図７を参照）。即ち、支持基板１１０の上面には、複数（本形態では、４つ）の発電素子部Ａが、長手方向において所定の間隔をおいて配置されている。   Here, the laminated body in which the fuel electrode 120, the solid electrolyte layer 140, the reaction preventing layer 150, and the air electrode 160 are laminated corresponds to the “power generation element portion A” (see FIG. 7). That is, on the upper surface of the support substrate 110, a plurality (four in this embodiment) of power generation element portions A are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction.

各組の隣り合う発電素子部Ａ、Ａについて、一方の（図７では、左側の）発電素子部Ａの空気極１６０と、他方の（図７では、右側の）発電素子部Ａのインターコネクタ１３０とを跨ぐように、空気極１６０、固体電解質層１４０、および、インターコネクタ１３０の上面に、空気極集電膜１７０が形成されている。空気極集電膜１７０は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。   For each pair of adjacent power generation element portions A and A, the air electrode 160 of one power generation element portion A (on the left side in FIG. 7) and the interconnector of the other power generation element portion A (on the right side in FIG. 7). The air electrode current collecting film 170 is formed on the upper surfaces of the air electrode 160, the solid electrolyte layer 140, and the interconnector 130 so as to straddle 130. The air electrode current collector film 170 is a fired body made of a porous material having electron conductivity.

空気極集電膜１７０は、例えば、（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト、ＬＳＣＦ）から構成され得る。 The air electrode current collector film 170 can be made of, for example, (La, Sr) (Co, Fe) O 3 (lanthanum strontium cobalt ferrite, LSCF).

図８は、図６で示すセルと導電部材との接合状態を示す縦断面図である。横縞型のセルでも、縦縞型と同様に、複数のセルが配列してマニホールドに固定されてセルスタック装置が構成される。図８に示す例のように、隣り合うセル１００間は導電部材９０で電気的に接続される。   FIG. 8 is a longitudinal cross-sectional view showing a joined state between the cell shown in FIG. 6 and the conductive member. Even in the horizontal stripe type cell, similarly to the vertical stripe type, a plurality of cells are arranged and fixed to the manifold to constitute a cell stack device. As in the example shown in FIG. 8, adjacent cells 100 are electrically connected by a conductive member 90.

図９は、図８で示す導電部材の斜視図である。図１０（ａ）は図９で示す導電部材の破線部Ａの拡大図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。   FIG. 9 is a perspective view of the conductive member shown in FIG. 10A is an enlarged view of the broken line portion A of the conductive member shown in FIG. 9, FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 10A, and FIG. 10C is FIG. It is BB sectional drawing of a).

図９に示すように、導電部材９０はセル１００の幅方向に沿って延びている。この導電部材９０は、セル１に導電性接合材１３を介して接続される複数の導電片９０ａ、９０ｂと、複数の導電片９０ａ、９０ｂの一端同士を連結しており幅方向に延びている連結部９０ｃとを有している。そして、導電部材９０は、幅方向の先端における導電片９０ａ、９
０ｂまたは連結部９０ｃ、９０ｄに、第１凸部９０Ａが設けられており、導電部材９０の幅方向における先端以外における導電片９０ａ、９０ｂまたは連結部９０ｃ、９０ｄに、セル１００に向かって延びる第２凸部９０Ｂが設けられており、第１凸部９０Ａは、第２凸部９０Ｂより長くなっている。なお、図９に示す導電部材９０においては、連結部９０ｃ、９０ｄが、幅方向において複数の導電片９０ａ、９０ｂよりも端部側に延出する延出部９０ｆを有しており、導電部材９０の延出部９０ｆに、第１凸部９０Ａが設けられており、また幅方向における先端以外の導電片９０ａ、９０ｂに、セル１００に向かって延びる第２凸部が設けられている例を示している。なお、幅方向の先端における導電片９０ａ、９０ｂまたは連結部９０ｃ、９０ｄに第１凸部９Ａが設けられていればよく、連結部９０ｃ、９０ｄは延出部９０ｆを有していなくてもよい。 As shown in FIG. 9, the conductive member 90 extends along the width direction of the cell 100. The conductive member 90 connects the ends of the plurality of conductive pieces 90a and 90b connected to the cell 1 via the conductive bonding material 13 and the plurality of conductive pieces 90a and 90b, and extends in the width direction. And a connecting portion 90c. The conductive member 90 includes conductive pieces 90a and 9 at the front end in the width direction.
The first convex portion 90A is provided on 0b or the connecting portions 90c and 90d, and the conductive pieces 90a and 90b or the connecting portions 90c and 90d other than the tip in the width direction of the conductive member 90 extend toward the cell 100. Two convex portions 90B are provided, and the first convex portion 90A is longer than the second convex portion 90B. In addition, in the conductive member 90 shown in FIG. 9, the connecting portions 90 c and 90 d have extending portions 90 f that extend to the end side from the plurality of conductive pieces 90 a and 90 b in the width direction. An example in which the first projecting portion 90A is provided on the extending portion 90f of the 90, and the second projecting portion extending toward the cell 100 is provided on the conductive pieces 90a and 90b other than the tip in the width direction. Show. In addition, the 1st convex part 9A should just be provided in the electroconductive pieces 90a and 90b or the connection parts 90c and 90d in the front-end | tip of the width direction, and the connection parts 90c and 90d do not need to have the extension part 90f. .

この構成により、前述と同様に、導電部材９０とセル１００との接続信頼性の低下を抑制することができると同時に、セルスタック１８の発電出力の低下を抑制することができる。   With this configuration, similarly to the above, it is possible to suppress a decrease in connection reliability between the conductive member 90 and the cell 100 and to suppress a decrease in power generation output of the cell stack 18.

（モジュール）
次に、上述したセルスタック装置１０を収納容器２１内に収納してなるモジュール２０について図１１を用いて説明する。 (module)
Next, the module 20 in which the above-described cell stack device 10 is stored in the storage container 21 will be described with reference to FIG.

図１１に示すモジュール２０は、セル１にて使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器２２をセルスタック１８の上方に配置している。そして、改質器２２で生成された燃料ガスは、ガス流通管２３を介してマニホールド７に供給され、マニホールド７を介してセル１の内部に設けられたガス流路（図示せず）に供給される。   The module 20 shown in FIG. 11 includes a reformer 22 for reforming raw fuel such as natural gas or kerosene to generate fuel gas for use in the cell 1. Arranged above. The fuel gas generated by the reformer 22 is supplied to the manifold 7 via the gas flow pipe 23 and supplied to the gas flow path (not shown) provided inside the cell 1 via the manifold 7. Is done.

なお、図１１においては、収納容器２１の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されているセルスタック装置１および改質器２２を後方に取り出した状態を示している。   FIG. 11 shows a state in which a part (front and rear surfaces) of the storage container 21 is removed and the cell stack device 1 and the reformer 22 housed inside are taken out rearward.

このようなモジュール２０においては、導電部材９とセル１との接続信頼性の低下を抑制し、発電出力の低下を抑制したセルスタック１８を備えるセルスタック装置１０を収納してなることから、導電部材９とセル１との接続信頼性の低下を抑制し、かつ発電出力の低下を抑制したモジュール２０とすることができる。   In such a module 20, since the cell stack device 10 including the cell stack 18 that suppresses a decrease in connection reliability between the conductive member 9 and the cell 1 and suppresses a decrease in power generation output is housed, It can be set as the module 20 which suppressed the fall of the connection reliability of the member 9 and the cell 1, and suppressed the fall of the electric power generation output.

（モジュール収容装置）
次に、上述したモジュール２０と、モジュール２０を作動させるための補機（図示せず）とを外装ケースに収納してなるモジュール収容装置２５について図１２を用いて説明する。 (Module housing device)
Next, a module housing device 25 in which the above-described module 20 and an auxiliary machine (not shown) for operating the module 20 are housed in an outer case will be described with reference to FIG.

図１２に示すモジュール収容装置２５は、支柱２６と外装板２７から構成される外装ケース内を仕切板２８により上下に区画し、その上方側を上述したモジュール２０を収納するモジュール収納室２９とし、下方側をモジュール２０を作動させるための補機を収納する補機収納室３０として構成されている。なお、補機収納室３０に収納する補機を省略して示している。   The module housing apparatus 25 shown in FIG. 12 divides the inside of the exterior case composed of the columns 26 and the exterior plate 27 by a partition plate 28, and the upper side serves as a module storage chamber 29 that houses the module 20 described above. The lower side is configured as an auxiliary equipment storage chamber 30 for storing auxiliary equipment for operating the module 20. In addition, the auxiliary machine stored in the auxiliary machine storage chamber 30 is not shown.

また、仕切板２８には、補機収納室３０の空気をモジュール収納室２９側に流すための空気流通口３１が設けられており、モジュール収納室２９を構成する外装板２７の一部に、モジュール収納室２９内の空気を排気するための排気口３２が設けられている。   Further, the partition plate 28 is provided with an air circulation port 31 for flowing the air in the auxiliary machine storage chamber 30 to the module storage chamber 29 side, and a part of the exterior plate 27 constituting the module storage chamber 29 An exhaust port 32 for exhausting air in the module storage chamber 29 is provided.

このようなモジュール収容装置では、導電部材９とセル１との接続信頼性の低下を抑制し、発電出力の低下を抑制したセルスタック１８を備えるモジュール２０を収納してなる
ことから、導電部材９とセル１との接続信頼性の低下を抑制し、発電出力の低下を抑制したモジュール収容装置２５とすることができる。 In such a module housing device, the conductive member 9 is housed with the module 20 including the cell stack 18 that suppresses a decrease in connection reliability between the conductive member 9 and the cell 1 and suppresses a decrease in power generation output. A module housing device 25 that suppresses a decrease in connection reliability between the cell 1 and the cell 1 and suppresses a decrease in power generation output can be obtained.

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。   Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、「セル」、「セルスタック」、「セルスタック装置」、「モジュール」および「モジュール収容装置」の一例として燃料電池セル、燃料電池セルスタック、燃料電池セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置を示したが、他の例としてはそれぞれ、セルに水蒸気と電圧とを付与して水蒸気（水）を電気分解することにより、水素と酸素（Ｏ２）を生成する電解セル、電解セルスタック、電解セルスタック装置、電解モジュールおよび電解装置であってもよい。 For example, in the above embodiment, as an example of “cell”, “cell stack”, “cell stack device”, “module”, and “module housing device”, a fuel cell, a fuel cell stack, a fuel cell stack device, a fuel Although the battery module and the fuel cell device have been shown, as another example, electrolysis that generates hydrogen and oxygen (O 2 ) by electrolyzing water vapor (water) by applying water vapor and voltage to the cell, respectively. It may be a cell, an electrolytic cell stack, an electrolytic cell stack device, an electrolytic module, and an electrolytic device.

（サンプルの作製）
上述したセルスタック装置（図２を参照）について、導電部材の第１凸部および第２凸部の長さが異なる複数のサンプルを作製した。具体的には、表１に示すように、１０個のサンプル（Ｎ＝１０）を作製した。なお、試料Ｎｏ．１では第２凸部を設けなかった。 (Sample preparation)
About the cell stack apparatus (refer FIG. 2) mentioned above, the several sample from which the length of the 1st convex part of a conductive member and a 2nd convex part differs was produced. Specifically, as shown in Table 1, ten samples (N = 10) were produced. Sample No. In 1, no second convex portion was provided.

セルスタック装置の各サンプルは、１０個のセルを含む。各サンプルにて使用したセルの形状は図１、２と同様の板形状とした。セルの長手方向の長さが２０ｃｍ、セルの幅方向の長さが２０ｍｍ、厚みが２ｍｍであった。各セル間に設けられた導電部材の形状は図３〜５と同様の形状とした。セルの長手方向の長さが１６ｃｍ、セルの幅方向の長さが２０ｍｍ、厚みが２ｍｍであった。   Each sample of the cell stack device includes 10 cells. The cell shape used in each sample was the same plate shape as in FIGS. The length in the longitudinal direction of the cell was 20 cm, the length in the width direction of the cell was 20 mm, and the thickness was 2 mm. The shape of the conductive member provided between the cells was the same as that shown in FIGS. The length in the longitudinal direction of the cell was 16 cm, the length in the width direction of the cell was 20 mm, and the thickness was 2 mm.

また、導電性接合材はＬａＳｒＣｏＦｅＯ３を使用し、導電部材としてはＦｅ−Ｃｒ合金を使用した。 Further, LaSrCoFeO 3 was used as the conductive bonding material, and Fe—Cr alloy was used as the conductive member.

（発電性能試験）
まず、発電初期におけるセルの出力密度（０．３Ａ／ｃｍ２、７５０℃）を測定し、その後、１０００℃で１０００時間の作動を行って、発電初期の出力密度に対する１０００時間作動させた後のセルの出力密度の低下率を測定した。これを表中では、出力密度低下率と記載し、その結果を表１に示した。 (Power generation performance test)
First, the power density (0.3 A / cm 2 , 750 ° C.) of the cell in the initial stage of power generation was measured, and then operated at 1000 ° C. for 1000 hours, after 1000 hours of operation for the initial power density. The reduction rate of the power density of the cell was measured. This is described as the power density reduction rate in the table, and the results are shown in Table 1.

（耐久性能試験）
上述の１０００℃で１０００時間の作動を行った後、導電性接合材と導電部材とが剥離しているか否かをＳＥＭで観察し、その結果を表１に示した。 (Durability test)
After performing the operation at 1000 ° C. for 1000 hours, whether or not the conductive bonding material and the conductive member were peeled was observed by SEM, and the results are shown in Table 1.

Figure 2017010843
Figure 2017010843

（発電性能試験結果）
表１から明らかなように、試料Ｎｏ．２では、出力密度低下率が大きかった。これは、導電部材の長さ方向の先端における連結部に設けられた第１凸部が、導電部材の長さ方向の先端以外における導電片に設けられた第２凸部より短かったからである。 (Power generation performance test results)
As is clear from Table 1, sample No. In 2, the output density reduction rate was large. This is because the first convex portion provided at the connecting portion at the tip in the length direction of the conductive member is shorter than the second convex portion provided at the conductive piece other than the tip in the length direction of the conductive member.

表１から、試料Ｎｏ．３、１０では、試料Ｎｏ．２と比較して、出力密度低下率が低かった。これは、導電部材の長さ方向の先端における連結部に設けられた第１凸部が、導電部材の長さ方向の先端以外における導電片に設けられた第２凸部より長かったからである。   From Table 1, Sample No. In samples 3 and 10, sample no. Compared with 2, the output density reduction rate was low. This is because the 1st convex part provided in the connection part in the front-end | tip of the length direction of an electrically-conductive member was longer than the 2nd convex part provided in the electroconductive piece other than the front-end | tip in the length direction of an electrically conductive member.

表１から、試料Ｎｏ．４〜９では、試料Ｎｏ．３、１０と比較して、出力密度低下率が低かった。これは、第１凸部の長さが、第２凸部の長さの１．５〜２倍だったからである。   From Table 1, Sample No. 4-9, sample No. Compared with 3 and 10, the output density reduction rate was low. This is because the length of the first convex portion is 1.5 to 2 times the length of the second convex portion.

（耐久性能試験結果）
表１から明らかなように、試料Ｎｏ．１では、導電性接合材と導電部材とが剥離していた。これは、導電部材の長さ方向の先端以外における導電片または連結部に、セルに向かって延びる第２凸部が設けられていなかったからである。 (Durability performance test results)
As is clear from Table 1, sample No. In 1, the conductive bonding material and the conductive member were peeled off. This is because the second convex portion extending toward the cell is not provided on the conductive piece or the connecting portion other than the tip in the length direction of the conductive member.

表１から、試料Ｎｏ．２〜１０では、導電性接合材と導電部材とが剥離していなかった。これは、導電部材の長さ方向の先端以外における導電片に第２凸部が設けられていたからである。   From Table 1, Sample No. In 2 to 10, the conductive bonding material and the conductive member were not peeled off. This is because the second convex portion is provided on the conductive piece other than the tip in the length direction of the conductive member.

１、１００：セル
９、９０：導電部材
第１凸部：９Ａ、９０Ａ
第２凸部：９Ｂ、９０Ｂ
１０：セルスタック装置
１８：セルスタック
２０：モジュール
２５：モジュール収容装置 1, 100: Cell 9, 90: Conductive member first convex portion: 9A, 90A
Second convex part: 9B, 90B
10: Cell stack device 18: Cell stack 20: Module 25: Module housing device

Claims (8)

長さ方向を有する複数のセルと、
該複数のセル間に配置され、前記セルの前記長さ方向に沿って延びている導電部材と、を備えるセルスタックであって、
前記導電部材は、前記セルに導電性接合材を介して接続される複数の導電片と、該複数の導電片の一端同士を連結しており前記長さ方向に延びている連結部とを有しており、
前記導電部材は、前記長さ方向の先端における前記導電片または前記連結部に第１凸部が設けられており、
前記長さ方向の先端以外における前記導電片または前記連結部に、前記セルに向かって延びる第２凸部が設けられており、
前記第１凸部は、前記第２凸部より長い
ことを特徴とするセルスタック。 A plurality of cells having a length direction;
A conductive member disposed between the plurality of cells and extending along the length direction of the cells,
The conductive member includes a plurality of conductive pieces connected to the cell via a conductive bonding material, and a connecting portion that connects one ends of the plurality of conductive pieces and extends in the length direction. And
The conductive member is provided with a first convex portion on the conductive piece or the connecting portion at the tip in the length direction,
The conductive piece or the connecting portion other than the tip in the length direction is provided with a second convex portion extending toward the cell,
The cell stack, wherein the first protrusion is longer than the second protrusion. 幅方向を有する複数のセルと、
該複数のセル間に配置され、前記セルの前記幅方向に沿って延びている導電部材と、を備えるセルスタックであって、
前記導電部材は、前記セルに導電性接合材を介して接続される複数の導電片と、該複数の導電片の一端同士を連結しており前記幅方向に延びている連結部とを有しており、
前記導電部材は、前記幅方向の先端における前記導電片または前記連結部に第１凸部が設けられており、
前記幅方向の先端以外における前記導電片または前記連結部に、前記セルに向かって延びる第２凸部が設けられており、
前記第１凸部は、前記第２凸部より長い
ことを特徴とするセルスタック。 A plurality of cells having a width direction;
A conductive member disposed between the plurality of cells and extending along the width direction of the cells,
The conductive member includes a plurality of conductive pieces connected to the cell via a conductive bonding material, and a connecting portion that connects one ends of the plurality of conductive pieces and extends in the width direction. And
The conductive member is provided with a first convex portion on the conductive piece or the connecting portion at the tip in the width direction,
The conductive piece or the connecting portion other than the tip in the width direction is provided with a second convex portion extending toward the cell,
The cell stack, wherein the first protrusion is longer than the second protrusion. 前記第１凸部は、先端に向かうに従って幅が細くなっている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセルスタック。 The cell stack according to claim 1, wherein the first convex portion has a width that decreases toward a tip. 前記第１凸部が、前記セルに向けて延びていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載のセルスタック。   The cell stack according to any one of claims 1 to 3, wherein the first protrusion extends toward the cell. 前記第１凸部の長さは、前記第２凸部の長さの１．５〜２倍である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれかに記載のセルスタック。 5. The cell stack according to claim 1, wherein a length of the first convex portion is 1.5 to 2 times a length of the second convex portion. 前記第１凸部の長さは５〜１００μｍである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記載のセルスタック。 6. The cell stack according to claim 1, wherein a length of the first protrusion is 5 to 100 μm. 収納容器内に、前記請求項１乃至請求項６のうちいずれかに記載のセルスタックを収納してなることを特徴とするモジュール。   A module comprising the cell stack according to any one of claims 1 to 6 stored in a storage container. 外装ケース内に、請求項７に記載のモジュールと、該モジュールの運転を行なうための補機とを収納してなることを特徴とするモジュール収容装置。   A module housing apparatus comprising: the module according to claim 7; and an auxiliary device for operating the module.
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