JP6130576B1 - Fuel cell stack - Google Patents

Abstract

【課題】容易に製造することのできる構造で接合材の破損を抑制できる燃料電池スタックを提供する。【解決手段】燃料電池スタック１００は、燃料マニホールド２００と、一対の燃料電池セル３０１と、第１接合材１０１と、複数の仕切部材３０２とを備えている。第１接合材１０１は、燃料マニホールド２００と各燃料電池セル３０１とを接合する。各仕切部材３０２は、一対の燃料電池セル３０１間において燃料電池セル３０１の幅方向に互いに間隔をあけて配置される。各仕切部材３０２は、一対の燃料電池セル３０１間の空間を、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに仕切る。第１接合材１０１は第１空間Ｓ１内に配置されており、発電素子部１０は第２空間Ｓ２内に配置されている。【選択図】図２A fuel cell stack capable of suppressing damage to a bonding material with a structure that can be easily manufactured. A fuel cell stack includes a fuel manifold, a pair of fuel cells, a first bonding material, and a plurality of partition members. The first joining material 101 joins the fuel manifold 200 and each fuel battery cell 301. Each partition member 302 is disposed between the pair of fuel cells 301 at intervals in the width direction of the fuel cells 301. Each partition member 302 partitions the space between the pair of fuel cells 301 into a first space S1 and a second space S2. The 1st joining material 101 is arrange | positioned in 1st space S1, and the electric power generation element part 10 is arrange | positioned in 2nd space S2. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、燃料電池スタックに関するものである。   The present invention relates to a fuel cell stack.

燃料電池スタックは、燃料マニホールドと、複数の燃料電池セルとを備えている。各燃料電池セルは、燃料マニホールドから上方に延びている。各燃料電池セルは、燃料マニホールドの挿入孔に挿入された状態で、接合材によって、燃料マニホールドに接合されている。なお、この接合材として、金属材料又はガラス材料が用いられている。燃料電池セルの各発電素子部が発電するとジュール熱によって発電素子部が高温となり、この各発電素子部の熱によって、接合材が劣化して破損するおそれがある。   The fuel cell stack includes a fuel manifold and a plurality of fuel cells. Each fuel cell extends upward from the fuel manifold. Each fuel battery cell is joined to the fuel manifold by a joining material in a state of being inserted into the insertion hole of the fuel manifold. Note that a metal material or a glass material is used as the bonding material. When each power generating element portion of the fuel cell generates electric power, the power generating element portion becomes high temperature due to Joule heat, and the joining material may be deteriorated and damaged by the heat of each power generating element portion.

この接合材の破損を防止するため、特許文献１に記載の燃料電池スタックは、断熱性区画板を備えている。この断熱性区画板は、発電素子部が存在する空間と接合材が存在する空間とを分けている。このため、発電素子部において発生した熱によって、接合材が破損することを防止する。   In order to prevent the bonding material from being damaged, the fuel cell stack described in Patent Document 1 includes a heat insulating partition plate. This heat insulating partition plate divides the space where the power generation element portion exists and the space where the bonding material exists. For this reason, it is prevented that the bonding material is damaged by the heat generated in the power generation element portion.

特開２００４−２８８４９３号公報JP 2004-288493 A

上述した燃料電池スタックでは、各燃料電池セルが断熱性区画板を貫通している。しかし、このような構造の燃料電池スタックを製造することは困難である。そこで、本発明は、容易に製造することのできる構造で接合材の破損を抑制できる燃料電池スタックを提供することを課題とする。   In the fuel cell stack described above, each fuel cell penetrates the heat insulating partition plate. However, it is difficult to manufacture a fuel cell stack having such a structure. Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell stack capable of suppressing damage to a bonding material with a structure that can be easily manufactured.

本発明の第１側面に係る燃料電池スタックは、燃料マニホールドと、一対の燃料電池セルと、接合材と、複数の仕切部材とを備えている。各燃料電池セルは、発電素子部を有する。各燃料電池セルは、燃料マニホールドから延びる。接合材は、燃料マニホールドと各燃料電池セルとを接合する。各仕切部材は、一対の燃料電池セル間において燃料電池セルの幅方向に互いに間隔をあけて配置される。各仕切部材は、一対の燃料電池セル間の空間を、第１空間と第２空間とに仕切る。第１空間は、一対の燃料電池セル間の空間のうち、燃料電池セルの基端部側の空間である。また、第２空間は、一対の燃料電池セル間の空間のうち、燃料電池セルの先端部側の空間である。接合材は第１空間内に配置されており、発電素子部は第２空間内に配置されている。   The fuel cell stack according to the first aspect of the present invention includes a fuel manifold, a pair of fuel cells, a bonding material, and a plurality of partition members. Each fuel cell has a power generation element section. Each fuel cell extends from the fuel manifold. The joining material joins the fuel manifold and each fuel battery cell. Each partition member is arranged with a space between the pair of fuel cells in the width direction of the fuel cells. Each partition member partitions the space between the pair of fuel cells into a first space and a second space. The first space is a space on the base end side of the fuel cell among the space between the pair of fuel cells. The second space is a space on the tip end side of the fuel cell among the space between the pair of fuel cells. The bonding material is disposed in the first space, and the power generation element portion is disposed in the second space.

この構成によれば、接合材と発電素子部との間に複数の仕切部材が配置されているため、発電素子部において発生した熱が接合材を劣化させて破損することを抑制することができる。また、この仕切部材は、一対の燃料電池セル間に配置されているため、燃料電池スタックを容易に製造することができる。また、各仕切部材は、幅方向に間隔をあけて配置されているため、第１空間と第２空間とを完全に仕切っていない。このため、例えば、第１空間内を経由させてガスを第２空間へ供給することができる。   According to this structure, since the some partition member is arrange | positioned between the joining material and the electric power generation element part, it can suppress that the heat | fever which generate | occur | produced in the electric power generation element part deteriorates and damages a joining material. . Moreover, since this partition member is arrange | positioned between a pair of fuel cell, a fuel cell stack can be manufactured easily. Moreover, since each partition member is arrange | positioned at intervals in the width direction, it does not partition the 1st space and the 2nd space completely. For this reason, for example, gas can be supplied to the second space via the first space.

好ましくは、各仕切部材は、導電性を有する。この構成によれば、各仕切部材を介して、一対の燃料電池セルを電気的に接続することができる。   Preferably, each partition member has conductivity. According to this structure, a pair of fuel cell can be electrically connected via each partition member.

好ましくは、燃料電池スタックは、第１空間内にガスを供給するガス供給部材をさらに備える。   Preferably, the fuel cell stack further includes a gas supply member that supplies gas into the first space.

好ましくは、燃料電池セルの幅方向の長さ（Ｗ１）に対する、各仕切部材の幅方向の長さの合計値（Ｗ２）の割合（Ｗ２／Ｗ１）は、０．２〜０．８である。   Preferably, the ratio (W2 / W1) of the total value (W2) of the length in the width direction of each partition member to the length (W1) in the width direction of the fuel cell is 0.2 to 0.8. .

本発明の第２側面に係る燃料電池スタックは、燃料マニホールドと、一対の燃料電池セルと、接合材と、複数の仕切部材と、を備える。各燃料電池セルは、発電素子部を有する。各燃料電池セルは、燃料マニホールドから延びる。接合材は、燃料マニホールドと各燃料電池セルとを接合する。各仕切部材は、一対の燃料電池セル間において燃料電池セルの幅方向に互いに間隔をあけて配置される。各仕切部材は、一対の燃料電池セル間の空間を、第１空間と第２空間とに仕切る。第１空間は、燃料電池セルの基端部側の空間である。第２空間は、燃料電池セルの先端部側の空間である。   The fuel cell stack according to the second aspect of the present invention includes a fuel manifold, a pair of fuel cells, a bonding material, and a plurality of partition members. Each fuel cell has a power generation element section. Each fuel cell extends from the fuel manifold. The joining material joins the fuel manifold and each fuel battery cell. Each partition member is arranged with a space between the pair of fuel cells in the width direction of the fuel cells. Each partition member partitions the space between the pair of fuel cells into a first space and a second space. The first space is a space on the base end side of the fuel cell. The second space is a space on the tip end side of the fuel cell.

本発明に係る燃料電池スタックによれば、容易に製造することのできる構造で接合材の破損を抑制することができる。   According to the fuel cell stack of the present invention, it is possible to suppress damage to the bonding material with a structure that can be easily manufactured.

燃料電池スタックの斜視図。The perspective view of a fuel cell stack. 燃料電池スタックの断面図。Sectional drawing of a fuel cell stack. 燃料マニホールドの斜視図。The perspective view of a fuel manifold. 燃料電池セルの斜視図。The perspective view of a fuel cell. 燃料電池セルの断面図。Sectional drawing of a fuel cell. 燃料電池セルの断面図。Sectional drawing of a fuel cell. 燃料電池スタックの正面図。The front view of a fuel cell stack. 燃料電池セルと燃料マニホールドとの接合部を示す図。The figure which shows the junction part of a fuel cell and a fuel manifold. 燃料電池スタックへのガス供給方法を示す図。The figure which shows the gas supply method to a fuel cell stack. 燃料電池スタックの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of a fuel cell stack. 燃料電池スタックの製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of a fuel cell stack. 比較例１に係る燃料電池スタックの断面図。Sectional drawing of the fuel cell stack concerning the comparative example 1. FIG. 比較例２に係る燃料電池スタックの断面図。Sectional drawing of the fuel cell stack which concerns on the comparative example 2. FIG.

以下、本発明に係る燃料電池スタックの実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of a fuel cell stack according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１及び図２に示すように、燃料電池スタック１００は、燃料マニホールド２００と、複数の燃料電池セル３０１と、第１接合材１０１と、複数の仕切部材３０２と、を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell stack 100 includes a fuel manifold 200, a plurality of fuel cells 301, a first bonding material 101, and a plurality of partition members 302.

図３に示すように、燃料マニホールド２００は、燃料ガスを各燃料電池セル３０１に分配するように構成されている。燃料マニホールド２００は、中空状であり、内部空間を有している。燃料マニホールド２００の内部空間には、導入管２０１を介して燃料ガスが供給される。燃料マニホールド２００は、第１方向（ｚ軸方向）に沿って並ぶ複数の貫通孔２０２を有している。なお、本実施形態において、燃料マニホールド２００の長手方向は第１方向に沿って延びている。各貫通孔２０２は、燃料マニホールド２００の天板２０３に形成されている。各貫通孔２０２は、燃料マニホールド２００の内部空間と外部とを連通する。   As shown in FIG. 3, the fuel manifold 200 is configured to distribute the fuel gas to the fuel cells 301. The fuel manifold 200 is hollow and has an internal space. Fuel gas is supplied to the internal space of the fuel manifold 200 through the introduction pipe 201. The fuel manifold 200 has a plurality of through holes 202 arranged along the first direction (z-axis direction). In the present embodiment, the longitudinal direction of the fuel manifold 200 extends along the first direction. Each through hole 202 is formed in the top plate 203 of the fuel manifold 200. Each through hole 202 communicates the internal space of the fuel manifold 200 with the outside.

図２に示すように、各燃料電池セル３０１は、燃料マニホールド２００から延びている。詳細には、各燃料電池セル３０１は、燃料マニホールド２００の天板２０３から上方（ｘ軸方向）に延びている。すなわち、各燃料電池セル３０１の長手方向は、上方に延びている。燃料マニホールド２００から突出している各燃料電池セル３０１の長手方向（ｘ軸方向）の長さは、１００〜３００ｍｍ程度とすることができる。また、各燃料電池セル３０１は、第１方向に間隔をあけて並んでいる。第１方向における燃料電池セル３０１同士の間隔は、１〜５ｍｍ程度とすることができる。   As shown in FIG. 2, each fuel cell 301 extends from the fuel manifold 200. Specifically, each fuel cell 301 extends upward (x-axis direction) from the top plate 203 of the fuel manifold 200. That is, the longitudinal direction of each fuel cell 301 extends upward. The length of each fuel cell 301 protruding from the fuel manifold 200 in the longitudinal direction (x-axis direction) can be about 100 to 300 mm. Further, the fuel battery cells 301 are arranged at intervals in the first direction. The interval between the fuel cells 301 in the first direction can be about 1 to 5 mm.

図４に示すように、燃料電池セル３０１は、複数の発電素子部１０と、支持基板２０とを備えている。各発電素子部１０は、支持基板２０の両面に支持されている。なお、各発電素子部１０は、支持基板２０の片面のみに支持されていてもよい。各発電素子部１０は、燃料電池セル３０１の長手方向（ｘ軸方向）において、互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、本実施形態に係る燃料電池セル３０１は、いわゆる横縞型の燃料電池セルである。各発電素子部１０は、電気的接続部３０（図５参照）によって互いに電気的に接続されている。   As shown in FIG. 4, the fuel battery cell 301 includes a plurality of power generation element units 10 and a support substrate 20. Each power generating element unit 10 is supported on both surfaces of the support substrate 20. Each power generation element unit 10 may be supported only on one side of the support substrate 20. The power generation element units 10 are arranged at intervals in the longitudinal direction (x-axis direction) of the fuel battery cell 301. That is, the fuel cell 301 according to the present embodiment is a so-called horizontal stripe fuel cell. The power generating element units 10 are electrically connected to each other by an electrical connection unit 30 (see FIG. 5).

支持基板２０は、支持基板２０の長手方向に延びる複数のガス流路２１を内部に有している。各ガス流路２１は、互いに実質的に平行に延びている。図５に示すように、支持基板２０は、複数の第１凹部２２を有している。各第１凹部２２は、支持基板２０の両面に形成されている。各第１凹部２２は支持基板２０の長手方向において互いに間隔をあけて配置されている。なお、各第１凹部２２は、支持基板２０の幅方向（ｙ軸方向）の両端部には形成されていない。   The support substrate 20 has a plurality of gas passages 21 extending in the longitudinal direction of the support substrate 20 inside. Each gas channel 21 extends substantially parallel to each other. As shown in FIG. 5, the support substrate 20 has a plurality of first recesses 22. Each first recess 22 is formed on both surfaces of the support substrate 20. The first recesses 22 are arranged at intervals in the longitudinal direction of the support substrate 20. Each first recess 22 is not formed at both ends of the support substrate 20 in the width direction (y-axis direction).

支持基板２０は、電子伝導性を有さない多孔質の材料によって構成される。支持基板２０は、例えば、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、支持基板２０は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ_２Ｏ_３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）とＭｇＡｌ_２Ｏ_４（マグネシアアルミナスピネル）とから構成されてもよい。支持基板２０の気孔率は、例えば、２０〜６０％程度である。 The support substrate 20 is made of a porous material that does not have electronic conductivity. The support substrate 20 can be made of, for example, CSZ (calcia stabilized zirconia). Alternatively, the support substrate 20 may be composed of NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria-stabilized zirconia), or composed of NiO (nickel oxide) and Y ₂ O ₃ (yttria). Alternatively, MgO (magnesium oxide) and MgAl ₂ O ₄ (magnesia alumina spinel) may be used. The porosity of the support substrate 20 is, for example, about 20 to 60%.

各発電素子部１０は、燃料極４、電解質５、及び空気極６を有している。また、各発電素子部１０は、反応防止膜７をさらに有している。燃料極４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。燃料極４は、燃料極集電部４１と燃料極活性部４２とを有する。   Each power generation element unit 10 includes a fuel electrode 4, an electrolyte 5, and an air electrode 6. Each power generation element unit 10 further includes a reaction preventing film 7. The fuel electrode 4 is a fired body made of a porous material having electron conductivity. The fuel electrode 4 includes a fuel electrode current collector 41 and a fuel electrode active part 42.

燃料極集電部４１は、第１凹部２２内に配置されている。詳細には、燃料極集電部４１は、第１凹部２２内に充填されており、第１凹部２２と同様の外形を有する。各燃料極集電部４１は、第２凹部４１ａ及び第３凹部４１ｂを有している。燃料極活性部４２は、第２凹部４１ａ内に配置されている。詳細には、燃料極活性部４２は、第２凹部４１ａ内に充填されている。   The fuel electrode current collector 41 is disposed in the first recess 22. Specifically, the fuel electrode current collector 41 is filled in the first recess 22 and has the same outer shape as the first recess 22. Each fuel electrode current collector 41 has a second recess 41a and a third recess 41b. The anode active part 42 is disposed in the second recess 41a. Specifically, the fuel electrode active part 42 is filled in the second recess 41a.

燃料極集電部４１は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、燃料極集電部４１は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ_２Ｏ_３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）とから構成されてもよい。燃料極集電部４１の厚さ及び第１凹部２２の深さは、５０〜５００μｍ程度である。 The fuel electrode current collector 41 can be composed of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Alternatively, the fuel electrode current collector 41 may be composed of NiO (nickel oxide) and Y ₂ O ₃ (yttria), or composed of NiO (nickel oxide) and CSZ (calcia stabilized zirconia). Also good. The thickness of the fuel electrode current collector 41 and the depth of the first recess 22 are about 50 to 500 μm.

燃料極活性部４２は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、燃料極活性部４２は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）とから構成されてもよい。燃料極活性部４２の厚さは、５〜３０μｍである。   The fuel electrode active part 42 may be composed of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Alternatively, the fuel electrode active part 42 may be composed of NiO (nickel oxide) and GDC (gadolinium-doped ceria). The thickness of the fuel electrode active part 42 is 5 to 30 μm.

電解質５は、燃料極４上を覆うように配置されている。詳細には、電解質５は、あるインターコネクタ３１から他のインターコネクタ３１まで長手方向に延びている。すなわち、燃料電池セル３０１の長手方向において、電解質５とインターコネクタ３１とが交互に配置されている。   The electrolyte 5 is disposed so as to cover the fuel electrode 4. Specifically, the electrolyte 5 extends in the longitudinal direction from one interconnector 31 to another interconnector 31. That is, the electrolyte 5 and the interconnector 31 are alternately arranged in the longitudinal direction of the fuel battery cell 301.

電解質５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。電解質５は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、電解質５は、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。電解質５の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。   The electrolyte 5 is a fired body made of a dense material having ionic conductivity and no electronic conductivity. The electrolyte 5 can be made of, for example, YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Or the electrolyte 5 may be comprised from LSGM (lanthanum gallate). The thickness of the electrolyte 5 is, for example, about 3 to 50 μm.

反応防止膜７は、緻密な材料からなる焼成体であり、平面視において、燃料極活性部４２と略同一の形状である。反応防止膜７は、電解質５を介して、燃料極活性部４２と対応する位置に配置されている。反応防止膜７は、電解質５内のＹＳＺと空気極６内のＳｒとが反応して電解質５と空気極６との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。反応防止膜７は、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ_２（ガドリニウムドープセリア）から構成され得る。反応防止膜７の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。 The reaction preventing film 7 is a fired body made of a dense material and has substantially the same shape as the fuel electrode active portion 42 in a plan view. The reaction preventing film 7 is disposed at a position corresponding to the fuel electrode active part 42 through the electrolyte 5. The reaction preventing film 7 suppresses occurrence of a phenomenon in which YSZ in the electrolyte 5 and Sr in the air electrode 6 react to form a reaction layer having a large electric resistance at the interface between the electrolyte 5 and the air electrode 6. Is provided. The reaction preventing film 7 can be made of, for example, GDC = (Ce, Gd) O ₂ (gadolinium-doped ceria). The thickness of the reaction preventing film 7 is, for example, about 3 to 50 μm.

空気極６は、反応防止膜７上に配置されている。空気極６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。空気極６は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、空気極６は、ＬＳＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ_３（ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＮＦ＝Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンニッケルフェライト）、又は、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３（ランタンストロンチウムコバルタイト）等から構成されてもよい。空気極６は、ＬＳＣＦからなる第１層（内側層）とＬＳＣからなる第２層（外側層）との２層によって構成されてもよい。空気極６の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。 The air electrode 6 is disposed on the reaction preventing film 7. The air electrode 6 is a fired body made of a porous material having electron conductivity. The air electrode 6 can be made of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O ₃ (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, the air electrode 6 has LSF = (La, Sr) FeO ₃ (lanthanum strontium ferrite), LNF = La (Ni, Fe) O ₃ (lanthanum nickel ferrite), or LSC = (La, Sr) CoO ₃ ( Lanthanum strontium cobaltite) or the like. The air electrode 6 may be composed of two layers of a first layer (inner layer) made of LSCF and a second layer (outer layer) made of LSC. The thickness of the air electrode 6 is, for example, 10 to 100 μm.

電気的接続部３０は、隣り合う発電素子部１０を電気的に接続するように構成されている。電気的接続部３０は、インターコネクタ３１及び空気極集電膜３２を有する。インターコネクタ３１は、第３凹部４１ｂ内に配置されている。詳細には、インターコネクタ３１は、第３凹部４１ｂ内に埋設（充填）されている。インターコネクタ３１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。インターコネクタ３１は、例えば、ＬａＣｒＯ_３（ランタンクロマイト）から構成され得る。或いは、インターコネクタ３１は、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ_３（ストロンチウムチタネート）から構成されてもよい。インターコネクタ３１の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。 The electrical connection unit 30 is configured to electrically connect adjacent power generation element units 10. The electrical connection unit 30 includes an interconnector 31 and an air electrode current collector film 32. The interconnector 31 is disposed in the third recess 41b. Specifically, the interconnector 31 is embedded (filled) in the third recess 41b. The interconnector 31 is a fired body made of a dense material having electronic conductivity. The interconnector 31 can be made of, for example, LaCrO ₃ (lanthanum chromite). Alternatively, the interconnector 31 may be made of (Sr, La) TiO ₃ (strontium titanate). The thickness of the interconnector 31 is, for example, 10 to 100 μm.

空気極集電膜３２は、隣り合う発電素子部１０のインターコネクタ３１と空気極６との間を延びるように配置される。例えば、図５の左側に配置された発電素子部１０の空気極６と、図５の右側に配置された発電素子部１０のインターコネクタ３１とを電気的に接続するように、空気極集電膜３２が配置されている。空気極集電膜３２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 air electrode current collector film 32 is disposed so as to extend between the interconnector 31 and the air electrode 6 of the adjacent power generation element units 10. For example, the air electrode current collector is configured to electrically connect the air electrode 6 of the power generation element unit 10 disposed on the left side of FIG. 5 and the interconnector 31 of the power generation element unit 10 disposed on the right side of FIG. A membrane 32 is disposed. The air electrode current collector film 32 is a fired body made of a porous material having electron conductivity.

空気極集電膜３２は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、空気極集電膜３２は、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３（ランタンストロンチウムコバルタイト）から構成されてもよい。或いは、空気極集電膜３２は、Ａｇ（銀）、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム合金）から構成されてもよい。空気極集電膜３２の厚さは、例えば、５０〜５００μｍ程度である。 The air electrode current collector film 32 can be made of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O ₃ (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, the air electrode current collector film 32 may be made of LSC = (La, Sr) CoO ₃ (lanthanum strontium cobaltite). Or the air electrode current collection film | membrane 32 may be comprised from Ag (silver) and Ag-Pd (silver palladium alloy). The thickness of the air electrode current collector film 32 is, for example, about 50 to 500 μm.

図２に示すように、第１接合材１０１は、燃料マニホールド２００と各燃料電池セル３０１とを接合している。詳細には、各燃料電池セル３０１が燃料マニホールド２００の天板２０３に支持された状態で、第１接合材１０１が燃料マニホールド２００と各燃料電池セル３０１とを接合している。なお、第１接合材１０１が、本発明の接合材に相当する。   As shown in FIG. 2, the first joining material 101 joins the fuel manifold 200 and each fuel cell 301. Specifically, the first bonding material 101 joins the fuel manifold 200 and each fuel cell 301 in a state where each fuel cell 301 is supported by the top plate 203 of the fuel manifold 200. Note that the first bonding material 101 corresponds to the bonding material of the present invention.

図８に示すように、各燃料電池セル３０１は、燃料マニホールド２００の貫通孔２０２に挿入されている。燃料電池セル３０１は、貫通孔２０２に挿入された状態で、第１接合材１０１によって燃料マニホールド２００に固定されている。   As shown in FIG. 8, each fuel cell 301 is inserted into the through hole 202 of the fuel manifold 200. The fuel battery cell 301 is fixed to the fuel manifold 200 by the first bonding material 101 in a state of being inserted into the through hole 202.

第１接合材１０１は、燃料電池セル３０１が挿入された状態の貫通孔２０２内に充填される。すなわち、第１接合材１０１は、燃料電池セル３０１の外周面と、貫通孔２０２を画定する壁面との隙間に充填される。第１接合材１０１は、金属材料又はガラス材料である。第１接合材１０１は、例えば、結晶化ガラスである。結晶化ガラスとしては、例えば、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−ＣａＯ系、又はＳｉＯ_２−ＭｇＯ系が採用され得る。なお、結晶化ガラスとは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合（結晶化度）が６０％以上であり、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が４０％未満のガラスを指す。なお、第１接合材１０１の材料として、非晶質ガラス、ろう材、又はセラミックス等が採用されてもよい。具体的には、第１接合材１０１は、ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ｂ_２Ｏ_５−Ａｌ_２Ｏ_３系及びＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。 The first bonding material 101 is filled in the through hole 202 in the state where the fuel battery cell 301 is inserted. That is, the first bonding material 101 is filled in the gap between the outer peripheral surface of the fuel cell 301 and the wall surface that defines the through hole 202. The first bonding material 101 is a metal material or a glass material. The first bonding material 101 is, for example, crystallized glass. As the crystallized glass, for example, a SiO ₂ —B ₂ O ₃ system, a SiO ₂ —CaO system, or a SiO ₂ —MgO system may be employed. In the crystallized glass, the ratio (crystallinity) of “the volume occupied by the crystalline phase” to the total volume is 60% or more, and the ratio of “the volume occupied by the amorphous phase and impurities” to the total volume is 40%. % Glass. Note that amorphous glass, brazing material, ceramics, or the like may be employed as the material of the first bonding material 101. Specifically, the first bonding material 101 is at least one selected from the group consisting of SiO ₂ —MgO—B ₂ O ₅ —Al ₂ O ₃ and SiO ₂ —MgO—Al ₂ O ₃ —ZnO. .

図２に示すように、各仕切部材３０２は、一対の燃料電池セル３０１間に配置されている。各仕切部材３０２は、第２接合材１０２を介して、隣り合う燃料電池セル３０１と接合している。各仕切部材３０２は、一対の燃料電池セル３０１間の空間を、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに仕切っている。第１空間Ｓ１は、燃料電池セル３０１の基端部３０３側の空間であり、第２空間Ｓ２は、燃料電池セル３０１の先端部３０４側の空間である。第１空間Ｓ１内には、第１接合材１０１が配置されている。第２空間Ｓ２内には、発電素子部１０が配置されている。   As shown in FIG. 2, each partition member 302 is disposed between a pair of fuel cells 301. Each partition member 302 is joined to the adjacent fuel cell 301 via the second joining material 102. Each partition member 302 partitions the space between the pair of fuel cells 301 into a first space S1 and a second space S2. The first space S <b> 1 is a space on the base end portion 303 side of the fuel battery cell 301, and the second space S <b> 2 is a space on the tip end portion 304 side of the fuel battery cell 301. A first bonding material 101 is disposed in the first space S1. The power generation element unit 10 is disposed in the second space S2.

各仕切部材３０２は、導電性を有している。このため、各仕切部材３０２は、燃料電池セル３０１は、隣り合う燃料電池セル３０１を電気的に接続している。詳細には、各仕切部材３０２は、燃料電池セル３０１の基端部３０３側において、隣り合う燃料電池セル３０１同士を接続している。仕切部材３０２は、複数の発電素子部１０のうち、最も基端部側（燃料マニホールド２００側）に位置する発電素子部１０Ａよりも基端部３０３側に配置されている。詳細には、図６に示すように、仕切部材３０２は、最も基端部側に位置する発電素子部１０Ａから延びる空気極集電膜３２上に配置されている。なお、燃料電池セル３０１の「基端部」とは、燃料電池セル３０１の燃料マニホールド２００側の端部であり、燃料電池セル３０１の「先端部」とは、燃料マニホールド２００から遠い側の端部である。   Each partition member 302 has conductivity. For this reason, in each partition member 302, the fuel cell 301 electrically connects the adjacent fuel cells 301. Specifically, each partition member 302 connects adjacent fuel cells 301 on the base end portion 303 side of the fuel cells 301. The partition member 302 is disposed closer to the base end 303 than the power generation element 10 </ b> A located closest to the base end (the fuel manifold 200 side) among the plurality of power generation elements 10. Specifically, as shown in FIG. 6, the partition member 302 is disposed on the air electrode current collector film 32 that extends from the power generating element portion 10 </ b> A located on the most proximal side. The “base end” of the fuel cell 301 is the end of the fuel cell 301 on the fuel manifold 200 side, and the “tip” of the fuel cell 301 is the end far from the fuel manifold 200. Part.

図７に示すように、一対の燃料電池セル３０１間に配置された各仕切部材３０２は、燃料電池セル３０１の幅方向（ｙ軸方向）に互いに間隔をあけて配置されている。この各仕切部材３０２の間隔は、等間隔であってもよいし、ばらついていてもよい。また、各仕切部材３０２のうち、少なくとも一対の仕切部材３０２が幅方向において間隔をあけて配置されていればよく、各仕切部材３０２のうち、隣り合う仕切部材３０２と間隔をあけずに配置されているものがあってもよい。   As shown in FIG. 7, the partition members 302 arranged between the pair of fuel cells 301 are arranged at intervals in the width direction (y-axis direction) of the fuel cells 301. The intervals between the partition members 302 may be equal intervals or may vary. Of the partition members 302, at least a pair of partition members 302 may be disposed at intervals in the width direction, and among the partition members 302, the partition members 302 are disposed without being spaced from each other. There may be something.

燃料電池セル３０１の幅方向の長さＷ１に対する、ｎ個の仕切部材３０２の幅方向の長さ（ｗ１、ｗ２、・・・、ｗｎ）の合計値Ｗ２（＝ｗ１＋ｗ２＋・・・＋ｗｎ）の割合（Ｗ２／Ｗ１）は、０．２〜０．８とすることが好ましい。なお、特に限定されるものではないが、燃料電池セル３０１の幅方向の長さＷ１は、２０〜２００mm程度とすることが好ましく、各仕切部材３０２の幅方向の長さｗｎは、１．０〜２０ｍｍ程度とすることが好ましい。また、一対の燃料電池セル３０１間に配置される各仕切部材３０２の数ｎは、例えば、２〜２０個程度とすることが好ましい。   The ratio of the total value W2 (= w1 + w2 +... + Wn) of the lengths (w1, w2,..., Wn) of the n partition members 302 to the length W1 of the fuel cell 301 in the width direction. (W2 / W1) is preferably 0.2 to 0.8. Although not particularly limited, the length W1 of the fuel cell 301 in the width direction is preferably about 20 to 200 mm, and the length wn in the width direction of each partition member 302 is 1.0. It is preferable to be about ˜20 mm. Moreover, it is preferable that the number n of each partition member 302 arrange | positioned between a pair of fuel battery cell 301 shall be about 2-20 pieces, for example.

仕切部材３０２は、ブロック状である。例えば、仕切部材３０２は、直方体状又は円柱状である。本実施形態では各仕切部材３０２の大きさは互いに同じであるが、各仕切部材３０２の大きさは異なっていてもよい。例えば、第１方向（ｚ軸方向）に沿って見た各仕切部材３０２の面積が、互いに異なっていてもよい。仕切部材３０２の熱伝導率は、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましい。なお、熱伝導率は７５０℃での測定結果である。   The partition member 302 has a block shape. For example, the partition member 302 has a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape. In this embodiment, the size of each partition member 302 is the same, but the size of each partition member 302 may be different. For example, the areas of the partition members 302 viewed along the first direction (z-axis direction) may be different from each other. The thermal conductivity of the partition member 302 is preferably 80 W / (m · K) or less. The thermal conductivity is a measurement result at 750 ° C.

仕切部材３０２は、例えば、酸化物セラミックスの焼成体で構成されている。このような酸化物セラミックスとしては、例えば、ペロブスカイト酸化物、又はスピネル酸化物などが挙げられる。ペロブスカイト酸化物としては、例えば、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３、又は（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３等が挙げられる。スピネル酸化物としては、例えば、（Ｍｎ，Ｃｏ）_３Ｏ_４、又は（Ｍｎ，Ｆｅ）_３Ｏ_４等が挙げられる。この仕切部材３０２は、例えば、可撓性を有していない。 The partition member 302 is made of a fired body of oxide ceramics, for example. Examples of such oxide ceramics include perovskite oxide and spinel oxide. Examples of the perovskite oxide include (La, Sr) MnO ₃ , (La, Sr) (Co, Fe) O _{3, and the} like. Examples of the spinel oxide include (Mn, Co) ₃ O ₄ , (Mn, Fe) ₃ O _{4, and the} like. This partition member 302 does not have flexibility, for example.

仕切部材３０２は、第２接合材１０２によって、各燃料電池セル３０１に接合されている。すなわち、第２接合材１０２は、各仕切部材３０２と各燃料電池セル３０１とを接合している。第２接合材１０２は、例えば、（Ｍｎ，Ｃｏ）_３Ｏ_４、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３又は（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３等よりなる群から選ばれる少なくとも１種である。 The partition member 302 is joined to each fuel cell 301 by the second joining material 102. That is, the second bonding material 102 joins each partition member 302 and each fuel cell 301. The second bonding material 102 is at least one selected from the group consisting of (Mn, Co) ₃ O ₄ , (La, Sr) MnO _3, (La, Sr) (Co, Fe) O _{3, and the} like. .

以上のように構成された燃料電池スタック１００は、次のようにして発電する。燃料マニホールド２００を介して各燃料電池セル３０１の燃料ガス流路２１内に燃料ガス（水素ガス等）を流すとともに、支持基板２０の両面を酸素を含むガス（空気等）に曝すことにより、電解質５の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。この燃料電池スタック１００を外部の負荷に接続すると、空気極６において下記（１）式に示す化学反応が起こり、燃料極４において下記（２）式に示す化学反応が起こり、電流が流れる。
（１／２）・Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｏ_２ ⁻ …（１）
Ｈ_２＋Ｏ_２ ⁻→Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻ …（２） The fuel cell stack 100 configured as described above generates power as follows. The fuel gas (hydrogen gas or the like) is caused to flow through the fuel manifold 200 into the fuel gas flow path 21 of each fuel cell 301, and the both surfaces of the support substrate 20 are exposed to a gas (air or the like) containing oxygen. An electromotive force is generated due to the difference in oxygen partial pressure generated between the two side surfaces of 5. When this fuel cell stack 100 is connected to an external load, a chemical reaction represented by the following formula (1) occurs in the air electrode 6, a chemical reaction represented by the following formula (2) occurs in the fuel electrode 4, and a current flows.
(1/2) · O ₂ + 2e ⁻ → O ₂ ⁻ (1)
H ₂ + O ₂ ⁻ → H ₂ O + 2e ⁻ (2)

酸素を含むガスは、例えば、図９に示すように、第１空間Ｓ１に供給される。詳細には、燃料電池スタック１００は、ガス供給部材４００をさらに備えている。ガス供給部材４００は、各燃料電池セル３０１の間において、各仕切部材３０２と燃料マニホールド２００の天板２０３との間に空気などのガスを供給するように構成されている。なお、ガス供給部材４００から供給されたガスが効率的に上方へ流れるよう、案内板４０１がガス供給部材４００と反対側に設置されていてもよい。案内板４０１は、平板状であって、燃料電池セル３０１の長手方向に延びるとともに、燃料電池セル３０１の厚さ方向に延びている。   For example, as shown in FIG. 9, the gas containing oxygen is supplied to the first space S1. Specifically, the fuel cell stack 100 further includes a gas supply member 400. The gas supply member 400 is configured to supply a gas such as air between each partition member 302 and the top plate 203 of the fuel manifold 200 between the fuel cells 301. Note that the guide plate 401 may be installed on the opposite side of the gas supply member 400 so that the gas supplied from the gas supply member 400 efficiently flows upward. The guide plate 401 has a flat plate shape and extends in the longitudinal direction of the fuel cell 301 and also extends in the thickness direction of the fuel cell 301.

次に、上述したように構成された燃料電池スタックの製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the fuel cell stack configured as described above will be described.

まず、燃料マニホールド２００と複数の燃料電池セル３０１とを準備する。そして、図１０に示すように、各燃料電池セル３０１を仕切部材３０２及び第２接合材１０２によって接続し、セル集合体３００を作製する。なお、この段階では第２接合材１０２は焼成されておらず、各燃料電池セル３０１は互いに仮止めの状態である。   First, a fuel manifold 200 and a plurality of fuel cells 301 are prepared. And as shown in FIG. 10, each fuel cell 301 is connected by the partition member 302 and the 2nd joining material 102, and the cell assembly 300 is produced. At this stage, the second bonding material 102 is not fired, and the fuel cells 301 are temporarily fixed to each other.

次に、図１１に示すように、セル集合体３００の各燃料電池セル３０１の基端部３０３を燃料マニホールド２００の各貫通孔２０２に挿入する。なお、各燃料電池セル３０１が第１方向に沿って所定の間隔を保持するための治具を用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 11, the base end portion 303 of each fuel cell 301 of the cell assembly 300 is inserted into each through hole 202 of the fuel manifold 200. In addition, you may use the jig | tool for each fuel battery cell 301 holding a predetermined space | interval along a 1st direction.

次に、図２に示すように、燃料電池セル３０１が挿入された状態の貫通孔２０２内に第１接合材１０１を充填する。なお、第１接合材１０１は、天板２０３の表面から上方に向けてはみ出す程度まで充填することが好ましい。   Next, as shown in FIG. 2, the first bonding material 101 is filled into the through hole 202 in the state where the fuel battery cell 301 is inserted. The first bonding material 101 is preferably filled to the extent that it protrudes upward from the surface of the top plate 203.

次に、第２接合材１０２及び第１接合材１０１に対して熱処理が加えられる。この熱処理によって、第２接合材１０２及び第１接合材１０１が固化され、燃料電池スタック１００が完成する。詳細には、第２接合材１０２は、熱処理を施されることによって焼成される。この結果、各燃料電池セル３０１と仕切部材３０２とが固定される。また、第１接合材１０１は、熱処理を施されることによって、非晶質材料の温度が結晶化温度まで到達する。そして、結晶化温度下にて材料の内部で結晶相が生成されて、結晶化が進行していく。この結果、非晶質材料が固化・セラミックス化されて、結晶化ガラスとなる。これにより、結晶化ガラスで構成される第１接合材１０１が機能を発揮し、各燃料電池セル３０１の基端部が燃料マニホールド２００に固定される。その後、所定の治具が燃料電池スタック１００から取り外される。   Next, heat treatment is applied to the second bonding material 102 and the first bonding material 101. By this heat treatment, the second bonding material 102 and the first bonding material 101 are solidified, and the fuel cell stack 100 is completed. Specifically, the second bonding material 102 is fired by being subjected to heat treatment. As a result, each fuel cell 301 and the partition member 302 are fixed. Further, the first bonding material 101 is subjected to heat treatment, so that the temperature of the amorphous material reaches the crystallization temperature. Then, a crystal phase is generated inside the material at the crystallization temperature, and crystallization proceeds. As a result, the amorphous material is solidified and ceramicized to become crystallized glass. As a result, the first bonding material 101 made of crystallized glass functions, and the base end portion of each fuel cell 301 is fixed to the fuel manifold 200. Thereafter, a predetermined jig is removed from the fuel cell stack 100.

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 [Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

例えば、上記実施形態では、各仕切部材３０２は、幅方向（ｙ軸方向）に沿って整列しているが、ばらつきがあってもよい。   For example, in the above embodiment, the partition members 302 are aligned along the width direction (y-axis direction), but may vary.

また、少なくとも一対の燃料電池セル３０１を接合する各仕切部材３０２が幅方向に間隔をあけて配置されていればよい。例えば、一部の燃料電池セル３０１間を接合する仕切部材３０２は、幅方向に間隔をあけていなくてもよい。   In addition, it is only necessary that the partition members 302 that join at least the pair of fuel cells 301 are arranged at intervals in the width direction. For example, the partition member 302 that joins some of the fuel cells 301 may not be spaced in the width direction.

以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.

（実施例）
実施例１〜２０に係る燃料電池スタックを以下のように作製した。 (Example)
Fuel cell stacks according to Examples 1 to 20 were produced as follows.

まず、上述したように構成された一対の燃料電池セル３０１を作製した。各燃料電池セル３０１は、その長手方向に間隔をあけて配置された５個の発電素子部１０を有する。この燃料電池セル３０１間に２〜２０個の仕切部材３０２を配置し、（Ｍｎ，Ｃｏ）_３Ｏ_４、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３を介して、各仕切部材３０２と、１対の燃料電池セル３０１とを接合した。各仕切部材３０２は、燃料電池セル３０１の幅方向に間隔をあけて配置した。この各仕切部材３０２の間隔は略等間隔とした。 First, a pair of fuel cells 301 configured as described above were produced. Each fuel cell 301 has five power generation element portions 10 arranged at intervals in the longitudinal direction. 2 to 20 partition members 302 are disposed between the fuel cells 301, and each partition member 302 and a pair of fuel cells are interposed via (Mn, Co) ₃ O ₄ and (La, Sr) MnO _3. The cell 301 was joined. Each partition member 302 was arranged at an interval in the width direction of the fuel cell 301. The intervals between the partition members 302 were set to be approximately equal.

各仕切部材３０２は、直方体状である。各仕切部材３０２は、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３によって形成した。各サンプルにおける燃料電池セル３０１の幅方向の長さＷ１、及び各仕切部材３０２の幅方向の長さの合計値Ｗ２は表１に示される通りである。なお、燃料電池セル３０１の幅方向の長さＷ１は、長手方向において各仕切部材３０２が形成された位置で測定した。また、各仕切部材３０２の幅方向の長さｗｎは、厚さ方向（ｚ軸方向）において任意の位置で各仕切部材３０２を切断し、その断面形状において測定した。なお、各仕切部材３０２が燃料電池セル３０１の幅方向に沿って並んでいない場合、少なくとも1つの仕切部材３０２が形成された任意の位置において、燃料電池セル３０１の長さＷ１を測定すればよい。 Each partition member 302 has a rectangular parallelepiped shape. Each partition member 302 was formed of (La, Sr) MnO ₃ . The total length W2 of the width direction length W1 of each fuel cell 301 and the width direction length of each partition member 302 in each sample is as shown in Table 1. The length W1 in the width direction of the fuel cell 301 was measured at the position where each partition member 302 was formed in the longitudinal direction. Further, the length wn in the width direction of each partition member 302 was measured in a cross-sectional shape by cutting each partition member 302 at an arbitrary position in the thickness direction (z-axis direction). When the partition members 302 are not arranged along the width direction of the fuel cell 301, the length W1 of the fuel cell 301 may be measured at an arbitrary position where at least one partition member 302 is formed. .

各サンプルにおいて、燃料電池セル３０１の幅方向の長さＷ１、及び各仕切部材３０２の幅方向の長さの合計値Ｗ２以外の構成は、同じである。   In each sample, the configuration other than the length W1 of the fuel cell 301 in the width direction and the total value W2 of the length in the width direction of each partition member 302 is the same.

（比較例）
比較例１、３、５、７として、図１２に示すような、仕切部材を有さない燃料電池スタック１００を作製した。また、比較例２、４、６、８として、図１３に示すような、１つの仕切部材によって１対の燃料電池セル３０１を接続した燃料電池スタック１００を作製した。比較例１〜８におけるその他の構成は、各実施例と同じである。 (Comparative example)
As Comparative Examples 1, 3, 5, and 7, a fuel cell stack 100 having no partition member as shown in FIG. Further, as Comparative Examples 2, 4, 6, and 8, a fuel cell stack 100 in which a pair of fuel cells 301 were connected by one partition member as shown in FIG. The other structure in Comparative Examples 1-8 is the same as each Example.

（評価方法）
以上のようにして作製した各実施例１〜２０及び比較例１〜８に対して、７５０℃、１０００時間の発電評価を行った。燃料マニホールド２００を介して燃料電池セル３０１に３０℃加湿水素ガスを供給した。また、幅方向に沿って、燃料電池セル３０１の側面側から空気を供給した。そして、発電試験終了後に各実施例１〜２０及び比較例１〜８において第１接合材１０１および燃料電池セル３０１の破損を目視にて確認した。また、発電素子部１０の電極微構造を走査型電子顕微鏡により確認した。 (Evaluation method)
For each of Examples 1-20 and Comparative Examples 1-8 produced as described above, power generation evaluation was performed at 750 ° C. for 1000 hours. A 30 ° C. humidified hydrogen gas was supplied to the fuel battery cell 301 via the fuel manifold 200. Moreover, air was supplied from the side surface side of the fuel cell 301 along the width direction. And after completion | finish of an electric power generation test, in each Example 1-20 and Comparative Examples 1-8, the damage of the 1st joining material 101 and the fuel cell 301 was confirmed visually. Moreover, the electrode microstructure of the power generation element unit 10 was confirmed by a scanning electron microscope.

発電評価結果を表１に示す。表１では、１０００時間の発電評価後の各実施例１〜２０及び比較例１〜８の観察結果について記載した。具体的には、１０００時間発電試験後の各実施例１〜２０及び比較例１〜８の観察結果から、破損なく、電極微構造にも変化のなかったものを「◎」と評価し、破損はないが、電極微構造に変化のあったものを「○」と評価し、破損のあったものを「×」と評価した。なお、各実施例１〜２０において、評価が「×」となったものは無かった。   Table 1 shows the power generation evaluation results. Table 1 describes the observation results of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 8 after 1000 hours of power generation evaluation. Specifically, from the observation results of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 8 after the 1000 hour power generation test, those that were not damaged and did not change in the electrode microstructure were evaluated as “◎” and damaged. Although there was no change, the electrode microstructure was evaluated as “◯”, and the damaged one was evaluated as “x”. In each of Examples 1 to 20, no evaluation was “x”.

表１に示すように、比較例１〜８では１０００時間発電評価後に破損が生じた。各比較例について発電評価後に観察を行ったところ、比較例１、３、５、７では第１接合材１０１に長時間高温に曝されたために生じたと思われる破損が確認された。一方、比較例２、４、６、８では第１接合材１０１には破損はなかったものの、仕切部材３０２近傍の燃料電池セル３０１を観察したところ、クラックが生じていることが確認された。それに対し、実施例１〜２０では、いずれにおいても１０００時間発電試験前後での破損がなく、特に「Ｗ２／Ｗ１」を０．２〜０．８とした実施例２〜４、７〜９、１２〜１４、１７〜１９では発電評価後の電極微構造変化が全く無く、評価結果が「◎」となり、良好な結果が得られることが分かった。   As shown in Table 1, in Comparative Examples 1 to 8, damage occurred after 1000 hours of power generation evaluation. When each comparative example was observed after power generation evaluation, in Comparative Examples 1, 3, 5, and 7, damage that was thought to have occurred because the first bonding material 101 was exposed to a high temperature for a long time was confirmed. On the other hand, in Comparative Examples 2, 4, 6, and 8, the first bonding material 101 was not damaged, but when the fuel cell 301 in the vicinity of the partition member 302 was observed, it was confirmed that a crack was generated. On the other hand, in Examples 1-20, there is no damage before and after the power generation test for 1000 hours, and in particular, Examples 2-4, 7-9, in which “W2 / W1” is 0.2-0.8, In 12-14 and 17-19, it was found that there was no change in the electrode microstructure after power generation evaluation, and the evaluation result was “」 ”, indicating that good results were obtained.

１０ ：発電素子部
３０１ ：燃料電池セル
３０２ ：仕切部材
３０３ ：基端部
３０４ ：先端部
Ｓ１ ：第１空間
Ｓ２ ：第２空間
１００ ：燃料電池スタック
２００ ：燃料マニホールド
４００ ：ガス供給部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Electric power generation element part 301: Fuel cell 302: Partition member 303: Base end part 304: Front-end | tip part S1: 1st space S2: 2nd space 100: Fuel cell stack 200: Fuel manifold 400: Gas supply member

Claims (4)

燃料マニホールドと、
発電素子部を有し、前記燃料マニホールドから延びる一対の燃料電池セルと、
前記燃料マニホールドと前記各燃料電池セルとを接合する接合材と、
前記一対の燃料電池セル間において前記燃料電池セルの幅方向に互いに間隔をあけて配置される複数の仕切部材と、
を備え、
前記各仕切部材は、前記一対の燃料電池セル間の空間を、前記燃料電池セルの基端部側の第１空間と前記燃料電池セルの先端部側の第２空間とに仕切り、
前記接合材は、前記第１空間内に配置され、
前記発電素子部は、前記第２空間内に配置され、
前記各仕切部材は、前記一対の燃料電池セル間で連続している、
燃料電池スタック。 A fuel manifold;
A pair of fuel cells having a power generation element and extending from the fuel manifold;
A bonding material for bonding the fuel manifold and the fuel cells, and
A plurality of partition members arranged at intervals in the width direction of the fuel cell between the pair of fuel cells, and
With
Each partition member partitions the space between the pair of fuel cells into a first space on the base end side of the fuel cells and a second space on the tip end side of the fuel cells,
The bonding material is disposed in the first space,
The power generating element portion is disposed in the second space ,
Each of the partition members is continuous between the pair of fuel cells.
Fuel cell stack. 前記各仕切部材は、導電性を有する、
請求項１に記載の燃料電池スタック。 Each partition member has conductivity,
The fuel cell stack according to claim 1. 前記第１空間内に酸素を含むガスを供給するガス供給部材をさらに備える、
請求項１又は２に記載の燃料電池スタック。 A gas supply member for supplying a gas containing oxygen into the first space;
The fuel cell stack according to claim 1 or 2. 前記燃料電池セルの幅方向の長さ（W1）に対する、前記各仕切部材の前記幅方向の長さの合計値（Ｗ２）の割合（Ｗ２／Ｗ１）は、０．２〜０．８である、
請求項１に記載の燃料電池スタック。 The ratio (W2 / W1) of the total value (W2) of the lengths in the width direction of the partition members to the length (W1) in the width direction of the fuel cells is 0.2 to 0.8. ,
The fuel cell stack according to claim 1.

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