JP6948877B2 - Fuel cells and how to manufacture fuel cells - Google Patents

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本発明は、燃料電池に係り、より詳しくはセラミック燃料電池、特に固体酸化物型燃料電池に関し、さらに燃料電池を製造する方法、より詳しくはセラミック燃料電池を製造する方法、特に、固体酸化物型燃料電池を製造する方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell, more particularly to a ceramic fuel cell, particularly to a solid oxide fuel cell, further to a method of manufacturing a fuel cell, more specifically to a method of manufacturing a ceramic fuel cell, particularly to a solid oxide fuel cell. Regarding the method of manufacturing a fuel cell.

固体酸化物型燃料電池の１つの形式としては、管状の固体酸化物型燃料電池があり、それは中空の管状部材の円筒状の表面に沿って、固体酸化物型燃料電池が電気的に物理的に軸方向に並んで配置されているものである。 One type of solid oxide fuel cell is a tubular solid oxide fuel cell, which is an electrically physical solid oxide fuel cell along the cylindrical surface of a hollow tubular member. They are arranged side by side in the axial direction.

固体酸化物型燃料電池の更に他の形式としては、平面状の固体酸化物型燃料電池があり、それは中空の平坦な部材の平らな表面に沿って、縦に固体酸化物型燃料電池が電気的に物理的に並んで配置されているものである。 Yet another form of solid oxide fuel cell is a flat solid oxide fuel cell, which is an electric solid oxide fuel cell vertically along the flat surface of a hollow flat member. They are physically arranged side by side.

別の形式の固体酸化物型燃料電池としては、モノリシック固体酸化物型燃料電池があり、それはアノードプレート、電解質プレート、カソードプレートおよび内部接続プレートが連続して積み重ねられているものである。 Another type of solid oxide fuel cell is a monolithic solid oxide fuel cell, which is a continuous stack of anode plates, electrolyte plates, cathode plates and internal connection plates.

従って、本願発明は、新規な燃料電池を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is intended to provide a novel fuel cell.

本願発明は、多孔性のアノード電極と、高密度非多孔性の電解質および多孔性のカソード電極とを備え、アノード電極が第１部材と第１部材から延びる複数の平行なプレート部材を備え、カソード電極が第２部材と第２部材から延びる複数の平行なプレート部材とを備え、カソード電極のプレート部材はアノード電極のプレート部材と指状嵌合(inter-digitating)し、電解質は第１部材と第２部材との間およびアノード電極の平行プレート部材とカソード電極の平行プレート部材との間の空間を満たす、燃料電池を提供する。 The present invention comprises a porous anode electrode, a high density non-porous electrolyte and a porous cathode electrode, the anode electrode comprising a first member and a plurality of parallel plate members extending from the first member, the cathode. The electrode includes a second member and a plurality of parallel plate members extending from the second member, the plate member of the cathode electrode is inter-digitating with the plate member of the anode electrode, and the electrolyte is the first member. Provided is a fuel cell that fills the space between the second member and the parallel plate member of the anode electrode and the parallel plate member of the cathode electrode.

燃料電池はセラミック燃料電池であることが望ましく、燃料電池は固体酸化物型燃料電池であることがより好ましい。電解質はジルコニアが望ましい。電解質はイットリア安定化ジルコニアであることが望ましい。 The fuel cell is preferably a ceramic fuel cell, and the fuel cell is more preferably a solid oxide fuel cell. Zirconia is desirable as the electrolyte. The electrolyte is preferably yttria-stabilized zirconia.

第１部材は、燃料の流れのための導管を形成することが望ましい。第１部材の第１端は端部キャップか電解質によって密閉されることが望ましい。代替的には、第２部材は、酸化剤の流れのための導管を形成することが望ましい。代替的には、第２部材の第１端は端部キャップか電解質によって密閉されることが望ましい。 The first member preferably forms a conduit for the flow of fuel. It is desirable that the first end of the first member be sealed with an end cap or electrolyte. Alternatively, it is desirable for the second member to form a conduit for the flow of oxidant. Alternatively, it is desirable that the first end of the second member be sealed with an end cap or electrolyte.

第１部材は、実質的に円形、矩形、正方形、代替的には六角形の断面であることが望ましい。第２部材は、実質的に円形、矩形、正方形、代替的には六角形の断面であることが望ましい。 It is desirable that the first member have a substantially circular, rectangular, square, or alternative, hexagonal cross section. It is desirable that the second member have a substantially circular, rectangular, square, or alternative, hexagonal cross section.

第１部材のプレート部材は、実質的に円形、矩形、正方形、代替的には六角形の形状であることが望ましい。第２部材のプレート部材は、実質的に円形、矩形、正方形、代替的には六角形の形状であることが望ましい。 It is desirable that the plate member of the first member has a substantially circular, rectangular, square, or hexagonal shape. It is desirable that the plate member of the second member has a substantially circular, rectangular, square, or hexagonal shape.

燃料電池は、高密度非多孔性部材の上に配置され、その高密度非多孔性部材は第１部材に燃料を供給するための開口を有することが望ましい。
燃料電池は、高密度非多孔性部材の上に配置され、その高密度非多孔性部材は第２部材に酸化剤を供給するために開口を有することが望ましい。 It is desirable that the fuel cell is placed on a high density non-porous member, the high density non-porous member having an opening for supplying fuel to the first member.
It is desirable that the fuel cell is placed on top of a high density non-porous member, which has an opening to supply the oxidant to the second member.

燃料電池は、高密度非多孔性チューブの上に配置され、その高密度非多孔性チューブは第１部材に燃料を供給するための開口を有することが望ましい。
燃料電池は、高密度非多孔性チューブの上に配置され、その高密度非多孔性チューブは第２部材に酸化剤を供給するための開口を有することが望ましい。 It is desirable that the fuel cell is placed on top of a high density non-porous tube, the high density non-porous tube having an opening for supplying fuel to the first member.
It is desirable that the fuel cell is placed on top of a high density non-porous tube, which has an opening for supplying an oxidant to the second member.

燃料電池は、高密度非多孔性プレートの上に配置され、その高密度非多孔性プレートは第１部材に燃料を供給するための開口を有することが望ましい。
燃料電池は、高密度非多孔性プレートの上に配置され、その高密度非多孔性プレートは第２部材に酸化剤を供給するための開口を有することが望ましい。 It is desirable that the fuel cell is placed on a high density non-porous plate, the high density non-porous plate having an opening for supplying fuel to the first member.
It is desirable that the fuel cell is placed on a high density non-porous plate, which has an opening for supplying an oxidant to the second member.

また本願発明は、上記段落で記載した複数の燃料電池を直列に電気的に接続した燃料電池スタックを提供する。
燃料電池スタックは、第１の高密度非多孔性プレートおよび第２の高密度非多孔性プレートを備え、第１の高密度非多孔性プレートは複数の燃料電池のそれぞれの１つの第２部材へ酸化剤を供給するための複数の開口を有し、第２の高密度非多孔性プレートは複数の燃料電池のそれぞれの１つの第２部材に酸化剤を供給するための複数の開口を有し、第１および第２の高密度非多孔性プレートは、燃料電池の第１部材への燃料供給のための通路を形成するために、それらの間に燃料電池が配置されることが望ましい。 The present invention also provides a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells described in the above paragraph are electrically connected in series.
The fuel cell stack comprises a first high density non-porous plate and a second high density non-porous plate, the first high density non-porous plate to one second member of each of the plurality of fuel cells. It has a plurality of openings for supplying the oxidant, and the second high density non-porous plate has a plurality of openings for supplying the oxidant to each one second member of the plurality of fuel cells. It is desirable that the first and second high density non-porous plates have a fuel cell placed between them in order to form a passage for fuel supply to the first member of the fuel cell.

第１および第２の高密度非多孔性プレート上の燃料電池は、所定のパターンで配置されることが望ましい。第１および第２の高密度非多孔性プレート上の燃料電池は、第２の高密度非多孔性プレート上の燃料電池と交互に配置されることが望ましい。 It is desirable that the fuel cells on the first and second high density non-porous plates are arranged in a predetermined pattern. It is desirable that the fuel cells on the first and second high density non-porous plates are arranged alternately with the fuel cells on the second high-density non-porous plate.

本願発明はまた、複数の高密度非多孔性電解質材料のシートを提供するステップと、空隙により互いに分離された多孔性カソード電極材料の島状アレーを電解質材料の各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、アノード電極材料が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着され、該窓アレーは島状アレーと整合した多孔性アノード電解質材料を電解質材料の各シートの反対側の第２の表面上に蒸着するステップと、隣接する島状部の間の空隙を充填するが、多孔性カソード電極材料を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、窓の内側であるが、アノード電極材料を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第２の表面の上に蒸着するステップと、島状アレー及び窓アレーと整合した複数の開口を電解質材料の各シートに形成するステップと、電解質材料の隣接するシートのアノード電極材料の層が互いに接触し、窓が互いに整合され、電解質材料の隣接するシートのカソード電極材料の島状部が互いに接触しかつ整合され、電解質材料の隣接するシートの開口が互いに整合された状態にて電解質材料のシートを積み重ね、これにより、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料層と、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料層とが得られるようにするステップと、開口が各ピース内に延びるようにスタックを複数のピースに分割するステップと、複数の平行なプレート状のアノード電極材料層に電気的に接続されて、アノード電極材料の外側本体を形成するようにアノード電極材料を各ピースの外側面の上に蒸着するステップと、複数の平行なプレート状のカソード電極材料層に電気的に接続されて、カソード電極材料の内側導管を形成するようにカソード電極材料を各開口の内面の上に更に蒸着し、アノード電極材料の外側本体から開口に向けて延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料層と、開口から離れて内側導管から延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料層とが電解質材料のシートを介して互いに指状嵌合するようにするステップと、更なる電解質材料を各ピースの一端にわたって蒸着し、上記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池が得られるようにするステップとを備えている。 The present invention also provides a plurality of sheets of high density non-porous electrolyte material and an island array of porous cathode electrode materials separated from each other by voids on the first surface of each sheet of electrolyte material. The step of vapor deposition and the deposition as a layer defining a window array in the absence of the anode electrode material, the window array is a second, opposite side of each sheet of electrolyte material, with a porous anode electrolyte material consistent with the island array. A step of depositing on the surface and a step of depositing additional electrolyte material on the first surface of each sheet so as to fill the voids between adjacent islands but not cover the porous anode electrode material. , The step of depositing additional electrolyte material on the second surface of each sheet, inside the window, but not covering the anode electrode material, and the electrolyte with multiple openings aligned with the island array and window array. The steps formed on each sheet of material and the layers of anode electrode material on adjacent sheets of electrolyte material contact each other, the windows align with each other, and the islands of cathode electrode material on adjacent sheets of electrolyte material contact each other. A plurality of parallel plate-shaped anode electrodes in which sheets of the electrolyte material are stacked in a state where the openings of adjacent sheets of the electrolyte material are aligned with each other, whereby the sheets of the electrolyte material are interposed between them. Steps to obtain a material layer and multiple parallel plate-shaped cathode electrode material layers with a sheet of electrolyte material in between, and stacking into multiple pieces so that the openings extend within each piece. The step of dividing and the step of depositing the anode electrode material on the outer surface of each piece so as to form an outer body of the anode electrode material by being electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers. And, the anode electrode material is further deposited on the inner surface of each opening so as to be electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers to form an inner conduit of the anode electrode material, and the anode electrode material. A plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers extending from the outer body of the anode toward the opening and a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers extending from the inner conduit away from the opening are provided via a sheet of electrolyte material. It comprises a step of finger-fitting each other and a step of depositing additional anode material over one end of each piece and closing one end of the conduit of the piece to obtain a fuel cell.

本発明の別の特徴に従って少なくとも１つの燃料電池を製造する方法は、高密度非多孔性電解質材料の少なくとも１つのシートを提供するステップと、空隙により互いに分離された多孔性カソード電極材料の島状アレーを電解質材料の各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、アノード電極材料が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着され、該窓アレーは島状アレーと整合した多孔性アノード電極材料を電解質材料の各シートの反対側の第２の表面上に蒸着するステップと、隣接する島状部の間の空隙を充填するが、多孔性カソード電極材料を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、窓の内側であるが、アノード電極材料を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第２の表面の上に蒸着するステップと、島状アレー及び窓アレーと整合した複数の開口を電解質材料の各シートに形成するステップと、開口が各部分内に延びるように少なくとも１つのシートを複数の部分に分割するするステップと、電解質材料の隣接するシートのカソード電極材料の島状部が互いに接触し且つ整合され、電解質材料の隣接するシートのアノード電極材料の層が互いに接触し、窓が互いに整合され、電解質材料のシートの開口が互いに整合された状態にて複数の部分を少なくとも１つのピースとなるように積み重ね、これにより、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが得られるようにするステップと、複数の平行なプレート状のアノード電極材料層に電気的に接続されて、アノード電極材料の外側本体を形成するように更なるアノード電極材料を各ピースの外側面の上に蒸着するステップと、複数の平行なプレート状のカソード電極材料層に電気的に接続されて、カソード電極材料の内側導管を形成するようにカソード電極材料を各開口の内面の上に蒸着し、アノード電極材料の外側本体から開口に向けて延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料層と、開口から離れて内側導管から延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料層とが電解質材料のシートを介して互いに指状嵌合するようにするステップと、更なる電解質材料を少なくとも１つのピースの一端にわたって蒸着し、上記ピースの導管の一端を閉じて、少なくとも１つの燃料電池が得られるようにするステップとを備えている。 A method of manufacturing at least one fuel cell according to another feature of the present invention is a step of providing at least one sheet of high density non-porous electrolyte material and an island of porous cathode electrode materials separated from each other by voids. A step of depositing an array on the first surface of each sheet of electrolyte material and a layer deposited as a layer defining a window array in the absence of an anode electrode material, the window array being a porous anode electrode consistent with an island array. An additional electrolyte material that fills the voids between the step of depositing the material on the opposite second surface of each sheet of electrolyte material and the adjacent islands, but does not cover the porous cathode electrode material. On the first surface of each sheet and an additional electrolyte material on the second surface of each sheet that is inside the window but does not cover the anode electrode material. A step of forming a plurality of openings consistent with the island array and a window array on each sheet of the electrolyte material, a step of dividing at least one sheet into a plurality of parts so that the openings extend within each portion, and a step of dividing the electrolyte material into a plurality of portions. The islands of the cathode electrode material of the adjacent sheet of the electrolyte material are in contact with each other and aligned, the layers of the anode electrode material of the adjacent sheet of electrolyte material are in contact with each other, the windows are aligned with each other, and the openings of the sheet of electrolyte material are A plurality of parts are stacked so as to form at least one piece in a state of being aligned with each other, whereby a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers with a sheet of electrolyte material interposed between them, and an electrolyte in between. A step of obtaining a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers interposed with a sheet of material and electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers to obtain an anode electrode material. A step of depositing additional anode electrode material on the outer surface of each piece to form the outer body of the cathode electrode material and electrically connected to multiple parallel plate-shaped cathode electrode material layers of the cathode electrode material. A cathode electrode material is deposited on the inner surface of each opening to form an inner conduit, with multiple parallel plate-shaped anode electrode material layers extending from the outer body of the anode electrode material towards the opening and away from the opening. A step of allowing multiple parallel plate-like cathode electrode material layers extending from the inner conduit to finger-fit to each other via a sheet of electrolyte material, and additional electrolyte material deposited over one end of at least one piece. , Close one end of the conduit of the above piece It includes steps to obtain at least one fuel cell.

本発明の更なる特徴に従って燃料電池を製造する方法は、複数の高密度非多孔性電解質材料のシートを提供するステップと、電解質材料の各シートに複数の開口を形成するステップと、空隙により互いに分離された多孔性カソード電極材料のリングアレーを開口の回りにて電解質材料の各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、アノード電極材料が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着され、該窓アレーは複数の開口及びリングアレーと整合した多孔性アノード電極材料を電解質材料の各シートの反対側の第２の表面上に蒸着するステップと、リングの間の空隙を充填するが、多孔性カソード電極材料又は開口を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、窓の内側であるが、アノード電極材料又は開口を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第２の表面の上に蒸着するステップと、電解質材料の隣接するシートのカソード電極材料のリングが互いに接触し且つ整合され、電解質材料の隣接するシートのアノード電極材料の層が互いに接触し、窓が互いに整合され、電解質材料のシートの開口が互いに整合された状態にて電解質材料のシートを積み重ね、これにより、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが得られるようにするステップと、開口が各ピース内に延びるようにスタックを複数のピースに分割するステップと、複数の平行なプレート状のアノード電極材料層に電気的に接続されて、アノード電極材料の外側本体を形成するようにアノード電極材料を各ピースの外側面の上に更に蒸着するステップと、複数の平行なプレート状のカソード電極材料層に電気的に接続されて、カソード電極材料の内側導管を形成するようにカソード電極材料を各開口の内面の上に蒸着し、アノード電極材料の外側本体から開口に向けて延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料層と、開口から離れて内側導管から延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料層とが電解質材料のシートを介して互いに指状嵌合するようにするステップと、更なる電解質材料を各ピースの一端にわたって蒸着し、上記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池が得られるようにするステップとを備えている。 A method of manufacturing a fuel cell according to a further feature of the present invention includes a step of providing a plurality of sheets of high density non-porous electrolyte material, a step of forming a plurality of openings in each sheet of the electrolyte material, and voids in each other. A ring array of separated porous cathode electrode materials is deposited around the opening on the first surface of each sheet of electrolyte material, and as a layer defining a window array in the absence of the anode electrode material. The window array fills the voids between the ring and the step of depositing a porous anode electrode material consistent with multiple openings and ring arrays onto the opposite second surface of each sheet of electrolyte material. A step of depositing additional electrolyte material on the first surface of each sheet so as not to cover the porous cathode electrode material or openings, and an additional step inside the window but not to cover the anode electrode material or openings. The step of depositing the electrolyte material on the second surface of each sheet and the ring of the cathode electrode material of the adjacent sheet of the electrolyte material are in contact with and aligned with each other, and the layer of the anode electrode material of the adjacent sheet of the electrolyte material. Stacked sheets of electrolyte material in a state where they were in contact with each other, the windows were aligned with each other, and the openings of the sheets of electrolyte material were aligned with each other, whereby a plurality of parallel plates with the sheets of electrolyte material intervening between them. Steps to obtain a shaped cathode electrode material layer and multiple parallel plate-shaped anode electrode material layers with a sheet of electrolyte material in between, and stacking so that the openings extend within each piece. The step of dividing into multiple pieces and the anode electrode material being electrically connected to multiple parallel plate-shaped anode electrode material layers to form the outer body of the anode electrode material on the outer surface of each piece. The cathode electrode material is deposited on the inner surface of each opening so as to form an inner conduit of the cathode electrode material by being electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers. A plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers extending from the outer body of the anode electrode material toward the opening and a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers extending from the inner conduit away from the opening are the electrolyte materials. A step of finger-fitting each other through a sheet and a step of depositing additional electrolyte material over one end of each piece and closing one end of the conduit of the piece to obtain a fuel cell. I have.

本発明の更に別の特徴に従って少なくとも１つの燃料電池を製造する方法は、少なくとも１つの高密度非多孔性電解質材料のシートを提供するステップと、電解質材料の各シートに複数の開口を形成するステップと、リングが空隙により互いに分離された多孔性カソード電極材料のリングアレーを開口の回りにて電解質材料の各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、アノード電極材料が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着され、該窓アレーは複数の開口及びリングアレーと整合した多孔性アノード電極材料を電解質材料の各シートの反対側の第２の表面上に蒸着するステップと、リングの間の空隙を充填するが、多孔性カソード電極材料又は開口を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、窓の内側であるが、アノード電極材料又は開口を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第２の表面の上に蒸着するステップと、開口が各部分内に延びるように少なくとも１つのシートを複数の部分に分割するステップと、電解質材料の隣接するシートのカソード電極材料のリングが互いに接触し且つ整合され、電解質材料の隣接するシートのアノード電極材料の層が互いに接触し、窓が互いに整合され、電解質材料のシートの開口が互いに整合された状態にて複数の部分を少なくとも１つのピースとなるように積み重ね、これにより、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが得られるようにするステップと、複数の平行なプレート状のアノード電極材料層に電気的に接続されて、アノード電極材料の外側本体を形成するように更なるアノード電極材料を各ピースの外側面の上に蒸着するステップと、複数の平行なプレート状のカソード電極材料層に電気的に接続されて、カソード電極材料の内側導管を形成するようにカソード電極材料を各開口の内面の上に蒸着し、アノード電極材料の外側本体から開口に向けて延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料層と、開口から離れて内側導管から延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料層とが電解質材料のシートを介して互いに指状嵌合するようにするステップと、更なる電解質材料を各少なくとも１つのピースの一端にわたって蒸着し、上記ピースの導管の一端を閉じて、少なくとも１つの燃料電池電が得られるようにするステップとを備えている。 A method of manufacturing at least one fuel cell according to yet another feature of the present invention is a step of providing at least one sheet of high density non-porous electrolyte material and a step of forming multiple openings in each sheet of electrolyte material. And a step of depositing a ring array of porous cathode electrode materials with rings separated from each other by voids on the first surface of each sheet of electrolyte material around the opening, and a window array in which no anode electrode material is present. Evaporated as a defensive layer, the window array is between the ring and the step of depositing a porous anode electrode material consistent with multiple openings and ring arrays onto the opposite second surface of each sheet of electrolyte material. A step of depositing additional electrolyte material on the first surface of each sheet to fill the voids but not cover the porous cathode electrode material or openings, and the anode electrode material or openings inside the window. A step of depositing additional electrolyte material on the second surface of each sheet so as not to cover, and a step of dividing at least one sheet into multiple parts so that the openings extend within each part, and the electrolyte material. The rings of the cathode electrode material of the adjacent sheets of the electrolyte material are in contact with each other and aligned, the layers of the anode electrode material of the adjacent sheet of electrolyte material are in contact with each other, the windows are aligned with each other, and the openings of the sheets of electrolyte material are aligned with each other. In this state, a plurality of parts are stacked so as to form at least one piece, whereby a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers with a sheet of electrolyte material interposed between them, and an electrolyte material in between. A step to obtain a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers interposed in the sheet, and an outside of the anode electrode material electrically connected to the plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers. A step of depositing additional anode electrode material onto the outer surface of each piece to form a body, and an inner conduit of the cathode electrode material that is electrically connected to multiple parallel plate-like cathode electrode material layers. A cathode electrode material is deposited on the inner surface of each opening to form a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers extending from the outer body of the anode electrode material toward the opening, and an inner conduit away from the opening. A step of allowing a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers extending from the electrode-fitting with each other via a sheet of electrolyte material, and an additional electrolyte material deposited over one end of each at least one piece. Above piece It is provided with a step of closing one end of the conduit so that at least one fuel cell battery can be obtained.

本発明の別の特徴に従って燃料電池を製造する方法は、複数の高密度非多孔性電解質材料のシートを提供するステップと、カソード電極材料が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着された多孔性カソード電極材料を電解質材料の各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、空隙により互いに分離され、かつ窓アレーと整合した多孔性アノード電極材料の島状アレーを電解質材料の各シートの反対側の第２の表面上に蒸着するステップと、窓の内側であるが、カソード電極材料を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第１の表面の上に蒸着するステップと、隣接する島状部の間の空隙を充填するが、多孔性アノード電極材料を被覆しないように追加の電解質材料シートを各シートの第２の表面上に蒸着するステップと、島状アレー及び窓アレーと整合した複数の開口を電解質材料の各シートに形成するステップと、電解質材料の隣接するシートのカソード電極材料の層が互いに接触し、窓が互いに整合され、電解質材料の隣接するシートのアノード電極材料の島状部が互いに接触しかつ整合され、電解質材料の開口が互いに整合された状態にて電解質材料のシートを積み重ね、これにより、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料層とが得られるようにするステップと、開口が各ピース内に延びるようにスタックを複数のピースに分割するステップと、複数の平行なプレート状のカソード電極材料層に電気的に接続されて、カソード電極材料の外側本体を形成するように更なるカソード電極材料を各ピースの外側面の上に蒸着するステップと、複数の平行なプレート状のアノード電極材料層に電気的に接続されて、アノード電極材料の内側導管を形成するようにアノード電極材料を各開口の内面の上に蒸着し、カソード電極材料の外側本体から開口に向けて延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、開口から離れて内側導管から延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが電解質材料のシートを介して互いに指状嵌合するようにするステップと、更なる電解質材料を各ピースの一端にわたって蒸着し、上記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池が得られるようにするステップとを備えている。 A method of manufacturing a fuel cell according to another feature of the present invention is a step of providing a sheet of multiple high density non-porous electrolyte materials and a porous layer deposited as a layer defining a window array in the absence of cathode electrode material. A step of depositing the sex cathode electrode material on the first surface of each sheet of electrolyte material and an island array of porous anode electrode material separated from each other by voids and consistent with the window array of each sheet of electrolyte material. Adjacent to the step of depositing on the second surface on the opposite side and the step of depositing additional electrolyte material on the first surface of each sheet inside the window but not to cover the cathode electrode material. A step of depositing an additional electrolyte material sheet on the second surface of each sheet to fill the voids between the islands, but not to cover the porous anode electrode material, and the island and window arrays. The step of forming multiple matched openings on each sheet of electrolyte material and the layers of cathode electrode material on adjacent sheets of electrolyte material contact each other, the windows are aligned with each other, and the anode electrode material on adjacent sheets of electrolyte material. The island-shaped portions of the electrodes are in contact with each other and aligned with each other, and the sheets of the electrolyte material are stacked in a state where the openings of the electrolyte materials are aligned with each other. Steps to obtain multiple parallel plate-shaped cathode electrode material layers with a sheet of electrolyte material interposed between them, and multiple stacks so that openings extend within each piece. A step of dividing into pieces and an additional cathode electrode material on the outer surface of each piece that is electrically connected to multiple parallel plate-like cathode electrode material layers to form the outer body of the cathode electrode material. A step of depositing on top and depositing the anode electrode material on the inner surface of each opening so as to form an inner conduit of the anode electrode material by being electrically connected to multiple parallel plate-shaped anode electrode material layers. A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers extending from the outer body of the cathode electrode material toward the opening and a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers extending from the inner conduit away from the opening are the electrolyte materials. A step of finger-fitting each other through a sheet and a step of depositing additional electrolyte material over one end of each piece and closing one end of the conduit of the piece to obtain a fuel cell. I have.

本発明の別の特徴に従って少なくとも１つの燃料電池を製造する方法は、少なくとも１つの高密度非多孔性電解質材料のシートを提供するステップと、カソード電極材料が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着された多孔性カソード電極材料を電解質材料の各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、空隙により互いに分離され、かつ窓アレーと整合した多孔性アノード電極材料の島状アレーを電解質材料の各シートの反対側の第２の表面上に蒸着するステップと、窓の内側であるが、カソード電極材料を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第１の表面の上に蒸着するステップと、隣接する島状部の間の空隙を充填するが、多孔性アノード電極材料を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第２の表面上に蒸着するステップと、島状アレー及び窓アレーと整合した複数の開口を電解質材料の各シートに形成するステップと、開口が各部分内に延びるように少なくとも１つのシートを複数の部分に分割するステップと、電解質材料の隣接するシートのカソード電極材料の層が互いに接触し、窓が互いに整合され、電解質材料の隣接するシートのアノード電極材料の島状部が互いに接触しかつ整合され、電解質材料のシートの開口が整合された状態にて複数の部分を少なくとも１つのピースとなるように積み重ね、これにより、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが得られるようにするステップと、複数の平行なプレート状のカソード電極材料層に電気的に接続されて、カソード電極材料の外側本体を形成するようにカソード電極材料を各ピースの外側面の上に更に蒸着するステップと、複数の平行なプレート状のアノード電極材料層に電気的に接続されて、アノード電極材料の内側導管を形成するようにアノード電極材料を各開口内面の上に蒸着し、カソード電極材料の外側本体から開口に向けて延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、開口から離れて内側導管から延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが電解質材料のシートを介して互いに指状嵌合するようにするステップと、更なる電解質材料を各少なくとも１つのピースの一端にわたって蒸着し、上記ピースの導管の一端を閉じて、少なくとも１つの燃料電池が得られるようにするステップとを備えている。 A method of manufacturing at least one fuel cell according to another feature of the present invention is as a step of providing a sheet of at least one dense non-porous electrolyte material and as a layer defining a window array in the absence of cathode electrode material. The step of depositing the vapor-deposited porous cathode electrode material on the first surface of each sheet of the electrolyte material and the island-shaped array of the porous anode electrode material separated from each other by the voids and aligned with the window array are the electrolyte materials. A step of depositing on the second surface opposite each sheet of the sheet and an additional electrolyte material inside the window but not covering the cathode electrode material on the first surface of each sheet. The step and the step of depositing additional electrolyte material on the second surface of each sheet to fill the void between the adjacent islands but not to cover the porous anode electrode material, and the island array and A step of forming multiple openings consistent with the window array on each sheet of electrolyte material, a step of dividing at least one sheet into multiple portions such that the openings extend within each portion, and a step of adjoining sheets of electrolyte material. The layers of the cathode electrode material are in contact with each other, the windows are aligned with each other, the islands of the anode electrode material of the adjacent sheet of electrolyte material are in contact with and aligned with each other, and the openings of the sheet of electrolyte material are aligned. The plurality of parts are stacked so as to form at least one piece, whereby a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers having a sheet of electrolyte material interposed between them, and a sheet of electrolyte material interposed between them. A step of obtaining a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers and electrically connected to the plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers to form an outer body of the cathode electrode material. With the step of further depositing the cathode electrode material on the outer surface of each piece, and electrically connected to multiple parallel plate-shaped anode electrode material layers, to form an inner conduit of the anode electrode material. An anode electrode material is deposited on the inner surface of each opening, with multiple parallel plate-like cathode electrode material layers extending from the outer body of the cathode electrode material towards the opening and multiple parallel plates extending away from the opening and from the inner conduit. A step of allowing the plate-shaped anode electrode material layer to finger-fit to each other via a sheet of electrolyte material, and an additional electrolyte material deposited over one end of each at least one piece and one end of the conduit of the piece. Close and at least one burn It is equipped with a step to obtain a battery.

本発明の更なる特徴に従って燃料電池を製造する方法は、複数の高密度非多孔性電解質材料のシートを提供するステップと、電解質材料の各シートに複数の開口を形成するステップと、カソード電極材料が存在せず、かつ複数の開口と整合した窓アレーを画成する層として蒸着された多孔性カソード電極材料を電解質材料の各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、空隙により互いに分離され、かつ窓アレーと整合した多孔性アノード電極材料のリングアレーを電解質材料の各シートの反対側の第２の表面上に蒸着するステップと、窓の内側であるが、カソード電極材料又は開口を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第１の表面の上に蒸着するステップと、隣接する島状部の間の空隙を充填するが、多孔性アノード電極材料又は開口を被覆しないように追加の電解質材料シートを各シートの第２の表面上に蒸着するステップと、電解質材料の隣接するシートのカソード電極材料の層が互いに接触し、窓が互いに整合され、電解質材料の隣接するシートのアノード電極材料のリングが互いに接触しかつ整合され、電解質材料のシートの開口が互いに整合された状態にて電解質材料のシートを積み重ね、これにより、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが得られるようにするステップと、開口が各ピース内に延びるようにスタックを複数のピースに分割するステップと、複数の平行なプレート状のカソード電極材料層に電気的に接続されて、カソード電極材料の外側本体を形成するようにカソード電極材料を各ピースの外側面の上に更に蒸着するステップと、複数の平行なプレート状のアノード電極材料層に電気的に接続されて、アノード電極材料の内側導管を形成するようにアノード電極材料を各開口の内面の上に蒸着し、カソード電極材料の外側本体から開口に向けて延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、開口から離れて内側導管から延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが電解質材料のシートを介して互いに指状嵌合するようにするステップと、更なる電解質材料を各ピースの一端にわたって蒸着し、上記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池が得られるようにするステップとを備えている。 A method of manufacturing a fuel cell according to a further feature of the present invention includes a step of providing a plurality of sheets of high density non-porous electrolyte material, a step of forming a plurality of openings in each sheet of the electrolyte material, and a cathode electrode material. The step of depositing the porous cathode electrode material deposited as a layer forming a window array consistent with a plurality of openings on the first surface of each sheet of the electrolyte material, which is absent and separated from each other by voids. The step of depositing a ring array of porous anode electrode material that is consistent with the window array onto the opposite second surface of each sheet of electrolyte material and the inside of the window, but with the cathode electrode material or opening. The step of depositing additional electrolyte material on the first surface of each sheet to avoid coating and filling the voids between adjacent islands, but not covering the porous anode electrode material or openings. The step of depositing an additional electrolyte material sheet on the second surface of each sheet and the layers of the cathode electrode material of the adjacent sheet of electrolyte material contact each other, the windows are aligned with each other, and of the adjacent sheet of electrolyte material. A plurality of parallel sheets of the electrolyte material were stacked in a state where the rings of the anode electrode materials were in contact with each other and aligned with each other, and the openings of the sheets of the electrolyte material were aligned with each other, whereby the sheets of the electrolyte material were interposed between them. A step to obtain a plate-shaped cathode electrode material layer and a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers with a sheet of electrolyte material interposed between them, and an opening extending in each piece. The step of dividing the stack into multiple pieces and the outer surface of each piece of cathode electrode material so that it is electrically connected to multiple parallel plate-like cathode electrode material layers to form the outer body of the cathode electrode material. A step of further deposition on top of the anode electrode material is electrically connected to multiple parallel plate-shaped anode electrode material layers to form an inner conduit of the anode electrode material on the inner surface of each opening. A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers extending from the outer body of the cathode electrode material toward the opening and a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers extending from the inner conduit away from the opening are electrolytes. A step of finger-fitting each other through a sheet of material and a step of depositing additional electrolyte material over one end of each piece and closing one end of the conduit of the piece to obtain a fuel cell. And have.

本発明の更なる特徴に従って少なくとも１つの燃料電池を製造する方法は、少なくとも１つの高密度非多孔性電解質材料のシートを提供するステップと、電解質材料の各シートに複数の開口を形成するステップと、カソード電極材料が存在せず、かつ複数の開口と整合した窓アレーを画成する層として蒸着された多孔性カソード電極材料を電解質材料の各シートの第１の表面上に蒸着するステップと、空隙により互いに分離され、かつ窓アレーと整合した多孔性アノード電極材料のリングアレーを開口の回りにて電解質材料の各シートの反対側の第２の表面上に蒸着するステップと、窓の内側であるが、カソード電極材料又は開口を被覆しないように追加の電解質材料を各シートの第１の表面の上に蒸着するステップと、リングの間の空隙を充填するが、多孔性アノード電極材料又は開口を被覆しないように追加の電解質材料シートを各シートの第２の表面上に蒸着するステップと、開口が各部分内に延びるように少なくとも１つのシートを複数の部分に分割するステップと、電解質材料の隣接するシートのカソード電極材料の層が互いに接触し、窓が互いに整合され、電解質材料の隣接するシートのアノード電極材料のリングが互いに接触し、電解質材料のシートの開口が互いに整合された状態にて複数の部分を少なくとも１つのピースとなるように積み重ね、これにより、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、その間に電解質材料のシートを介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが得られるようにするステップと、複数の平行なプレート状のカソード電極材料層に電気的に接続されて、カソード電極材料の外側本体を形成するようにカソード電極材料を各ピースの外側面の上に更に蒸着するステップと、複数の平行なプレート状のアノード電極材料層に電気的に接続されて、アノード電極材料の内側導管を形成するようにアノード電極材料を各開口の内面の上に蒸着し、カソード電極材料の外側本体から開口に向けて延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料層と、開口から離れて内側導管から延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料層とが電解質材料のシートを介して互いに指状嵌合するようにするステップと、更なる電解質材料を各少なくとも１つのピースの一端にわたって蒸着し、上記ピースの導管の一端を閉じて、少なくとも１つの燃料電池が得られるようにするステップとを備えている。 A method of manufacturing at least one fuel cell according to a further feature of the present invention includes a step of providing at least one sheet of high density non-porous electrolyte material and a step of forming multiple openings in each sheet of electrolyte material. A step of depositing a porous cathode electrode material deposited as a layer forming a window array consistent with a plurality of openings in the absence of the cathode electrode material on the first surface of each sheet of the electrolyte material. In the window, with the step of depositing a ring array of porous anode electrode materials separated from each other by voids and consistent with the window array on the opposite second surface of each sheet of electrolyte material around the opening. There is a step of depositing additional electrolyte material on the first surface of each sheet so as not to cover the cathode electrode material or openings, and filling the voids between the rings, but the porous electrode materials or openings. An additional electrolyte material sheet is deposited on the second surface of each sheet so as not to cover the electrode material, and at least one sheet is divided into a plurality of parts so that an opening extends into each portion. The layers of the cathode electrode material of the adjacent sheets of the electrolyte material are in contact with each other, the windows are aligned with each other, the rings of the anode electrode material of the adjacent sheet of the electrolyte material are in contact with each other, and the openings of the sheets of the electrolyte material are aligned with each other. Multiple parts are stacked so as to form at least one piece, whereby a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers having a sheet of electrolyte material interposed between them, and a sheet of electrolyte material interposed between them. A step of obtaining a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material layers and electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers to form an outer body of the cathode electrode material. The step of further depositing the cathode electrode material on the outer surface of each piece so as to be electrically connected to multiple parallel plate-shaped anode electrode material layers to form an inner conduit of the anode electrode material. A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material layers extending from the outer body of the cathode electrode material toward the opening and a plurality of layers extending from the inner conduit away from the opening by depositing an anode electrode material on the inner surface of each opening. A step of allowing parallel plate-shaped anode electrode material layers to finger-fit each other through a sheet of electrolyte material, and additional electrolyte material deposited over one end of each at least one piece and conduit of said piece. Close one end of It comprises steps to obtain at least one fuel cell.

本発明は、添付図面を参照して単に一例として以下により詳細に説明する。
本願発明による複数の燃料電池を有する燃料電池スタックの部分切断斜視図である。 本願発明による複数の燃料電池を有する燃料電池組立体の一部を拡大した断面図である。 本願発明による複数の燃料電池を有する燃料電池組立体の一部の斜視図である。 図２に示される燃料電池の部分の更に拡大した断面図である。 本願発明による複数の燃料電池を有する２つの燃料電池組立体を備える燃料電池モジュールの一部の断面図である。 図５に示される燃料電池モジュールを通るＸ−Ｘ線方向の断面図である。 本願発明による複数の燃料電池を有する２つの燃料電池組立体を備える２つの隣接する燃料電池モジュールの一 部の断面図である。 本願発明による複数の燃料電池を有 する更なる燃料電池スタックの一部を切り欠いた斜視図である。 図９ａは、本願発明による燃料電池の製造段階の図である。 図９ｂは、本願発明による燃料電池の製造段階の図である。 図９ｃは、本願発明による燃料電池の製造段階の図である。 図９ｄは、本願発明による燃料電池の製造段階の図である。 図９ｅは、本願発明による燃料電池の製造段階の図である。 図９ｆは、本願発明による燃料電池の製造段階の図である。 図９ｇは、本願発明による燃料電池の製造段階の図である。 図１０ａは、図９ｃ中、電解質シート１００の方向Ａ-Ａ´への断面図である。 図１０ｂは、図９ｄ中、電解質シート１００の方向Ｂ-Ｂ´への断面図である。 図１１ａは、本願発明の第二の実施の形態による燃料電池の製造段階の図である。 図１１ｂは、本願発明の第二の実施の形態による燃料電池の製造段階の図である。 図１１ｃは、本願発明の第二の実施の形態による燃料電池の製造段階の図である。 図１１ｄは、本願発明の第二の実施の形態による燃料電池の製造段階の図である。 図１１ｅは、本願発明の第二の実施の形態による燃料電池の製造段階の図である。 図１１ｆは、本願発明の第二の実施の形態による燃料電池の製造段階の図である。 図１１ｇは、本願発明の第二の実施の形態による燃料電池の製造段階の図である。 図１２ａは、図１１ｃ中、電解質シート１００の方向Ｃ-Ｃ´への断面図である。 図１２ｂは、図１１ｄ中、電解質シート１００の方向Ｄ−Ｄ´への断面図である。 The present invention will be described in more detail below by way of example only with reference to the accompanying drawings.
It is a partially cutaway perspective view of the fuel cell stack having a plurality of fuel cells according to the present invention. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part of a fuel cell assembly having a plurality of fuel cells according to the present invention. It is a perspective view of a part of a fuel cell assembly having a plurality of fuel cells according to the present invention. It is a further enlarged sectional view of the part of the fuel cell shown in FIG. It is a cross-sectional view of a part of a fuel cell module including two fuel cell assemblies having a plurality of fuel cells according to the present invention. It is sectional drawing in the X-ray direction passing through the fuel cell module shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of two adjacent fuel cell modules comprising two fuel cell assemblies having a plurality of fuel cells according to the present invention. It is a perspective view which cut out a part of the further fuel cell stack which has a plurality of fuel cells according to the present invention. FIG. 9a is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the present invention. FIG. 9b is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the present invention. FIG. 9c is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the present invention. FIG. 9d is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the present invention. FIG. 9e is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the present invention. FIG. 9f is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the present invention. FIG. 9g is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the present invention. FIG. 10a is a cross-sectional view of the electrolyte sheet 100 in the direction AA'in FIG. 9c. FIG. 10b is a cross-sectional view of the electrolyte sheet 100 in the direction BB'in FIG. 9d. FIG. 11a is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11b is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11c is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11d is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11e is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11f is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11g is a diagram of a fuel cell manufacturing stage according to the second embodiment of the present invention. FIG. 12a is a cross-sectional view of the electrolyte sheet 100 in the direction CC'in FIG. 11c. FIG. 12b is a cross-sectional view of the electrolyte sheet 100 in the direction DD'in FIG. 11d.

固体酸化物型燃料電池スタック１０は、図１で示されるように、ケーシング１２の内に配置された複数の固体酸化物型燃料電池モジュール１４を備えている。固体酸化物型燃料電池モジュール１４はそれぞれ、複数の固体酸化物型燃料電池１６を備えている。 As shown in FIG. 1, the solid oxide fuel cell stack 10 includes a plurality of solid oxide fuel cell modules 14 arranged in the casing 12. Each solid oxide fuel cell module 14 includes a plurality of solid oxide fuel cells 16.

各固体酸化物型燃料電池１６は、図２、３、４に明示されるように、多孔性のアノード電極１８と、高密度非多孔性の電解質２０および多孔性のカソード電極２２を備えている。アノード電極１８は、第１部材２４と、第１部材２４から延びる複数の平行プレート部材２６を備えている。同様に、カソード電極２２は第２部材２８と、第２部材２８から延びる複数の平行プレート部材３０を備えている。カソード電極２２の第２部材２８のプレート部材３０は、アノード電極１８の第１部材２４のプレート部材２６と指状嵌合する。高密度非多孔性の電解質２０は、アノード電極１８の第１部材２４とカソード電極２２の第２部材２８との間のスペース、およびアノード電極１８の第１部材２４の平行プレート部材２６とカソード電極２２の第２部材２８の平行なプレート部材３０との間のスペースを満たす。アノード電極１８の第１部材２４および平行プレート２６、また、カソード電極２２の第２部材２８および平行プレート３０は気体透過性／気体浸透性を有する。 As shown in FIGS. 2, 3 and 4, each solid oxide fuel cell 16 includes a porous anode electrode 18, a high-density non-porous electrolyte 20 and a porous cathode electrode 22. .. The anode electrode 18 includes a first member 24 and a plurality of parallel plate members 26 extending from the first member 24. Similarly, the cathode electrode 22 includes a second member 28 and a plurality of parallel plate members 30 extending from the second member 28. The plate member 30 of the second member 28 of the cathode electrode 22 is finger-fitted with the plate member 26 of the first member 24 of the anode electrode 18. The high-density non-porous electrolyte 20 includes a space between the first member 24 of the anode electrode 18 and the second member 28 of the cathode electrode 22, and the parallel plate member 26 and the cathode electrode of the first member 24 of the anode electrode 18. It fills the space between the second member 28 of 22 and the parallel plate member 30. The first member 24 and the parallel plate 26 of the anode electrode 18 and the second member 28 and the parallel plate 30 of the cathode electrode 22 have gas permeability / gas permeability.

図２および３で示される構造では、カソード電極２２の第２部材２８は、酸化剤（例えば酸素、空気）の流れ用の導管３２を形成する。カソード電極２２の第２部材２８の第１端３４は、電解質２０によって密封され、この場合、電解質２０は第２部材２８の第１端３４を横切って伸びるように配置されている。代替的には、第２部材２８の第１端３４を閉じて密閉するために、端部キャップが設けられてもよい。第２部材２８の第２端３６は、酸化剤、酸素又は空気の流れを許容するのに、第２部材２８内の導管３２の図中下端が開口している。 In the structure shown in FIGS. 2 and 3, the second member 28 of the cathode electrode 22 forms a conduit 32 for the flow of an oxidant (eg, oxygen, air). The first end 34 of the second member 28 of the cathode electrode 22 is sealed by the electrolyte 20, in which case the electrolyte 20 is arranged to extend across the first end 34 of the second member 28. Alternatively, an end cap may be provided to close and seal the first end 34 of the second member 28. The second end 36 of the second member 28 is open at the lower end in the drawing of the conduit 32 in the second member 28 to allow the flow of oxidant, oxygen or air.

アノード電極１８の第１部材２４およびカソード電極２２の第２部材２８は中空の管であり、横断面が実質的に矩形であり 、アノード電極１８の第１部材２４は、カソード電極２２の第２部材２８の周りに配置され、平行プレート部材２６は、アノード電極１８の第１部材２４からカソード電極２２の第２部材２８の方へ延び、またカソード電極２２の第２部材２８の平行プレート部材３０は、第２部材２８からアノード電極１８の第１部材２４の方へ延びており、酸化剤はカソード電極１８の第２部材２８内へ供給され、燃料はアノード電極１８の第１部材２４の周りに供給される。同様に、アノード電極１８の第１部材２４のプレート部材２６は実質的に矩形であり、カソード電極２２の第２部材２８のプレート部材３０も矩形である。 The first member 24 of the anode electrode 18 and the second member 28 of the cathode electrode 22 are hollow tubes and have a substantially rectangular cross section, and the first member 24 of the anode electrode 18 is the second member 24 of the cathode electrode 22. Arranged around the member 28, the parallel plate member 26 extends from the first member 24 of the anode electrode 18 toward the second member 28 of the cathode electrode 22 and also the parallel plate member 30 of the second member 28 of the cathode electrode 22. Extends from the second member 28 toward the first member 24 of the anode electrode 18, the oxidizing agent is supplied into the second member 28 of the cathode electrode 18, and the fuel is around the first member 24 of the anode electrode 18. Is supplied to. Similarly, the plate member 26 of the first member 24 of the anode electrode 18 is substantially rectangular, and the plate member 30 of the second member 28 of the cathode electrode 22 is also rectangular.

アノード電極１８の平行プレート部材２６と、カソード電極２２の平行プレート部材３０および電解質部材２３には、整合された開口が設けられており、その中では酸化剤の流れ用の導管３２を形成するために、カソード電極２２の第２部材２８が配置されている。 The parallel plate member 26 of the anode electrode 18, the parallel plate member 30 of the cathode electrode 22, and the electrolyte member 23 are provided with matched openings in which the conduit 32 for the flow of the oxidant is formed. The second member 28 of the cathode electrode 22 is arranged therein.

代替的には、アノード電極１８の第１部材２４は実質的に円形、六角形、三角形、正方形およびそのほかの適切な断面形状でよく、また、カソード電極２２の第２部材２８も実質的に円形、六角形、三角形、正方形およびそのほかの適切な断面形状で、第１部材２４と同じ形状を有していてもよい。また代替的には、アノード電極１８の第１部材２４の平行プレート部材２６は、円形、六角形、三角形、正方形およびそのほかの適切な断面形状でよく、また、カソード電極２２の第２部材２８の平行プレート部材３０も、円形、六角形、三角形、正方形およびそのほかの適切な断面形状でよい。 Alternatively, the first member 24 of the anode electrode 18 may be substantially circular, hexagonal, triangular, square and other suitable cross-sectional shapes, and the second member 28 of the cathode electrode 22 is also substantially circular. , Hexagon, triangle, square and other suitable cross-sectional shapes, which may have the same shape as the first member 24. Alternatively, the parallel plate member 26 of the first member 24 of the anode electrode 18 may be circular, hexagonal, triangular, square and other suitable cross-sectional shapes, and of the second member 28 of the cathode electrode 22. The parallel plate member 30 may also be circular, hexagonal, triangular, square and other suitable cross-sectional shapes.

固体酸化物型燃料電池組立体３８内には、複数の固体酸化物型燃料電池１６が配置され、特に、固体酸化物型燃料電池１６は高密度非多孔性部材４０上に配置され、また、高密度非多孔性部材４０は複数の開口４２を備え、各開口４２は固体酸化物型燃料電池１６の対応する１つのカソード電極２２の第２部材２８と整合され、且つ固体酸化物型燃料電池１６の対応する１つのカソード電極２２の第２部材２８内の導管３２に酸化剤を供給するように配置されている。各固体酸化物型燃料電池１６は、酸化剤が燃料側へ漏れるか又はその逆を防ぐために、高密度非多孔性部材４０に対して接合され気密状態で密閉される。 A plurality of solid oxide fuel cells 16 are arranged in the solid oxide fuel cell assembly 38, and in particular, the solid oxide fuel cell 16 is arranged on the high-density non-porous member 40, and the solid oxide fuel cell 16 is arranged on the high-density non-porous member 40. The high-density non-porous member 40 includes a plurality of openings 42, each opening 42 being matched with the second member 28 of one corresponding cathode electrode 22 of the solid oxide fuel cell 16 and the solid oxide fuel cell. 16 are arranged to supply the oxidant to the conduit 32 in the second member 28 of the corresponding one cathode electrode 22. Each solid oxide fuel cell 16 is joined to a high-density non-porous member 40 and sealed in an airtight state in order to prevent the oxidant from leaking to the fuel side or vice versa.

図２および図３で示されるように、１つ以上の電気的な相互接続コネクター４４が、１つの固体酸化物型燃料電池１６のアノード電極１８の第１部材２４を、隣接する固体酸化物型燃料電池１６のカソード電極２２の第２部材２８に相互接続するために設けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, one or more electrical interconnect connectors 44 are adjacent solid oxide type first members 24 of the anode electrode 18 of one solid oxide fuel cell 16. It is provided to interconnect to the second member 28 of the cathode electrode 22 of the fuel cell 16.

一般に、図５および図６で示されるように、これらの固体酸化物型燃料電池組立体３８のうちの２つは、固体酸化物型燃料電池モジュール４６を形成するために設けられる。固体酸化物型燃料電池モジュール４６は、第１の高密度非多孔性プレート４０Ａおよび第２の高密度非多孔性プレート４０Ｂを備えている。第１の高密度非多孔性プレート４０Ａは、複数の固体酸化物型燃料電池１６のそれぞれの１つのカソード電極２２の第２部材２８に酸化剤を供給するための複数の開口４２を有している。第２の高密度非多孔性プレート４０Ｂは、複数の固体酸化物型燃料電池１６のそれぞれの１つのカソード電極２２の第２部材２８に酸化剤を供給するための複数の開口４２を有している。第１および第２の高密度非多孔性プレート４０Ａ，４０Ｂは、実質的にこれらの間に位置する固体酸化物型燃料電池１６と平行に配置され、これにより固体酸化物型燃料電池１６のアノード電極１８の第１部材２４への燃料供給用の通路５０を形成している。２つの縁部材４８Ａ，４８Ｂが設けられている。縁部材４８Ａは、第１の高密度非多孔性プレート４０Ａおよび第２の高密度非多孔性プレート４０Ｂのそれぞれの第１縁４１Ａ，４１Ｃに接合され密閉されている。同様に、縁部材４８Ｂは、第１の高密度非多孔性プレート４０Ａおよび第２の高密度非多孔性プレート４０Ｂのそれぞれの第２縁４１Ｂ，４１Ｄに接合され密閉されている。第１の高密度非多孔性プレート４０Ａおよび第２の高密度非多孔性プレート４０Ｂのそれぞれの第１端部４３Ａと４３Ｃとの間の隙間は、通路５０への燃料供給を許容するために開いており、第１の高密度非多孔性プレート４０Ａおよび第２の高密度非多孔性プレート４０Ｂのそれぞれの第２端部４３Ｂと４３Ｄとの間の隙間は、通路５０からの燃料の排出を許容するために開いている。したがって、第１と第２の高密度非多孔性プレート４０Ａおよび４０Ｂ、縁部材４８Ａおよび４８Ｂは、チューブを形成する。 Generally, as shown in FIGS. 5 and 6, two of these solid oxide fuel cell assemblies 38 are provided to form the solid oxide fuel cell module 46. The solid oxide fuel cell module 46 includes a first high-density non-porous plate 40A and a second high-density non-porous plate 40B. The first high-density non-porous plate 40A has a plurality of openings 42 for supplying an oxidant to the second member 28 of each one cathode electrode 22 of the plurality of solid oxide fuel cells 16. There is. The second high-density non-porous plate 40B has a plurality of openings 42 for supplying an oxidant to the second member 28 of each one cathode electrode 22 of the plurality of solid oxide fuel cells 16. There is. The first and second high-density non-porous plates 40A and 40B are arranged substantially parallel to the solid oxide fuel cell 16 located between them, whereby the anode of the solid oxide fuel cell 16 is arranged. A passage 50 for supplying fuel to the first member 24 of the electrode 18 is formed. Two edge members 48A and 48B are provided. The edge member 48A is joined and sealed to the first edges 41A and 41C of the first high-density non-porous plate 40A and the second high-density non-porous plate 40B, respectively. Similarly, the edge member 48B is joined and sealed to the second edges 41B and 41D of the first high-density non-porous plate 40A and the second high-density non-porous plate 40B, respectively. The gap between the first ends 43A and 43C of the first high-density non-porous plate 40A and the second high-density non-porous plate 40B, respectively, is opened to allow fuel supply to the passage 50. The gap between the second end 43B and 43D of each of the first high-density non-porous plate 40A and the second high-density non-porous plate 40B allows fuel to be discharged from the passage 50. Open to do. Therefore, the first and second high-density non-porous plates 40A and 40B, the edge members 48A and 48B form a tube.

第１と第２の高密度非多孔性プレート４０Ａおよび４０Ｂの上の固体酸化物型燃料電池１６は所定のパターンで配置されており、この例において、第１の高密度非多孔性プレート４０Ａ上の固体酸化物型燃料電池１６は、高密度非多孔性プレート４０Ａおよび４０Ｂの各縁部の間の方向、およびさらに高密度非多孔性プレート４０Ａおよび４０Ｂの各端部間の方向に向けて、第２の高密度非多孔性プレート４０Ｂ上に固体酸化物型燃料電池１６と交互に配置される。尚、正方形のパターンについて説明したが、六角形や八角形などの他のパターンを使用してもよい。 The solid oxide fuel cells 16 on the first and second high density non-porous plates 40A and 40B are arranged in a predetermined pattern, and in this example, on the first high-density non-porous plate 40A. The solid oxide fuel cell 16 is oriented in the direction between the edges of the high density non-porous plates 40A and 40B, and further in the direction between the ends of the high-density non-porous plates 40A and 40B. The solid oxide fuel cell 16 is alternately arranged on the second high-density non-porous plate 40B. Although the square pattern has been described, other patterns such as hexagons and octagons may be used.

動作については、燃料すなわち水素は固体酸化物型燃料電池モジュール４６内の通路５０に供給され、燃料すなわち水素はアノード電極１８の第１部材２４に接し、また、酸化剤すなわち酸素又は空気は、固体酸化物型燃料電池モジュール４６の外部の表面に供給され、その酸化剤すなわち酸素又は空気は、第１と第２の非多孔性プレート４０Ａおよび４０Ｂの開口４２を通って導管３２の中へ流れ、カソード電極２２の第２部材２８と接する。 For operation, the fuel or hydrogen is supplied to the passage 50 in the solid oxide fuel cell module 46, the fuel or hydrogen is in contact with the first member 24 of the anode electrode 18, and the oxidant or oxygen or air is solid. Supplied to the outer surface of the oxide fuel cell module 46, its oxidant or oxygen or air flows into the conduit 32 through the openings 42 of the first and second non-porous plates 40A and 40B. It is in contact with the second member 28 of the cathode electrode 22.

燃料は、最初に、固体酸化物型燃料電池１６のアノード電極１８の第１部材２４中へ拡散し、次に、第１部材２４から固体酸化物型燃料電池１６のアノード電極１８の平行プレート部材２６中へ拡散する。同様に、酸化剤は、最初に固体酸化物型燃料電池１６のカソード電極２２の第２部材２８中へ拡散し、次に、第２部材２８から固体酸化物型燃料電池１６のカソード電極２２の平行プレート部材３０中へ拡散する。各固体酸化物型燃料電池１６中の電解質２０は、それぞれの導管３２を閉じて、燃料と酸化剤の混合を防ぐ。 The fuel first diffuses into the first member 24 of the anode electrode 18 of the solid oxide fuel cell 16, and then from the first member 24 the parallel plate member of the anode electrode 18 of the solid oxide fuel cell 16. Diffuse into 26. Similarly, the oxidant first diffuses into the second member 28 of the cathode electrode 22 of the solid oxide fuel cell 16 and then from the second member 28 to the cathode electrode 22 of the solid oxide fuel cell 16. It diffuses into the parallel plate member 30. The electrolyte 20 in each solid oxide fuel cell 16 closes its conduit 32 to prevent mixing of the fuel and the oxidant.

各アノード電極１８の平行プレート部材２６および各カソード電極２２の平行プレート部材３０は、単一の固体酸化物型燃料電池１６を形成するために電気的に並列に接続される。各固体酸化物型燃料電池１６の電解質２０は、アノード電極１８の平行プレート部材２６のすべての表面の間に位置して且つ接触し、そしてカソード電極２２の平行プレート部材３０のすべての表面の間に位置して接触し、これにより電解質２０と平行プレート部材２６の間にスペースがなくなり、また、電解質２０と平行プレート部材３０の間にスペースがなくなる。したがって、燃料は、単に、多孔性の平行プレート部材２６中を拡散によって流れ、また、酸化剤は、単に多孔性の平行プレート部材３０中を拡散によって流れる。 The parallel plate member 26 of each anode electrode 18 and the parallel plate member 30 of each cathode electrode 22 are electrically connected in parallel to form a single solid oxide fuel cell 16. The electrolyte 20 of each solid oxide fuel cell 16 is located and in contact with all surfaces of the parallel plate member 26 of the anode electrode 18 and between all surfaces of the parallel plate member 30 of the cathode electrode 22. There is no space between the electrolyte 20 and the parallel plate member 26, and there is no space between the electrolyte 20 and the parallel plate member 30. Therefore, the fuel simply flows through the porous parallel plate member 26 by diffusion, and the oxidant simply flows through the porous parallel plate member 30 by diffusion.

熱は平行プレート部材２６および３０を通って熱伝導によって固体酸化物型燃料電池１６から伝達され、次に、熱の一部は伝導的にそして一部は対流的に、アノード電極１８の第１部材２４から燃料へ、およびカソード電極２２の第２部材２８から酸化剤へ伝達される。 Heat is transferred from the solid oxide fuel cell 16 by heat conduction through the parallel plate members 26 and 30, and then part of the heat is conductive and partly convective, the first of the anode electrodes 18. It is transmitted from the member 24 to the fuel and from the second member 28 of the cathode electrode 22 to the oxidizing agent.

この構造では、酸化剤は、気泡流れ（flow bubble）によって開口４２に流れ込む。
図７は、固体酸化物型燃料電池スタックの中で、実質的に互いに平行に配置された２つの固体酸化物型燃料電池モジュール４６を示している。この構造では、固体酸化物型燃料電池モジュール４６のプレート４０Ａおよび４０Ｂには、複数の***部材５２が設けられている。１つの固体酸化物型燃料電池モジュール４６のプレート４０Ａの上の***部材５２は、酸化剤すなわち酸素または空気を開口４２に向けて方向付けるために隣接する固体酸化物型燃料電池モジュール４６のプレート４０Ｂの開口４２のそれぞれの１つに整合して位置決めされ、同様に、１つの固体酸化物型燃料電池モジュール４６のプレート４０Ｂの開口４２上の***部材５２は、酸化剤すなわち酸素または空気を開口４２に向けて方向付けるために隣接する固体酸化物型燃料電池モジュール４６のプレート４０Ａの開口４２のそれぞれの１つに整合して位置決めされている。 In this structure, the oxidant flows into the opening 42 by a flow bubble.
FIG. 7 shows two solid oxide fuel cell modules 46 arranged substantially parallel to each other in the solid oxide fuel cell stack. In this structure, the plates 40A and 40B of the solid oxide fuel cell module 46 are provided with a plurality of raised members 52. The raised member 52 on the plate 40A of one solid oxide fuel cell module 46 is a plate 40B of the adjacent solid oxide fuel cell module 46 to direct the oxidant, i.e. oxygen or air, towards the opening 42. The raised member 52 on the opening 42 of the plate 40B of the plate 40B of one solid oxide fuel cell module 46 is positioned consistently with each one of the openings 42 of It is aligned and positioned with each one of the openings 42 of the plate 40A of the adjacent solid oxide fuel cell module 46 to orient towards.

固体酸化物型燃料電池モジュール４６は、図１に示されるように、各固体酸化物型燃料電池モジュール４６の一端が燃料供給マニホールドに接続され、また各固体酸化物型燃料電池モジュール４６の他端が消費燃料マニホールドに接続されるように配置されてもよい。 As shown in FIG. 1, the solid oxide fuel cell module 46 has one end of each solid oxide fuel cell module 46 connected to the fuel supply manifold and the other end of each solid oxide fuel cell module 46. May be arranged so as to be connected to the fuel consumption manifold.

固体酸化物型燃料電池モジュール４６は、図８に示されるように、固体酸化物型燃料電池モジュール４６の一つの第１端が燃料供給マニホールドに接続され且つ固体酸化物型燃料電池モジュール４６の一つの第２端が消費燃料マニホールドに接続されるように配置され、そして固体酸化物型燃料電池モジュール４６の残りが、固体酸化物型燃料電池モジュール４６の第１端が隣接する固体酸化物型燃料電池モジュール４６の第２端に接続され且つ燃料が連続的にすべての固体酸化物型燃料電池モジュール４６を通って供給されるように配置される。 As shown in FIG. 8, the solid oxide fuel cell module 46 has one first end of the solid oxide fuel cell module 46 connected to the fuel supply manifold and one of the solid oxide fuel cell modules 46. One second end is arranged so as to be connected to the fuel consumption manifold, and the rest of the solid oxide fuel cell module 46 is a solid oxide fuel adjacent to the first end of the solid oxide fuel cell module 46. It is connected to the second end of the battery module 46 and is arranged such that fuel is continuously supplied through all solid oxide fuel cell modules 46.

電解質２０はジルコニア、好ましくはイットリア安定化ジルコニアからなり、他の適切な材料が使用されてもよい。
アノード電極１８は、例えばニッケルをドープしたイットリア安定化ジルコニア（Ｎｉ−ＹＳＺ）からなるが、他の適切な材料が使用されてもよい。 The electrolyte 20 consists of zirconia, preferably yttria-stabilized zirconia, and other suitable materials may be used.
The anode electrode 18 consists of, for example, nickel-doped yttria-stabilized zirconia (Ni-YSZ), but other suitable materials may be used.

カソード電極２２は、例えばストロンチウムをドープしたランタン水マンガン（ＬＳＭ）からなるが、他の適切な材料が使用されてもよい。
例として、本願発明による単一の固体酸化物型燃料電池は、長さ６ｍｍ、幅３ｍｍおよび厚さ２ｍｍを持っている。 The cathode electrode 22 is made of, for example, strontium-doped lanthanum aqueous manganese (LSM), but other suitable materials may be used.
As an example, a single solid oxide fuel cell according to the present invention has a length of 6 mm, a width of 3 mm and a thickness of 2 mm.

第１部材は、燃料の流れ用の導管を形成している。第１部材の第１端は端部キャップか電解質によって密閉されることが望ましい。
本願発明は、高密度非多孔性のチューブおよび第２部材に燃料を供給するための開口を有する高密度非多孔性のチューブ上に配置された固体酸化物型燃料電池に関して説明しているが、高密度非多孔性のチューブおよび第１部材に燃料を供給するための開口を有する高密度非多孔性のチューブ上に配置された固体酸化物型燃料電池に関しても同様に可能である。 The first member forms a conduit for the flow of fuel. It is desirable that the first end of the first member be sealed with an end cap or electrolyte.
Although the present invention describes a solid oxide fuel cell arranged on a high density non-porous tube and a high density non-porous tube having an opening for supplying fuel to a second member, The same is possible for a solid oxide fuel cell arranged on a high density non-porous tube and a high density non-porous tube having an opening for supplying fuel to the first member.

第１部材および第２部材が中空のチューブであって、第２部材が第１部材のまわりに位置決めされ、平行プレート部材が第１部材から第２部材へ向かって延び、また平行プレート部材が第２部材から第１部材へ向かって延び、燃料が第１部材へ供給され、酸化剤が第２部材のまわりに供給されるような、燃料電池の配置を提供することは可能である。 The first member and the second member are hollow tubes, the second member is positioned around the first member, the parallel plate member extends from the first member to the second member, and the parallel plate member is the first. It is possible to provide a fuel cell arrangement that extends from the two members towards the first member, fuel is supplied to the first member, and oxidants are supplied around the second member.

本願発明は、高密度非多孔性プレートおよび第２部材に酸化剤を供給するための開口を有する高密度非多孔性プレート上に配置された固体酸化物型燃料電池に関して説明したが、高密度非多孔性プレートおよび第１部材に燃料を供給するための開口を有する高密度非多孔性プレート上に配置された固体酸化物型燃料電池に関しても同様に可能である。 Although the present invention has described a high density non-porous plate and a solid oxide fuel cell arranged on a high density non-porous plate having an opening for supplying an oxidant to a second member, the present invention has been described. The same is possible for a solid oxide fuel cell arranged on a porous plate and a high density non-porous plate having an opening for supplying fuel to the first member.

本願発明は固体酸化物型燃料電池に関して説明したが、それは、他のセラミック燃料電池、他のタイプの燃料電池又は固体酸化物電解セルにも同様に適用可能である。
本願発明の利点は、副次ユニット(sub unit)のための大きさを非常に小さくでき、無駄なく非常に小さな燃料電池ピッチを可能にするということである。 Although the present invention has described a solid oxide fuel cell, it is similarly applicable to other ceramic fuel cells, other types of fuel cells or solid oxide electrolytic cells.
The advantage of the present invention is that the size for a subunit can be made very small, allowing for a very small fuel cell pitch without waste.

小さくされた燃料電池ピッチは局所的に平行な電流コレクタと共に、はるかに高い抵抗の電流コレクタ材料の潜在的な使用を可能にする。またそれは、電極材料としてだけ適切であると考えられてきた材料を、電極の個別の層として又は電極内で横断方向(lateral)の電流コレクタのために使用することを可能にする。 The reduced fuel cell pitch, along with locally parallel current collectors, allows for the potential use of much higher resistance current collector materials. It also allows materials that have been considered suitable only as electrode materials to be used as separate layers of electrodes or for lateral current collectors within the electrodes.

本願発明は、多層セラミック燃料電池、例えば多層固体酸化物型燃料電池を提供する。
本願発明は、各固体酸化物型燃料電池へ酸化剤や燃料を供給する単一の開口で説明されているが、各固体酸化物型燃料電池へ酸化剤や燃料を供給するための２つ以上の開口を提供することも可能である。固体酸化物型燃料電池が大きい場合、２つ以上の開口の使用が必要かもしれない。しかしながら、熱膨張係数の合致や熱伝導冷却の効率は、固体酸化物型燃料電池の寸法を制限するであろう。例えば、固体酸化物型燃料電池は、３０ｍｍの長さ、３０ｍｍの幅および３０mmの高さを上限とする寸法を持つであろう。 The present invention provides a multilayer ceramic fuel cell, for example, a multilayer solid oxide fuel cell.
The present invention is described by a single opening for supplying an oxidant or fuel to each solid oxide fuel cell, but two or more for supplying the oxidant or fuel to each solid oxide fuel cell. It is also possible to provide an opening for. If the solid oxide fuel cell is large, it may be necessary to use more than one opening. However, matching the coefficient of thermal expansion and the efficiency of heat conduction cooling will limit the dimensions of solid oxide fuel cells. For example, a solid oxide fuel cell will have dimensions up to 30 mm long, 30 mm wide and 30 mm high.

本願発明は、カソード電極の第２部材によって画成される固体酸化物型燃料電池内の導管に関して説明したが、カソード電極の平行プレート部材を電気的に並列に単に電気的に内部接続するカソード電極の第２部材や、カソード電極の平行プレート部材の縁部や非多孔性の電解質の縁部によって画成される導管に対しても同様に可能である。 Although the present invention has described the conduit in the solid oxide fuel cell defined by the second member of the cathode electrode, the cathode electrode which simply electrically internally connects the parallel plate members of the cathode electrode in parallel electrically. This is also possible for the second member of the above, the conduit defined by the edge of the parallel plate member of the cathode electrode, and the edge of the non-porous electrolyte.

加えて、本願発明は、アノード電極の第１部材によって画成される固体酸化物型燃料電池中の導管に関して説明したが、カソード電極の平行プレート部材を電気的に並列に単に電気的に内部接続するカソード電極の第１部材や、アノード電極の平行プレート部材の縁部や非多孔性の電解質の縁部によって画成される導管に対しても同様に可能である。 In addition, the present invention has described conduits in solid oxide fuel cells defined by the first member of the anode electrode, but the parallel plate members of the cathode electrode are simply electrically internally connected in parallel. This is also possible for the first member of the cathode electrode, the edge of the parallel plate member of the anode electrode, and the conduit defined by the edge of the non-porous electrolyte.

固体酸化物型燃料電池は、図９ａから図９ｆに示されるように製造される。図９ａには、テープ成形(tape casting)やドライ圧延(dry rolling)、すなわち、バインダー中のイットリア安定化ジルコニアのような電解質材料の粉末製法(powder preparation)により高密度非多孔性の電解質材料１００の複数の薄いシート／プレートを形成する状態が示されている。電解質材料のシート／プレートはそれぞれテープ鋳造の場合には乾燥される。バインダーは電解質材料から取り除かれ、また３μｍから３００μｍの厚さの高密度非多孔性の電解質の薄い連続的な高密度非多孔質シート／プレートを形成するために、電解質材料は、高温、例えば１０００°Ｃから１６００°Ｃで焼結させられる。 Solid oxide fuel cells are manufactured as shown in FIGS. 9a-9f. FIG. 9a shows a high density, non-porous electrolyte material 100 by tape casting or dry rolling, ie powder preparation of an electrolyte material such as yttria-stabilized zirconia in a binder. The state of forming multiple thin sheets / plates of is shown. Each sheet / plate of electrolyte material is dried in the case of tape casting. The binder is removed from the electrolyte material and the electrolyte material is heated to a high temperature, eg 1000, to form a thin continuous high density non-porous sheet / plate of high density non-porous electrolyte with a thickness of 3 μm to 300 μm. It is sintered at ° C to 1600 ° C.

図９ｂに示すように、複数の開口１０２が電解質１００の個々の高密度非多孔質シート／プレートに形成される。電解質材料１００の各シート／プレートの開口１０２は、矩形パターンで形成されるのが望ましい。開口は正方形、代替 As shown in FIG. 9b, a plurality of openings 102 are formed in the individual high density non-porous sheets / plates of the electrolyte 100. The openings 102 of each sheet / plate of the electrolyte material 100 are preferably formed in a rectangular pattern. Square opening, alternative

図９ｃに示すように、カソード電極材料１０４は、電解質材料１００の各シート／プレートの一方の表面１０８上に島状リング形アレーとして配置される。カソード材料の各リングは、隣接するリングから離間されて、リングアレーは、空隙により分離されている。図９ｃの断面Ａ−Ａ´は、図１０ａに示されている。図１０ａには、カソード材料１０４が電解質シート１００の全体を被覆しない、すなわち、電解質材料の一部は燃料電池の境界Ｘ、Ｙとなるであろう端縁と、蒸着されたカソード電極材料１０４の端縁との間にて露出していることがより明確に示されている。
図９ｄに示したように、アノード電極材料１０６は、スクリーン印刷またはステンシル印刷又は他の適切な方法を使用して、電解質材料１００のそれぞれのシート／プレートの反対側の表面１１０上に、その周りにアノード電極材料１０６が存在しない窓アレーを形成して蒸着される。アノード材料の該窓アレー内の各窓は、開口１０２の端縁から離間されている。図１０ｂには、図９ｄの断面Ｂ−Ｂ´が示され、また、カソード１０４の層、電解質１００の層及びアノード１００６の層という３つの層が示されている。図１０ｂには、アノード材料１０４が電解質シート１００の全体を被覆しない、すなわち、電解質材料の一部が蒸着されたアノード材料１０６と開口１０２の端縁との間にて露出していることがより明確に示されている。通常、両方の電極材料が単一炉環境で処理されるように、電極材料のうちの１つは前駆体物質(precursor material)である。 As shown in FIG. 9c, the cathode electrode material 104 is arranged as an island ring-shaped array on one surface 108 of each sheet / plate of the electrolyte material 100. Each ring of cathode material is separated from the adjacent ring and the ring array is separated by voids. The cross section AA'of FIG. 9c is shown in FIG. 10a. In FIG. 10a, the cathode material 104 does not cover the entire electrolyte sheet 100, that is, the edge of the electrolyte material where a portion of the electrolyte material will be the boundaries X, Y of the fuel cell, and the vapor-deposited cathode electrode material 104. It is more clearly shown that it is exposed between the edges.
As shown in FIG. 9d, the anode electrode material 106 is on and around the opposite surface 110 of each sheet / plate of the electrolyte material 100 using screen printing or stencil printing or other suitable method. A window array in which the anode electrode material 106 does not exist is formed and deposited. Each window in the window array of anode material is separated from the edge of the opening 102. FIG. 10b shows a cross section BB'of FIG. 9d, and three layers, a cathode 104 layer, an electrolyte 100 layer, and an anode 1006 layer. FIG. 10b shows that the anode material 104 does not cover the entire electrolyte sheet 100, that is, a portion of the electrolyte material is exposed between the deposited anode material 106 and the edge of the opening 102. It is clearly shown. Usually, one of the electrode materials is a precursor material so that both electrode materials are processed in a single furnace environment.

例えば、アノード電極材料は、ＮｉＯ−ＹＳＺアノード電極を形成する場合には、ＮｉＯ−ＹＳＺのような酸化雰囲気対応前駆体形態(an oxidising atmosphere compatible precursor form)で配置される。アノード電極材料は、ＬＭＳのようなカソード電極材料と同じ酸化炉環境で処理される。 For example, when forming a NiO-YSZ anode electrode, the anode electrode material is arranged in an oxidizing atmosphere compatible precursor form such as NiO-YSZ. The anode electrode material is treated in the same oxidation furnace environment as the cathode electrode material such as LMS.

代替的には、還元雰囲気中で発火に耐えることができるカソード材料前駆体を使用することは可能である。還元および酸化環境に耐えることができるアノード材料を使用することは可能であり、この場合、処理はすべて前駆体材料の必要無しに行なうことができる。 Alternatively, it is possible to use a cathode material precursor that can withstand ignition in a reducing atmosphere. It is possible to use an anode material that can withstand the reducing and oxidizing environments, in which case all treatments can be carried out without the need for precursor materials.

電極は、電流コレクタ層を形成するために、プラチナ、パラジウム、ニッケル、銀、金、代替的には銅などの二元又は三元合金のような電流コレクタ材料を追加的に印刷する(additional over printing)か又は浸入させる(infiltration)ことによって増強される。各電流コレクタ層は、印刷され乾燥され、結合剤が取り除かれ、次に、焼結させられるか、代替的には、電流コレクタ層は他の層と共に焼結させられる。 The electrodes additionally print current collector materials such as binary or ternary alloys such as platinum, palladium, nickel, silver, gold, and alternative copper to form the current collector layer. It is enhanced by printing or infiltration. Each current collector layer is printed and dried, the binder is removed, and then sintered, or alternative, the current collector layer is sintered with the other layers.

電極は、電解質材料の各シート／プレート上に所定のパターンで配置され、例えば、カソード電極材料１０４は、矩形または正方形断面の開口１０２のまわりに、矩形、代替的には正方形で配置される。アノード電極材料１０６は、矩形、代替的には正方形に形成された開口を伴うシートとして配置されるが、この開口は電解質材料１００のシートの矩形、代替的には正方形に形成された開口１０２よりも大きな寸法である。 The electrodes are arranged in a predetermined pattern on each sheet / plate of the electrolyte material, for example, the cathode electrode material 104 is arranged in a rectangular or alternative square around an opening 102 in a rectangular or square cross section. The anode electrode material 106 is arranged as a sheet with a rectangular, alternative, square-shaped opening, which is more than a rectangular, alternative, square-shaped opening 102 of the sheet of electrolyte material 100. Is also a large size.

図９ｅに示したように、追加の電解質材料１００Ａは、カソード材料１０４の島状リング間の空隙を充填するけれど、カソード材料又は開口１０４を被覆しないようにカソード材料１０４の周りに蒸着され、また、追加の電解質材料１００Ｂは、窓の内側であるが、アノード電極材料又は開口１０２を被覆しないように蒸着されている。この電極材料の蒸着の結果、電解質シート１００の表面１０８、１１０は実質的に平坦な表面となる。
図９ｆに示したように、複数の電解質材料１００のシートは、電解質材料１００のシートのすべての開口１０２が整合されるようにスタック１２０として配置される。さらに、スタック中の電解質材料の隣接するシートは、それらがそれらの間の面に関して互いに鏡像関係となるように配置される。したがって、電解質材料のシートは、電解質材料の隣接するシートのアノード電極１０６が互いに対面し、また電解質材料の隣接するシートのカソード電極１０４が互いに対面するように配置される。 As shown in FIG. 9e, the additional electrolyte material 100A fills the voids between the island rings of the cathode material 104, but is deposited around the cathode material 104 so as not to cover the cathode material or openings 104, and also. The additional electrolyte material 100B, which is inside the window, is deposited so as not to cover the anode electrode material or the opening 102. As a result of the vapor deposition of the electrode material, the surfaces 108 and 110 of the electrolyte sheet 100 become substantially flat surfaces.
As shown in FIG. 9f, the plurality of sheets of the electrolyte material 100 are arranged as a stack 120 so that all the openings 102 of the sheets of the electrolyte material 100 are aligned. In addition, adjacent sheets of electrolyte material in the stack are arranged so that they are mirror images of each other with respect to the plane between them. Therefore, the sheets of the electrolyte material are arranged so that the anode electrodes 106 of the adjacent sheets of the electrolyte material face each other and the cathode electrodes 104 of the adjacent sheets of the electrolyte material face each other.

電解質材料シート／プレート上に蒸着された電極材料の厚さは、電極に求められる厚さの半分であり、それは電解質材料の各シートが矩形のスタックの中でともに積み重ねられた時に、層の順序が電解質材料の隣接するシートで逆にされるように配置されるようになっている。したがって、互いの上に、４００枚以内の電解質材料シート、例えば２〜５０枚の電解質材料シートを積み重ねることは可能である。 The thickness of the electrode material deposited on the electrolyte material sheet / plate is half the thickness required for the electrode, which is the order of the layers when each sheet of electrolyte material is stacked together in a rectangular stack. Are arranged to be reversed on adjacent sheets of electrolyte material. Therefore, it is possible to stack up to 400 electrolyte material sheets, for example, 2 to 50 electrolyte material sheets, on top of each other.

電解質材料の連続的な層、又は互換性があり膨張率係数が適合した挿入材料(compatible expansion matched insert material)は、アノード電極の各組に反応物を供給するための開口が閉鎖され、そしてカソード電極の縁部から分離されるように、一般的にはスタックの最上層として含まれる。 A continuous layer of electrolyte material, or a compatible expansion matched insert material, has a closed opening to feed the reactants to each pair of anode electrodes, and a cathode. It is generally included as the top layer of the stack so that it is separated from the edges of the electrodes.

気体が一番下の多孔性電極層の縁部で逃げることができないようにするため、同様に穴の空けられた気密材料の層が一般的にはスタックの底部に設けられる。気密材料の層は、追加の電解質材料の蒸着物１００Ａ、１００Ｂの１つとし、又は基板材料、又は密閉ガスが電解質材料と互換性を持つ場合、気密材料層は、安定化ジルコニア材料又はマグネシア・マグネシウム・アルミン酸塩（ＭＭＡ）のような、比較的不活発な熱拡張係数の互換性をもつバリア材料である。 A similarly perforated layer of airtight material is typically provided at the bottom of the stack to prevent gas from escaping at the edges of the bottom porous electrode layer. The airtight material layer is one of the additional electrolyte material deposits 100A, 100B, or if the substrate material, or sealing gas is compatible with the electrolyte material, the airtight material layer is a stabilized zirconia material or magnesia. A barrier material with relatively inactive thermal expansion coefficient compatibility, such as magnesium aluminate (MMA).

スタック中の電極を備えた電解質材料のシートが既に燃えてしまった場合、未焼結材料や焼結助剤を伴う電解質材料のシートを被覆する必要がある。その結果、電解質材料のシートは共に燃焼時に活発に焼結する。しかしながら、適切なバインダーシステムが使用される場合、電解質シートの全スタックを一度だけで共に焼結させることは有益である。 If the sheet of electrolyte material with the electrodes in the stack has already burned, it is necessary to coat the sheet of unsintered material or electrolyte material with a sintering aid. As a result, both sheets of electrolyte material are actively sintered during combustion. However, if a suitable binder system is used, it is beneficial to sinter the entire stack of electrolyte sheets together only once.

その後、電解質材料のシートのスタックは、矩形、代替的には正方形の固体酸化物型燃料電池場合には、２つの垂直な方向にスタック１２０を切断することにより、複数の未処理の固体酸化物型燃料電池に分割される。したがって、スタックは電解質材料１００のシートの開口１０２の間の中央に位置する第１組の平行面Ｘで切断され、さらに電解質材料１００のシート中の開口１０２の間の中央に位置する第２組の平行面Ｙで切断され、第１組の平行面Ｘは第２組の平行面Ｙに垂直である。これらの平行面Ｘ，Ｙは、実質的に電解質材料１００のシートの面に対して実質的に垂直に配置されている。 The stack of sheets of electrolyte material is then subjected to a plurality of untreated solid oxides by cutting the stack 120 in two vertical directions in the case of a rectangular, alternative, square solid oxide fuel cell. Divided into type fuel cells. Therefore, the stack is cut at the first set of parallel planes X located in the center between the openings 102 of the sheet of the electrolyte material 100, and further the second set located in the center between the openings 102 in the sheet of the electrolyte material 100. The first set of parallel planes X is perpendicular to the second set of parallel planes Y. These parallel surfaces X and Y are arranged substantially perpendicular to the surface of the sheet of the electrolyte material 100.

その後、必要ならば、未処理の固体酸化物型燃料電池１６はプレスされ、次に、高温（７００°Cから１５００°C）の高温で焼成され、その結果、電極のまわりに気密シールを形成するために電解質材料のシートが溶融し、特に、追加の電解質材料１００Ａ、１００Ｂは、多層の固体酸化物型燃料電池中の電解質材料のシートへ溶融する。しかしながら、電解質材料１００のシートの数が電極のまわりに気密シールを形成するための電解質材料のシートの変形を許容する程度少ない場合、追加の電解質材料１００Ａ、１００Ｂを省くことは可能である。 The untreated solid oxide fuel cell 16 is then pressed, if necessary, and then fired at a high temperature (700 ° C to 1500 ° C), resulting in the formation of an airtight seal around the electrodes. The sheet of the electrolyte material is melted, and in particular, the additional electrolyte materials 100A and 100B are melted into the sheet of the electrolyte material in the multi-layer solid oxide fuel cell. However, if the number of sheets of the electrolyte material 100 is small enough to allow deformation of the sheets of the electrolyte material for forming an airtight seal around the electrodes, it is possible to omit the additional electrolyte materials 100A, 100B.

更に、図９ｇに示す如く、アノード電極材料１１１が、アノード電極材料の印刷によって、又は固体酸化物型燃料電池を様々な向きでアノード電極材料の懸濁液の中へ繰り返し浸けることによって、各固体酸化物型燃料電池の外側表面上に配置される。図９ｇに示す如く、更なるカソード電極材料１１３が、カソード電極材料の懸濁液の中へ繰り返し浸けることによって、各固体酸化物型燃料電池１６の開口の表面上に配置される。その後、追加の電極材料は固体酸化物型燃料電池１６を完成するために乾かされ焼成される。これにより、固体酸化物型燃料電池の外部表面上のアノード電極材料は電解質材料の各層の間のアノード電極と電気的に相互接続され、開口の表面上のカソード電極材料は電解質材料の各層の間のカソード電極と電気的に相互に接続される。 Further, as shown in FIG. 9g, each solid of the anode electrode material 111 is formed by printing the anode electrode material or by repeatedly immersing the solid oxide fuel cell in a suspension of the anode electrode material in various orientations. It is placed on the outer surface of the oxide fuel cell. As shown in FIG. 9g, a further cathode electrode material 113 is placed on the surface of the opening of each solid oxide fuel cell 16 by repeatedly immersing it in a suspension of the cathode electrode material. The additional electrode material is then dried and fired to complete the solid oxide fuel cell 16. Thereby, the anode electrode material on the outer surface of the solid oxide fuel cell is electrically interconnected with the anode electrodes between the layers of the electrolyte material, and the cathode electrode material on the surface of the opening is between the layers of the electrolyte material. It is electrically interconnected with the cathode electrode of.

図９ｇには、カソード電極材料１０４の層と、追加の電解質材料１００Ａの層と、アノード電極材料１０６の層と、更なる追加の電解質材料１００Ｂの層と、電解質材料１００の層とを備える完成した固体酸化物燃料電池１６が示されている。該完成した固体酸化物燃料電池１６は、カソード電極材料１１３の内側被覆と、アノード電極材料１１１の外側被覆とを更に備えている。 FIG. 9g includes a layer of cathode electrode material 104, a layer of additional electrolyte material 100A, a layer of anode electrode material 106, a further layer of additional electrolyte material 100B, and a layer of electrolyte material 100. The solid oxide fuel cell 16 is shown. The completed solid oxide fuel cell 16 further includes an inner coating of the cathode electrode material 113 and an outer coating of the anode electrode material 111.

その後、完成した固体酸化物型燃料電池は、高密度非多孔性の部材（例えば基板）に取り付けられシールされる。これにより、各固体酸化物型燃料電池の開口は、高密度非多孔性の部材の対応する開口に配置される。固体酸化物型燃料電池は適切な密封材、固体酸化物型燃料電池の底部と高密度非多孔性部材の間の気密シールを形成するために、例えばガラスセラミックを使用して、高密度非多孔性の部材に対して取り付けられシールされる。
該電気的な接続は、既知の技術を使用するワイヤー、テープ又は厚膜層を使用して、固体酸化物型燃料電池の外部表面上のアノード材料、および固体酸化物型燃料電池の開口の表面上のカソード材料に対して施される。 After that, the completed solid oxide fuel cell is attached to a high-density non-porous member (for example, a substrate) and sealed. Thereby, the openings of each solid oxide fuel cell are arranged in the corresponding openings of the high density non-porous member. Solid oxide fuel cells use high density non-porous materials, eg glass ceramics, to form an airtight seal between the bottom of the solid oxide fuel cell and the high-density non-porous member. It is attached and sealed to the sex member.
The electrical connection uses a wire, tape or thick film layer that uses known techniques to form the anode material on the outer surface of the solid oxide fuel cell, and the surface of the solid oxide fuel cell opening. It is applied to the upper cathode material.

一旦、完全な気密性の組立体が生成されると、高温、例えば３００°Cから９００°Cに加熱し、窒素中の水素の混合を低下させた又はアノード電極を縮小するための適切な他の混合物のアノード電極を供給することが必要である。代替的には、カソード材料が前駆体として形成された場合、組立体は減圧雰囲気で処理され、カソード電極にはカソード電極を酸化させるための酸化混合物が供給される。 Once a fully airtight assembly is produced, it is heated to a high temperature, eg 300 ° C to 900 ° C, to reduce the mixture of hydrogen in nitrogen or otherwise suitable for shrinking the anode electrode. It is necessary to supply the anode electrode of the mixture of. Alternatively, when the cathode material is formed as a precursor, the assembly is treated in a reduced pressure atmosphere and the cathode electrode is supplied with an oxidation mixture for oxidizing the cathode electrode.

固体酸化物型燃料電池を製造する代替方法では、図１１ａから図１１ｇに示したように、燃料が開口に供給され、アノード電極に開口からの燃料が供給され、アノード電極材料１０６は、各々の開口１０２の周りに、例えば各開口の周りに島状のリングアレーとして、蒸着され、各リングは、各開口から所定の距離だけ延び、したがってリングアレー中の各リングは、空隙により隣接するリングから分離され、このため、アノード電極材料１０６は、図１１ｃに示したように、個別の分離された位置に蒸着される。図１１ｃの断面Ｃ−Ｃ´は、図１２ａに示されている。アノード電極材料１０６は、矩形、代替的には正方形の断面の開口のまわりに、矩形、代替的には正方形で配置される。カソード電極材料１０４は、各窓が各開口１０２から所定の距離だけ離れるように窓アレーを画成するように蒸着されるが、そうでなければ、図１１ｄに示したように、電解質材料のシート／プレートのその表面の全体を覆う。図１１ｄの断面Ｄ−Ｄ´は、図１２ｂに示されている。カソード電極材料１０４は、電解質材料のシートに形成された矩形、代替的には正方形の開口より大きな寸法の矩形、代替的には正方形の開口を持つシートとして配置される。窓アレーは、リングアレーと整合した状態にて蒸着される。 In an alternative method of manufacturing a solid oxide fuel cell, as shown in FIGS. 11a to 11g, fuel is supplied to the aperture, fuel is supplied to the anode electrode from the opening, and the anode electrode material 106 is the respective anode electrode material 106. Around the opening 102, for example as an island-shaped ring array around each opening, each ring extends a predetermined distance from each opening, so that each ring in the ring array is from a ring adjacent by a void. Separated, thus the anode electrode material 106 is deposited in separate separated positions, as shown in FIG. 11c. A cross section CC'of FIG. 11c is shown in FIG. 12a. The anode electrode material 106 is arranged around an opening in a rectangular, alternative, square cross section, in a rectangular, alternative, square. The cathode electrode material 104 is deposited to define a window array such that each window is separated from each opening 102 by a predetermined distance, otherwise, as shown in FIG. 11d, a sheet of electrolyte material. / Covers the entire surface of the plate. A cross section DD'of FIG. 11d is shown in FIG. 12b. The cathode electrode material 104 is arranged as a rectangular sheet formed on a sheet of electrolyte material, alternatively a rectangle having a size larger than a square opening, and alternatively a sheet having a square opening. The window array is deposited in a state consistent with the ring array.

図１１ｅにおいて、追加の電解質材料１００Ａは、カソード材料１０６のリングの周りの空隙を充填するように蒸着され、追加の電解質材料１００Ｂは、開口１０２とアノード材料１０４との間のスペースを充填するように開口１０２の周りにて窓の内部に蒸着される。追加の電解質材料１００Ａ、１００Ｂを蒸着した後、層状となった電解質シート材料１００の形成される表面は、実質的に平坦である。 In FIG. 11e, the additional electrolyte material 100A is deposited to fill the voids around the ring of the cathode material 106, and the additional electrolyte material 100B fills the space between the opening 102 and the anode material 104. It is deposited inside the window around the opening 102. After the additional electrolyte materials 100A and 100B are deposited, the surface on which the layered electrolyte sheet material 100 is formed is substantially flat.

図１１ｆに示したように、複数の電解質材料１００のシートは、電解質材料１００のシートの全ての開口１０２が整合されるようにスタック１２０として配置されている。更に、該スタック内の電解質材料の隣接するシートは、その間の平面に対して互いに鏡像であるように配置されている。このため、電解質材料のシートは、電解質材料の隣接するシートのアノード電極１０６が互いに対面し、また、電解質材料の隣接するシートのカソード電極１０４が互いに対面するように配置されている。 As shown in FIG. 11f, the plurality of sheets of the electrolyte material 100 are arranged as a stack 120 so that all the openings 102 of the sheets of the electrolyte material 100 are aligned. Further, adjacent sheets of electrolyte material in the stack are arranged so as to be mirror images of each other with respect to the planes between them. Therefore, the sheets of the electrolyte material are arranged so that the anode electrodes 106 of the adjacent sheets of the electrolyte material face each other and the cathode electrodes 104 of the adjacent sheets of the electrolyte material face each other.

電解質材料の連続的な層、又は互換性をもつ熱膨張係数が合致する挿入材料は、アノード電極の組に反応物を供給するための開口が閉じられ、そしてカソードの縁部から分離されるように、一般的にスタックの最上部の層として備えられる。 A continuous layer of electrolyte material, or an insert material with a matching coefficient of thermal expansion, so that the opening for feeding the reactants to the set of anode electrodes is closed and separated from the edge of the cathode. Is generally provided as the top layer of the stack.

固体酸化物型燃料電池を製造する代替方法では、電解質材料のシートのスタックには高温、例えば３００°Cから９００°Cに加熱され、窒素中の水素の還元混合物又はアノード電極を還元するためのその他の適当な混合物が供給される。代替的には、カソード電極材料が前駆体として形成され、このため組立体は還元雰囲気で処理される場合、カソード電極には、カソード電極を酸化させるための酸化混合物が供給される。 In an alternative method of manufacturing solid oxide fuel cells, the stack of sheets of electrolyte material is heated to a high temperature, for example 300 ° C to 900 ° C, to reduce the reduction mixture of hydrogen in nitrogen or the anode electrode. Other suitable mixtures are supplied. Alternatively, the cathode electrode material is formed as a precursor, so that when the assembly is treated in a reducing atmosphere, the cathode electrode is supplied with an oxidation mixture for oxidizing the cathode electrode.

その後、電解質材料のシートのスタックは、矩形、代替的には正方形の固体酸化物型燃料電池の場合には、２つの垂直な方向にスタック１２０を切断することにより、複数の未処理の固体酸化物型燃料電池に分割される。したがって、スタックは電解質材料１００のシートの開口の間の中央に位置する第１組の平行面で切断され、さらに電解質材料のシートの開口の間の中央に位置する第２組の平行面で切断され、第１組の平行面は第２組の平行面に垂直である。これらの平行面は、電解質材料のシートの面に対して実質的に垂直に配置されている。 The stack of sheets of electrolyte material is then subjected to a plurality of untreated solid oxide fuel cells by cutting the stack 120 in two vertical directions in the case of a rectangular or alternative square solid oxide fuel cell. Divided into solid oxide fuel cells. Therefore, the stack is cut at the first set of parallel planes located centrally between the openings of the sheets of electrolyte material 100 and further at the second set of parallel planes located centrally between the openings of the sheets of electrolyte material 100. The first set of parallel planes is perpendicular to the second set of parallel planes. These parallel planes are arranged substantially perpendicular to the plane of the sheet of electrolyte material.

固体酸化物型燃料電池を製造する更なる代替的な方法において、１枚又はそれ以上の電解質材料のシートを形成すること、電解質材料のシートに開口を形成すること、シートの表面上にアノード電極材料および電極材料を配置すること、それぞれ開口を備えたピースを形成するために２つの垂直な方角にシートを切断すること、そして、未処理の固体酸化物型燃料電池１６を形成するために開口が整合されるように、互いの上にピースを積み重ねることが可能である。これらの面は、電解質材料のシートの面に実質的に垂直に配置される。その後、未処理の固体酸化物型燃料電池は９００°Cから９００°Cに加熱され、アノード電極には、窒素中の水素の還元混合物又はアノード電極を還元するその他の適当な混合物が供給される。代替的には、カソード電極材料が前駆体として形成され、組立体は還元雰囲気で処理される場合、カソード電極には、カソード電極を酸化させる酸化混合物が供給される。 In a further alternative method of manufacturing a solid oxide fuel cell, forming one or more sheets of electrolyte material, forming openings in the sheet of electrolyte material, anode electrodes on the surface of the sheet. Placing the material and electrode material, cutting the sheet in two vertical directions to form a piece with an opening, respectively, and opening to form an untreated solid oxide fuel cell 16. It is possible to stack pieces on top of each other so that they are aligned. These surfaces are arranged substantially perpendicular to the surface of the sheet of electrolyte material. The untreated solid oxide fuel cell is then heated from 900 ° C to 900 ° C and the anode electrode is fed with a reduction mixture of hydrogen in nitrogen or any other suitable mixture that reduces the anode electrode. .. Alternatively, when the cathode electrode material is formed as a precursor and the assembly is treated in a reducing atmosphere, the cathode electrode is supplied with an oxidation mixture that oxidizes the cathode electrode.

カソード電極材料を印刷することにより、又は固体酸化物燃料電池の方向を変化させて、カソード電極材料の懸濁液内に繰り返し浸漬させることにより、更なるカソード電極材料１１３が各個体酸化物燃料電池の外面の上に蒸着される。アノード電極材料の懸濁液内に繰り返し浸漬させることにより、更なるアノード電極材料１１１が各固体酸化物燃料電池の開口の表面上に蒸着される。次に、追加の電極材料を乾燥させかつ燃焼させて、固体酸化物燃料電池を完成させ、固体酸化物燃料電池の外面上のカソード電極材料が電解質材料の層の間にてカソード電極と電気的に相互接続し、また、開口の表面上のアノード電極材料が電解質材料の層の間のアノード電極と電気的に相互接続するようにする。
上記方法のすべてにおいて、電解質材料のシートの表面上にカソード電極材料の島状アレーおよびアノード電極材料の窓アレーを所定のパターンにて蒸着し、次に、電解質材料のシート、カソード電極材料のシートに開口を形成ｄ＜することが可能であり、この場合、該開口は、酸化剤を固体酸化物燃料電池のカソード電極に供給する。 Further cathode electrode material 113 can be added to each solid oxide fuel cell by printing the cathode electrode material or by reorienting the solid oxide fuel cell and repeatedly immersing it in the suspension of the cathode electrode material. It is deposited on the outer surface of the. By repeatedly immersing in the suspension of the anode electrode material, additional anode electrode material 111 is deposited on the surface of the openings of each solid oxide fuel cell. The additional electrode material is then dried and burned to complete the solid oxide fuel cell, where the cathode electrode material on the outer surface of the solid oxide fuel cell is electrically between the cathode electrode and the layer of electrolyte material. Also so that the anode electrode material on the surface of the opening is electrically interconnected with the anode electrode between the layers of electrolyte material.
In all of the above methods, an island array of the cathode electrode material and a window array of the anode electrode material are deposited on the surface of the sheet of the electrolyte material in a predetermined pattern, and then the sheet of the electrolyte material and the sheet of the cathode electrode material are deposited. It is possible to form an opening d <, in which case the opening supplies the oxidizing agent to the cathode electrode of the solid oxide fuel cell.

代替的な実施の形態において、電解質材料のシートの表面上にアノード電極材料の島状アレーおよびカソード電極材料の窓アレーを所定のパターンにて蒸着し、次に、電解質材料のシート、アノード電極材料のシートに開口を形成し、この場合、該開口は、燃料を固体酸化物燃料電池のアノード電極に供給するようにすることが可能である。 In an alternative embodiment, an island array of the anode electrode material and a window array of the cathode electrode material are deposited on the surface of the sheet of the electrolyte material in a predetermined pattern, and then the sheet of the electrolyte material, the anode electrode material. It is possible to form an opening in the sheet of the solid oxide fuel cell, in which case the opening is capable of supplying fuel to the anode electrode of the solid oxide fuel cell.

電解質材料のシートは電解質材料のシートを通る開口を中心とした正方形または矩形に切断されているが、電解質材料のシートを通る開口を中心とした他の適切な形、例えば三角形、六角形、八角形などにそれらを切ることは等しく可能である。
The sheet of electrolyte material is cut into squares or rectangles centered on the opening through the sheet of electrolyte material, but other suitable shapes centered on the opening through the sheet of electrolyte material, such as triangles, hexagons, octagons. It is equally possible to cut them into squares and the like.

Claims (8)

燃料電池を製造する方法であって、
複数の高密度非多孔性電解質材料のシート（１００）を提供するステップと、
空隙により互いに分離された多孔性カソード電極材料（１０４）の島状のアレーを電解質材料の各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、
多孔性アノード電極材料（１０６）を電解質材料の各シート（１００）の反対側の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップであって、該多孔性アノード電極材料（１０６）は、該アノード電極材料（１０６）が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着され、該窓アレーは島状アレーと整合している前記蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ａ）を、隣接する島状部の間の空隙を充填するけれど、前記多孔性カソード電極材料（１０４）を被覆しないように、各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ｂ）を、窓の内側であるけれど、アノード電極材料（１０６）を被覆しないように、各シート（１００）の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップと、
前記島状アレー及び窓アレーと整合した複数の開口（１０２）を電解質材料の各シート（１００）通して形成するステップと、
電解質材料の隣接するシート（１００）のアノード電極材料（１０６）の層が互いに接触し、且つ窓が互いに整合され、且つ電解質材料の隣接するシート（１００）のカソード電極材料（１０４）の島状部が互いに接触しかつ整合され、且つ電解質材料の隣接するシート（１００）の開口（１０２）が互いに整合された状態にて、電解質材料の複数のシート（１００）を積み重ねるステップであって、これにより、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層と、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層とを得るようにする前記積み重ねステップと、
前記積み重ねたスタックを、開口（１０２）が各ピース内に延びるように複数のピースに分割するステップと、
アノード電極材料（１１１）を各ピースの外側面の上に更に蒸着するステップであって、これにより、複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層に電気的に接続されて、アノード電極材料（１１１）の外側本体（６２）を形成する、前記更に蒸着するステップと、
カソード電極材料（１１３）を各開口（１０２）の内面上に蒸着するステップであって、複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層に電気的に接続されて、カソード電極材料（１１３）の内側導管（３２）を形成する前記蒸着するステップであって、アノード電極材料（１１１）の外側本体（６２）から開口（１０２）に向けて延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層と、開口（１０２）から離れるように内側導管（３２）から延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層とが、電解質材料のシート（１００）を介して互いに指状嵌合する前記蒸着するステップと、
更なる電解質材料（１００Ｃ）を各ピースの一端を横切って更に蒸着するステップであって、前記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池を得る前記更に蒸着するステップと、
を備える、燃料電池を製造する方法。 It ’s a method of manufacturing fuel cells.
A step of providing a sheet (100) of a plurality of high-density non-porous electrolyte materials,
A step of depositing an island-shaped array of porous cathode electrode materials (104) separated from each other by voids onto a first surface (108) of each sheet (100) of electrolyte material.
The step of depositing the porous anode electrode material (106) on the opposite second surface (110) of each sheet (100) of the electrolyte material, wherein the porous anode electrode material (106) is the anode. The vapor deposition step in which the electrode material (106) is deposited as a layer defining a window array in the absence of the electrode material (106), and the window array is consistent with the island array,
The first surface (108) of each sheet (100) is filled with an additional electrolyte material (100A) so as to fill the voids between adjacent islands but do not cover the porous cathode electrode material (104). ) Steps to deposit on and
A step of depositing an additional electrolyte material (100B) on the second surface (110) of each sheet (100) so as to be inside the window but not to cover the anode electrode material (106).
A step of forming a plurality of openings (102) consistent with the island array and the window array through each sheet (100) of the electrolyte material.
The layers of the anode electrode material (106) of the adjacent sheet (100) of the electrolyte material are in contact with each other, the windows are aligned with each other, and the islands of the cathode electrode material (104) of the adjacent sheet (100) of the electrolyte material. A step of stacking a plurality of sheets (100) of an electrolyte material in a state where the portions are in contact with each other and aligned with each other and the openings (102) of adjacent sheets (100) of the electrolyte material are aligned with each other. As a result, a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers having an electrolyte material sheet (100) interposed between them, and a plurality of parallel plate-like electrodes having an electrolyte material sheet (100) interposed between them. To obtain the cathode electrode material (104) layer of
The step of dividing the stacked stack into a plurality of pieces so that the opening (102) extends into each piece, and
A step of further depositing the anode electrode material (111) on the outer surface of each piece, which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers to provide the anode electrode. The step of further vapor deposition, which forms the outer body (62) of the material (111),
A step of depositing the cathode electrode material (113) on the inner surface of each opening (102), which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers to be electrically connected to the cathode electrode material (113). A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode materials extending from the outer body (62) of the cathode electrode material (111) toward the opening (102) in the step of forming the inner conduit (32) of the anode electrode material (111). The 106) layer and a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers extending from the inner conduit (32) so as to be separated from the opening (102) are finger-shaped with each other via a sheet (100) of an electrolyte material. The step of depositing to be fitted and
A step of further depositing an additional electrolyte material (100C) across one end of each piece, the step of closing one end of a conduit of the piece to obtain a fuel cell, and the step of further depositing.
A method of manufacturing a fuel cell. 少なくとも一つの燃料電池を製造する方法であって、
少なくとも一つの高密度非多孔性電解質材料のシート（１００）を提供するステップと、
空隙により互いに分離された多孔性カソード電極材料（１０４）の島状のアレーを電解質材料の各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、
多孔性アノード電極材料（１０６）を電解質材料の各シート（１００）の反対側の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップであって、該多孔性アノード電極材料（１０６）は、該アノード電極材料（１０６）が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着され、該窓アレーは島状アレーと整合している前記蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ａ）を、隣接する島状部の間の空隙を充填するけれど、前記多孔性カソード電極材料（１０４）を被覆しないように、各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ｂ）を、窓の内側であるけれど、アノード電極材料（１０６）を被覆しないように、各シート（１００）の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップと、
前記島状アレー及び窓アレーと整合した複数の開口（１０２）を電解質材料の各シート（１００）を通して形成するステップと、
少なくとも一つのシート（１００）を複数の部分に分割するステップであって、一つの開口（１０２）が各部分内に伸びて入るようにする前記分割するステップと、
前記複数の部分を少なくとも一つのピースとなるよう積み重ねるステップであって、電解質材料の隣接するシート（１００）のカソード電極材料（１０４）の島状部が互いに接触して整合され、且つ電解質材料の隣接するシート（１００）のアノード電極材料（１０６）の層が互いに接触し、且つ窓が互いに整合され、且つ電解質材料のシート（１００）の開口（１０２）が互いに整合された状態で行う前記積み重ねるステップであって、これにより、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とを得るようにする前記積み重ねステップと、
アノード電極材料（１１１）を各ピースの外側面の上に更に蒸着するステップであって、これにより、複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層に電気的に接続されて、アノード電極材料（１０６）の外側本体（６２）を形成する、前記更に蒸着するステップと、
前記積み重ねたスタックを、開口（１０２）が各ピース内に延びるように複数のピースに分割するステップと、
カソード電極材料（１１３）を各開口（１０２）の内面上に蒸着するステップであって、複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層に電気的に接続されて、カソード電極材料（１１３）の内側導管（３２）を形成する前記蒸着するステップであって、アノード電極材料（１０６）の外側本体（６２）から開口（１０２）に向けて延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層と、開口（１０２）から離れるように内側導管（３２）から延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層とが、電解質材料のシート（１００）を介して互いに指状嵌合する前記蒸着するステップと、
更なる電解質材料（１００Ｃ）を少なくとも一つの各ピースの一端を横切って更に蒸着するステップであって、前記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池を得るようにする前記更に蒸着するステップと、
を備える、燃料電池を製造する方法。 A method of manufacturing at least one fuel cell
With the step of providing at least one sheet (100) of high density non-porous electrolyte material,
A step of depositing an island-shaped array of porous cathode electrode materials (104) separated from each other by voids onto a first surface (108) of each sheet (100) of electrolyte material.
The step of depositing the porous anode electrode material (106) on the opposite second surface (110) of each sheet (100) of the electrolyte material, wherein the porous anode electrode material (106) is the anode. The vapor deposition step in which the electrode material (106) is deposited as a layer defining a window array in the absence of the electrode material (106), and the window array is consistent with the island array,
The first surface (108) of each sheet (100) is filled with an additional electrolyte material (100A) so as to fill the voids between adjacent islands but do not cover the porous cathode electrode material (104). ) Steps to deposit on and
A step of depositing an additional electrolyte material (100B) on the second surface (110) of each sheet (100) so as to be inside the window but not to cover the anode electrode material (106).
A step of forming a plurality of openings (102) consistent with the island array and the window array through each sheet (100) of the electrolyte material.
The step of dividing at least one sheet (100) into a plurality of portions, and the step of dividing the sheet (102) so that one opening (102) extends into each portion.
In the step of stacking the plurality of parts so as to form at least one piece, the island-shaped portions of the cathode electrode material (104) of the adjacent sheets (100) of the electrolyte material are contacted and aligned with each other, and the electrolyte material is aligned. The stacking is performed in a state where the layers of the anode electrode material (106) of the adjacent sheets (100) are in contact with each other, the windows are aligned with each other, and the openings (102) of the sheets (100) of the electrolyte material are aligned with each other. It was a step, whereby a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers having a sheet (100) of the electrolyte material interposed between them, and a sheet (100) of the electrolyte material interposed between them. The stacking step to obtain a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers,
A step of further depositing the anode electrode material (111) on the outer surface of each piece, which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers to provide the anode electrode. The step of further vapor deposition, which forms the outer body (62) of the material (106),
The step of dividing the stacked stack into a plurality of pieces so that the opening (102) extends into each piece, and
A step of depositing the cathode electrode material (113) on the inner surface of each opening (102), which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers to be electrically connected to the cathode electrode material (113). A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode materials extending from the outer body (62) of the cathode electrode material (106) toward the opening (102) in the step of forming the inner conduit (32) of the anode electrode material (106). The 106) layer and a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers extending from the inner conduit (32) so as to be separated from the opening (102) are finger-shaped with each other via a sheet (100) of an electrolyte material. The step of depositing to be fitted and
A step of further depositing an additional electrolyte material (100C) across at least one end of each piece, the step of further depositing a fuel cell by closing one end of a conduit of the piece.
A method of manufacturing a fuel cell. 燃料電池を製造する方法であって、
複数の高密度非多孔性電解質材料のシート（１００）を提供するステップと、
電解質材料の各シート（１００）を通して複数の開口（１０２）を形成するステップと、
電解質材料の各シート（１００）の第１の表面（１０８）上の前記開口（１０２）の周りに、多孔性カソード電極材料（１０４）の複数のリングのアレーを蒸着するステップであって、前記複数のリングは空隙により互いに分離されている前記蒸着するステップと、
多孔性アノード電極材料（１０６）を電解質材料の各シート（１００）の反対側の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップであって、該多孔性アノード電極材料（１０６）は、該アノード電極材料（１０６）が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着され、該窓アレーは前記複数の開口（１０２）及びリングアレーと整合している前記蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ａ）を、前記リング間の空隙を充填するけれど、前記カソード電極材料（１０４）又は前記開口（１０２）を被覆しないように、各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ｂ）を、窓の内側であるけれど、アノード電極材料（１０６）又は開口（１０２）を被覆しないように、各シート（１００）の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップと、
前記島状アレー及び窓アレーと整合した複数の開口（１０２）を電解質材料の各シート（１００）通して形成するステップと、
電解質材料の隣接するシート（１００）のカソード電極材料（１０４）のリングが互いに接触して互いに整合され、電解質材料の隣接するシート（１００）のアノード電極材料（１０６）の層が互いに接触し、且つ窓が互いに整合され、且つ電解質材料のシート（１００）の開口（１０２）が互いに整合された状態にて、電解質材料の複数のシート（１００）を積み重ねるステップであって、これにより、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とを得るようにする前記積み重ねステップと、
前記積み重ねたスタックを、開口（１０２）が各ピース内に延びるように複数のピースに分割するステップと、
アノード電極材料（１１１）を各ピースの外側面の上に更に蒸着するステップであって、これにより、複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層に電気的に接続されて、アノード電極材料（１０６）の外側本体（６２）を形成する、前記更に蒸着するステップと、
カソード電極材料（１１３）を各開口（１０２）の内面上に蒸着するステップであって、複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層に電気的に接続されて、カソード電極材料（１１３）の内側導管（３２）を形成する前記蒸着するステップであって、アノード電極材料（１０６）層の外側本体（６２）から開口（１０２）に向けて延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層と、開口（１０２）から離れるように内側導管（３２）から延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層とが、電解質材料のシート（１００）を介して互いに指状嵌合する前記蒸着するステップと、
更なる電解質材料（１００Ｃ）を各ピースの一端を横切って更に蒸着するステップであって、前記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池を得る前記更に蒸着するステップと、
を備える、燃料電池を製造する方法。 It ’s a method of manufacturing fuel cells.
A step of providing a sheet (100) of a plurality of high-density non-porous electrolyte materials,
A step of forming a plurality of openings (102) through each sheet (100) of the electrolyte material,
The step of depositing a plurality of ring arrays of the porous cathode electrode material (104) around the opening (102) on the first surface (108) of each sheet (100) of the electrolyte material. The vapor deposition step, in which the rings are separated from each other by voids,
The step of depositing the porous anode electrode material (106) on the opposite second surface (110) of each sheet (100) of the electrolyte material, wherein the porous anode electrode material (106) is the anode. The vapor deposition step in which the electrode material (106) is deposited as a layer defining a window array in the absence of the electrode material (106), and the window array is consistent with the plurality of openings (102) and the ring array.
A first surface (108) of each sheet (100) with additional electrolyte material (100A) so as to fill the voids between the rings but not cover the cathode electrode material (104) or the openings (102). ) Steps to deposit on and
An additional electrolyte material (100B) is deposited on the second surface (110) of each sheet (100), but inside the window, without covering the anode electrode material (106) or openings (102). Steps and
A step of forming a plurality of openings (102) consistent with the island array and the window array through each sheet (100) of the electrolyte material.
The rings of the cathode electrode material (104) of the adjacent sheet (100) of the electrolyte material are in contact with each other and aligned with each other, and the layers of the anode electrode material (106) of the adjacent sheet (100) of the electrolyte material are in contact with each other. It is a step of stacking a plurality of sheets (100) of the electrolyte material in a state where the windows are aligned with each other and the openings (102) of the sheets (100) of the electrolyte material are aligned with each other. A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers interposed with a sheet (100) of an electrolyte material, and a plurality of parallel plate-shaped anode electrode materials intervening with a sheet (100) of an electrolyte material between them. (106) The stacking step for obtaining the layer and
The step of dividing the stacked stack into a plurality of pieces so that the opening (102) extends into each piece, and
A step of further depositing the anode electrode material (111) on the outer surface of each piece, which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers to provide the anode electrode. The step of further vapor deposition, which forms the outer body (62) of the material (106),
A step of depositing the cathode electrode material (113) on the inner surface of each opening (102), which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers to be electrically connected to the cathode electrode material (113). A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode materials extending from the outer body (62) of the cathode electrode material (106) layer toward the opening (102) in the step of forming the inner conduit (32) of the anode electrode material (106). A layer (106) and a plurality of parallel plate-like cathode electrode material (104) layers extending from the inner conduit (32) away from the opening (102) are fingered together via a sheet (100) of electrolyte material. The step of depositing the electrode and the step of fitting the electrode
A step of further depositing an additional electrolyte material (100C) across one end of each piece, the step of closing one end of a conduit of the piece to obtain a fuel cell, and the step of further depositing.
A method of manufacturing a fuel cell. 少なくとも一つの燃料電池を製造する方法であって、
少なくとも一つの高密度非多孔性電解質材料のシート（１００）を提供するステップと、
電解質材料の各シート（１００）を通して複数の開口（１０２）を形成するステップと、
電解質材料の各シート（１００）の第１の表面（１０８）上の前記開口（１０２）の周りに、多孔性カソード電極材料（１０４）の複数のリングのアレーを蒸着するステップであって、前記複数のリングは空隙により互いに分離されている前記蒸着するステップと、
多孔性アノード電極材料（１０６）を電解質材料の各シート（１００）の反対側の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップであって、該多孔性アノード電極材料（１０６）は、該アノード電極材料（１０６）が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着され、該窓アレーは前記複数の開口（１０２）及びリングアレーと整合している前記蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ａ）を、前記リング間の空隙を充填するけれど、
前記多孔性カソード電極材料（１０４）又は前記開口（１０２）を被覆しないように、各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ｂ）を、窓の内側であるけれど、アノード電極材料（１０６）又は前記開口（１０２）を被覆しないように、各シート（１００）の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップと、
少なくとも一つのシート（１００）を複数の部分に分割するステップであって、一つの開口（１０２）が各部分内に伸びて入るようにする前記分割するステップと、
前記複数の部分を少なくとも一つのピースとなるよう積み重ねるステップであって、電解質材料の隣接するシート（１００）のカソード電極材料（１０４）の前記リングが互いに接触して互いに整合され、且つ電解質材料の隣接するシート（１００）のアノード電極材料（１０６）の層が互いに接触し、且つ窓が互いに整合され、且つ電解質材料のシート（１００）の開口（１０２）が互いに整合された状態で行う前記積み重ねるステップであって、これにより、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とを得るようにする前記積み重ねステップと、
アノード電極材料（１１１）を各ピースの外側面上に更に蒸着するステップであって、これにより、複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層に電気的に接続されて、アノード電極材料（１０６）の外側本体（６２）を形成する、前記更に蒸着するステップと、
カソード電極材料（１１３）を各開口（１０２）の内面上に蒸着するステップであって、複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層に電気的に接続されて、カソード電極材料（１１３）の内側導管（３２）を形成する前記蒸着するステップであって、アノード電極材料（１０６）の外側本体（６２）から開口（１０２）に向けて延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層と、開口（１０２）から離れるように内側導管（３２）から延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層とが、電解質材料のシート（１００）を介して互いに指状嵌合する前記蒸着するステップと、
更なる電解質材料（１００Ｃ）を各ピースの一端を横切って更に蒸着するステップであって、少なくとも一つの前記ピースの導管の一端を閉じて、少なくとも一つの燃料電池を得る前記更に蒸着するステップと、
を備える、燃料電池を製造する方法。 A method of manufacturing at least one fuel cell
With the step of providing at least one sheet (100) of high density non-porous electrolyte material,
A step of forming a plurality of openings (102) through each sheet (100) of the electrolyte material,
The step of depositing a plurality of ring arrays of the porous cathode electrode material (104) around the opening (102) on the first surface (108) of each sheet (100) of the electrolyte material. The vapor deposition step, in which the rings are separated from each other by voids,
The step of depositing the porous anode electrode material (106) on the opposite second surface (110) of each sheet (100) of the electrolyte material, wherein the porous anode electrode material (106) is the anode. The vapor deposition step in which the electrode material (106) is deposited as a layer defining a window array in the absence of the electrode material (106), and the window array is consistent with the plurality of openings (102) and the ring array.
An additional electrolyte material (100A) fills the voids between the rings, but
A step of depositing on the first surface (108) of each sheet (100) so as not to cover the porous cathode electrode material (104) or the opening (102).
An additional electrolyte material (100B) is deposited on the second surface (110) of each sheet (100) so as to be inside the window but not cover the anode electrode material (106) or the opening (102). Steps to do and
The step of dividing at least one sheet (100) into a plurality of portions, and the step of dividing the sheet (102) so that one opening (102) extends into each portion.
In the step of stacking the plurality of parts so as to form at least one piece, the rings of the cathode electrode material (104) of the adjacent sheets (100) of the electrolyte material are in contact with each other and aligned with each other, and the electrolyte material. The stacking is performed in a state where the layers of the anode electrode material (106) of the adjacent sheets (100) are in contact with each other, the windows are aligned with each other, and the openings (102) of the sheets (100) of the electrolyte material are aligned with each other. It was a step, whereby a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers having a sheet (100) of the electrolyte material interposed between them, and a sheet (100) of the electrolyte material interposed between them. The stacking step to obtain a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers,
A step of further depositing the anode electrode material (111) on the outer surface of each piece, which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers. The step of further vapor deposition, which forms the outer body (62) of (106),
A step of depositing the cathode electrode material (113) on the inner surface of each opening (102), which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers to be electrically connected to the cathode electrode material (113). A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode materials extending from the outer body (62) of the cathode electrode material (106) toward the opening (102) in the step of forming the inner conduit (32) of the anode electrode material (106). The 106) layer and a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers extending from the inner conduit (32) so as to be separated from the opening (102) are finger-shaped with each other via a sheet (100) of an electrolyte material. The step of depositing to be fitted and
A step of further depositing an additional electrolyte material (100C) across one end of each piece, the step of closing at least one end of the conduit of the piece to obtain at least one fuel cell, and the step of further depositing.
A method of manufacturing a fuel cell. 燃料電池を製造する方法であって、
複数の高密度非多孔性電解質材料のシート（１００）を提供するステップと、
多孔性カソード電極材料（１０４）を電解質材料の各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップであって、該多孔性カソード電極材料（１０４）は、該カソード電極材料（１０４）が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着される前記蒸着するステップと、
多孔性アノード電極材料（１０６）の島状のアレーを電解質材料の各シート（１００）の反対側の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップであって、前記島状部は空隙により互いに分離され且つ窓アレーと整合されている前記蒸着するステップと、
追加の電解質材料のシート（１００Ｂ）を、窓の内側であるけれど、カソード電極材料（１０４）を被覆しないように、各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、
追加の電解質材料のシート（１００Ａ）を、隣接する島状部の間の空隙を充填するけれど、前記多孔性アノード電極材料（１０６）を被覆しないように、各シート（１００）の前記第２の表面（１１０）上に蒸着するステップと、
前記島状アレー及び窓アレーと整合した複数の開口（１０２）を電解質材料の各シート（１００）を通して形成するステップと、
電解質材料の隣接するシート（１００）のカソード電極材料（１０４）の層が互いに接触し、且つ窓が互いに整合され、且つ電解質材料の隣接するシート（１００）のアノード電極材料（１０６）の島状部が互いに接触しかつ整合され、且つ電解質材料の各シート（１００）の開口（１０２）が互いに整合された状態にて、電解質材料の複数のシート（１００）を積み重ねるステップであって、これにより、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とを得るようにする前記積み重ねステップと、
前記積み重ねたスタックを、開口（１０２）が各ピース内に延びるように複数のピースに分割するステップと、
カソード電極材料（１１３）を各ピースの外側面上に更に蒸着するステップであって、これにより、複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層に電気的に接続されて、カソード電極材料（１１３）の外側本体（６２）を形成する、前記更に蒸着するステップと、
アノード電極材料（１１１）を各開口（１０２）の内面上に蒸着するステップであって、複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層に電気的に接続されて、アノード電極材料（１１１）の内側導管（３２）を形成する前記蒸着するステップであって、カソード電極材料（１０４）の外側本体（６２）から開口（１０２）に向けて延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、開口（１０２）から離れるように内側導管（３２）から延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とが、電解質材料のシート（１００）を介して互いに指状嵌合する前記蒸着するステップと、
更なる電解質材料（１００Ｃ）を各ピースの一端を横切って更に蒸着するステップであって、前記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池を得る前記更に蒸着するステップと
を備える、燃料電池を製造する方法。 It ’s a method of manufacturing fuel cells.
A step of providing a sheet (100) of a plurality of high-density non-porous electrolyte materials,
The step of depositing the porous cathode electrode material (104) on the first surface (108) of each sheet (100) of the electrolyte material, wherein the porous cathode electrode material (104) is the cathode electrode material (104). The step of vapor deposition, which is vapor-deposited as a layer for defining a window array in which 104) does not exist, and
This is a step of depositing an island-shaped array of the porous anode electrode material (106) on the second surface (110) on the opposite side of each sheet (100) of the electrolyte material. The vapor deposition step, which is separated and aligned with the window array,
A step of depositing a sheet of additional electrolyte material (100B) on the first surface (108) of each sheet (100) so as to be inside the window but not to cover the cathode electrode material (104).
The second sheet (100) of each sheet (100) so as to fill the voids between adjacent islands with a sheet of additional electrolyte material (100A) but not to cover the porous anode electrode material (106). Steps to deposit on the surface (110) and
A step of forming a plurality of openings (102) consistent with the island array and the window array through each sheet (100) of the electrolyte material.
The layers of the cathode electrode material (104) of the adjacent sheet (100) of the electrolyte material are in contact with each other, the windows are aligned with each other, and the island shape of the anode electrode material (106) of the adjacent sheet (100) of the electrolyte material. A step of stacking a plurality of sheets (100) of an electrolyte material in a state where the portions are in contact with each other and aligned with each other and the openings (102) of each sheet (100) of the electrolyte material are aligned with each other. A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers in which a sheet (100) of an electrolyte material is interposed between them, and a plurality of parallel plate-like plates in which a sheet (100) of an electrolyte material is interposed between them. The stacking step to obtain the anode electrode material (106) layer and
The step of dividing the stacked stack into a plurality of pieces so that the opening (102) extends into each piece, and
A step of further depositing the cathode electrode material (113) on the outer surface of each piece, which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers. The step of further vapor deposition, which forms the outer body (62) of (113),
A step of depositing the anode electrode material (111) on the inner surface of each opening (102), which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers to be electrically connected to the anode electrode material (111). A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode materials extending from the outer body (62) of the cathode electrode material (104) toward the opening (102) in the step of forming the inner conduit (32) of the cathode electrode material (104). The 104) layer and a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers extending from the inner conduit (32) so as to be separated from the opening (102) are finger-shaped with each other via a sheet (100) of an electrolyte material. The step of depositing to be fitted and
A fuel cell is manufactured that comprises a step of further depositing an additional electrolyte material (100C) across one end of each piece, the step of closing one end of a conduit of the piece to obtain the fuel cell. how to. 少なくとも一つの燃料電池を製造する方法であって、
少なくとも一つの高密度非多孔性電解質材料のシート（１００）を提供するステップと、
多孔性カソード電極材料（１０４）を電解質材料の各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップであって、該多孔性カソード電極材料（１０４）は、該カソード電極材料（１０４）が存在しない窓アレーを画成する層として蒸着される前記蒸着するステップと、
多孔性アノード電極材料（１０６）の島状のアレーを電解質材料の各シート（１００）の反対側の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップであって、前記島状部は空隙により互いに分離され且つ窓アレーと整合されている前記蒸着するステップと、
追加の電解質材料のシート（１００Ｂ）を、窓の内側であるけれど、カソード電極材料（１０４）を被覆しないように、各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、追加の電解質材料のシート（１００Ａ）を、隣接する島状部の間の空隙を充填するけれど、前記多孔性アノード電極材料（１０６）を被覆しないように、各シート（１００）の前記第２の表面（１１０）上に蒸着するステップと、
前記島状アレー及び窓アレーと整合した複数の開口（１０２）を電解質材料の各シート（１００）通して形成するステップと、
少なくとも一つのシート（１００）を複数の部分に分割するステップであって、一つの開口（１０２）が各部分内に伸びて入るようにする前記分割するステップと、
前記複数の部分を少なくとも一つのピースとなるよう積み重ねるステップであって、電解質材料の隣接するシート（１００）のカソード電極材料（１０４）の層が互いに接触し、且つ前記窓が互いに整合され、且つ電解質材料の隣接するシート（１００）のアノード電極材料（１０６）の島状部が互いに接触して互いに整合され、且つ電解質材料のシート（１００）の開口（１０２）が互いに整合された状態で行う前記積み重ねるステップであって、これにより、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とを得るようにする前記積み重ねステップと、
カソード電極材料（１１３）を各ピースの外側面上に更に蒸着するステップであって、これにより、複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層に電気的に接続されて、カソード電極材料（１０４）の外側本体（６２）を形成する、前記更に蒸着するステップと、
アノード電極材料（１１１）を各開口（１０２）の内面上に蒸着するステップであって、複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層に電気的に接続されて、アノード電極材料（１０６）の内側導管（３２）を形成する前記蒸着するステップであって、カソード電極材料（１０４）の外側本体（６２）層から開口（１０２）に向けて延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、開口（１０２）から離れるように内側導管（３２）から延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とが、電解質材料のシート（１００）を介して互いに指状嵌合する前記蒸着するステップと、
更なる電解質材料（１００Ｃ）を少なくとも一つの各ピースの一端を横切って更に蒸着するステップであって、前記ピースの導管の一端を閉じて、少なくとも一つの燃料電池を得る前記更に蒸着するステップと、
を備える、燃料電池を製造する方法。 A method of manufacturing at least one fuel cell
With the step of providing at least one sheet (100) of high density non-porous electrolyte material,
The step of depositing the porous cathode electrode material (104) on the first surface (108) of each sheet (100) of the electrolyte material, wherein the porous cathode electrode material (104) is the cathode electrode material (104). The step of vapor deposition, which is vapor-deposited as a layer for defining a window array in which 104) does not exist, and
This is a step of depositing an island-shaped array of the porous anode electrode material (106) on the second surface (110) on the opposite side of each sheet (100) of the electrolyte material. The vapor deposition step, which is separated and aligned with the window array,
A step of depositing a sheet of additional electrolyte material (100B) on the first surface (108) of each sheet (100) so as to be inside the window but not to cover the cathode electrode material (104). The second sheet (100) of each sheet (100) so as to fill the voids between adjacent islands with a sheet of additional electrolyte material (100A) but not to cover the porous anode electrode material (106). Steps to deposit on the surface (110) and
A step of forming a plurality of openings (102) consistent with the island array and the window array through each sheet (100) of the electrolyte material.
The step of dividing at least one sheet (100) into a plurality of portions, and the step of dividing the sheet (102) so that one opening (102) extends into each portion.
In the step of stacking the plurality of parts into at least one piece, the layers of the cathode electrode material (104) of the adjacent sheets (100) of the electrolyte material are in contact with each other, and the windows are aligned with each other, and the windows are aligned with each other. This is performed in a state where the island-shaped portions of the anode electrode materials (106) of the adjacent sheets (100) of the electrolyte material are in contact with each other and aligned with each other, and the openings (102) of the sheets (100) of the electrolyte material are aligned with each other. In the stacking step, a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers having an electrolyte material sheet (100) interposed between them, and an electrolyte material sheet (100) interposed therebetween. The stacking step for obtaining a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers to be obtained, and the above-mentioned stacking step.
A step of further depositing the cathode electrode material (113) on the outer surface of each piece, which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers. The step of further vapor deposition, which forms the outer body (62) of (104),
A step of depositing the anode electrode material (111) on the inner surface of each opening (102), which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers and is electrically connected to the anode electrode material (106). A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode materials extending from the outer body (62) layer of the cathode electrode material (104) toward the opening (102) in the step of forming the inner conduit (32) of the cathode electrode material (104). A layer (104) and a plurality of parallel plate-like anode electrode material (106) layers extending from the inner conduit (32) away from the opening (102) are fingered together via a sheet (100) of electrolyte material. The step of depositing and the step of fitting
A step of further depositing an additional electrolyte material (100C) across at least one end of each piece, the step of closing one end of a conduit of the piece to obtain at least one fuel cell, and the step of further depositing.
A method of manufacturing a fuel cell. 少なくとも一つの燃料電池を製造する方法であって、
複数の高密度非多孔性電解質材料のシート（１００）を提供するステップと、
電解質材料の各シート（１００）を通して複数の開口（１０２）を形成するステップと、
多孔性カソード電極材料（１０４）を電解質材料の各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップであって、該多孔性カソード電極材料（１０４）は、該カソード電極材料（１０４）が存在しない窓アレーを画成し且つ前記複数の開口（１０２）に整合する層として蒸着される前記蒸着するステップと、
電解質材料の各シート（１００）の反対側の第２の表面（１１０）上で且つ前記開口（１０２）の周りに、多孔性アノード電極材料（１０６）の複数のリングのアレーを蒸着するステップであって、前記複数のリングは空隙により互いに分離され且つ窓アレーに整合されている前記蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ｂ）を、窓の内側であるけれど、カソード電極材料（１０４）又は開口（１０２）を被覆しないように、各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ａ）を、隣接する島状部の間の空隙を充填するけれど、前記多孔性アノード電極材料（１０６）又は開口（１０２）を被覆しないように、各シート（１００）の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップと、
電解質材料の隣接するシート（１００）のカソード電極材料（１０４）の層が互いに接触し、且つ窓が互いに整合され、且つ電解質材料の隣接するシート（１００）のアノード電極材料（１０６）のリングが互いに接触して整合され、且つ電解質材料の各シート（１００）の開口（１０２）が互いに整合された状態にて、電解質材料の複数のシート（１００）を積み重ねるステップであって、これにより、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とを得るようにする前記積み重ねステップと、
前記積み重ねたスタックを、開口（１０２）が各ピース内に延びるように複数のピースに分割するステップと、
カソード電極材料（１１３）を各ピースの外側面上に更に蒸着するステップであって、これにより、複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層に電気的に接続されて、カソード電極材料（１１３）の外側本体（６２）を形成する、前記更に蒸着するステップと、
アノード電極材料（１１１）を各開口（１０２）の内面上に蒸着するステップであって、複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層に電気的に接続されて、アノード電極材料（１１１）の内側導管（３２）を形成する前記蒸着するステップであって、カソード電極材料（１１３）の外側本体（６２）から開口（１０２）に向けて延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、開口（１０２）から離れるように内側導管（３２）から延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とが、電解質材料のシート（１００）を介して互いに指状嵌合する前記蒸着するステップと、
更なる電解質材料（１００Ｃ）を各ピースの一端を横切って更に蒸着するステップであって、前記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池を得る前記更に蒸着するステップと、
を備える、燃料電池を製造する方法。 A method of manufacturing at least one fuel cell
A step of providing a sheet (100) of a plurality of high-density non-porous electrolyte materials,
A step of forming a plurality of openings (102) through each sheet (100) of the electrolyte material,
A step of depositing a porous cathode electrode material (104) on a first surface (108) of each sheet (100) of an electrolyte material, wherein the porous cathode electrode material (104) is the cathode electrode material (104). The step of forming a window array in which 104) does not exist and depositing it as a layer matching the plurality of openings (102), and the step of depositing.
In the step of depositing a plurality of ring arrays of the porous anode electrode material (106) on the opposite second surface (110) of each sheet (100) of the electrolyte material and around the opening (102). The vapor deposition step, wherein the plurality of rings are separated from each other by voids and aligned with the window array.
An additional electrolyte material (100B) is deposited on the first surface (108) of each sheet (100), but inside the window, without covering the cathode electrode material (104) or openings (102). Steps and
A first of each sheet (100), with additional electrolyte material (100A) filling the voids between adjacent islands, but not covering the porous anode electrode material (106) or opening (102). The step of depositing on the surface (110) of 2 and
The layers of the cathode electrode material (104) of the adjacent sheet (100) of the electrolyte material are in contact with each other, the windows are aligned with each other, and the ring of the anode electrode material (106) of the adjacent sheet (100) of the electrolyte material is It is a step of stacking a plurality of sheets (100) of an electrolyte material in a state where they are in contact with each other and aligned with each other and the openings (102) of each sheet (100) of the electrolyte material are aligned with each other. A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers having a sheet (100) of an electrolyte material interposed between them, and a plurality of parallel plate-shaped anode electrodes having a sheet (100) of an electrolyte material interposed between them. With the stacking step to obtain the material (106) layer,
The step of dividing the stacked stack into a plurality of pieces so that the opening (102) extends into each piece, and
A step of further depositing the cathode electrode material (113) on the outer surface of each piece, which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers. The step of further vapor deposition, which forms the outer body (62) of (113),
A step of depositing the anode electrode material (111) on the inner surface of each opening (102), which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers to be electrically connected to the anode electrode material (111). A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode materials extending from the outer body (62) of the cathode electrode material (113) toward the opening (102) in the step of forming the inner conduit (32) of the cathode electrode material (113). The 104) layer and a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers extending from the inner conduit (32) so as to be separated from the opening (102) are finger-shaped with each other via a sheet (100) of an electrolyte material. The step of depositing to be fitted and
A step of further depositing an additional electrolyte material (100C) across one end of each piece, the step of closing one end of a conduit of the piece to obtain a fuel cell, and the step of further depositing.
A method of manufacturing a fuel cell. 少なくとも一つの燃料電池を製造する方法であって、
少なくとも一つの高密度非多孔性電解質材料のシート（１００）を提供するステップと、
電解質材料のシート（１００）を通して複数の開口（１０２）を形成するステップと、
多孔性カソード電極材料（１０４）を電解質材料の各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップであって、該多孔性カソード電極材料（１０４）は、該カソード電極材料（１０４）が存在しない窓アレーを画成し且つ前記複数の開口（１０２）と整合する層として蒸着される前記蒸着するステップと、
電解質材料の各シート（１００）の反対側の第２の表面（１１０）上で且つ前記開口（１０２）の周りに、多孔性アノード電極材料（１０６）の複数のリングのアレーを蒸着するステップであって、前記複数のリングは空隙により互いに分離され且つ窓アレーに整合されている前記蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ｂ）を、窓の内側であるけれど、カソード電極材料（１０４）又は開口（１０２）を被覆しないように、各シート（１００）の第１の表面（１０８）上に蒸着するステップと、
追加の電解質材料（１００Ａ）を、リングの間の空隙を充填するけれど、前記多孔性アノード電極材料（１０６）又は開口（１０２）を被覆しないように、各シート（１００）の第２の表面（１１０）上に蒸着するステップと、
少なくとも一つのシート（１００）を複数の部分に分割するステップであって、一つの開口（１０２）が各部分内に伸びて入るようにする前記分割するステップと、
前記複数の部分を少なくとも一つのピースとなるよう積み重ねるステップであって、電解質材料の隣接するシート（１００）のカソード電極材料（１０４）の前記層が互いに接触し、且つ前記窓が互いに整合され、且つ電解質材料の隣接するシート（１００）のアノード電極材料（１０６）のリングが互いに接触し、且つ電解質材料のシート（１００）の開口（１０２）が互いに整合された状態で行う前記積み重ねるステップであって、これにより、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、その間に電解質材料のシート（１００）を介在させた複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とを得るようにする前記積み重ねステップと、
カソード電極材料（１１３）を各ピースの外側面上に更に蒸着するステップであって、これにより、複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層に電気的に接続されて、カソード電極材料（１０４）の外側本体（６２）を形成する、前記更に蒸着するステップと、
アノード電極材料（１１１）を各開口（１０２）の内面上に蒸着するステップであって、複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層に電気的に接続されて、アノード電極材料（１０６）の内側導管（３２）を形成する前記蒸着するステップであって、カソード電極材料（１０４）の外側本体（６２）から開口（１０２）に向けて延びる複数の平行なプレート状のカソード電極材料（１０４）層と、開口（１０２）から離れるように内側導管（３２）から延びる複数の平行なプレート状のアノード電極材料（１０６）層とが、電解質材料のシート（１００）を介して互いに指状嵌合する前記蒸着するステップと、
更なる電解質材料（１００Ｃ）を各ピースの一端を横切って更に蒸着するステップであって、少なくとも一つの前記ピースの導管の一端を閉じて、燃料電池を得る前記更に蒸着するステップと、
を備える、燃料電池を製造する方法。 A method of manufacturing at least one fuel cell
With the step of providing at least one sheet (100) of high density non-porous electrolyte material,
A step of forming a plurality of openings (102) through a sheet (100) of electrolyte material,
A step of depositing a porous cathode electrode material (104) on a first surface (108) of each sheet (100) of an electrolyte material, wherein the porous cathode electrode material (104) is the cathode electrode material (104). The vapor deposition step of defining a window array in which 104) does not exist and vapor deposition as a layer consistent with the plurality of openings (102).
In the step of depositing a plurality of ring arrays of the porous anode electrode material (106) on the opposite second surface (110) of each sheet (100) of the electrolyte material and around the opening (102). The vapor deposition step, wherein the plurality of rings are separated from each other by voids and aligned with the window array.
An additional electrolyte material (100B) is deposited on the first surface (108) of each sheet (100), but inside the window, without covering the cathode electrode material (104) or openings (102). Steps and
A second surface of each sheet (100), with additional electrolyte material (100A) filling the voids between the rings, but not covering the porous anode electrode material (106) or openings (102). 110) Steps to deposit on and
The step of dividing at least one sheet (100) into a plurality of portions, and the step of dividing the sheet (102) so that one opening (102) extends into each portion.
In the step of stacking the plurality of parts into at least one piece, the layers of the cathode electrode material (104) of the adjacent sheets (100) of the electrolyte material are in contact with each other, and the windows are aligned with each other. The stacking step is performed in a state where the rings of the anode electrode material (106) of the adjacent sheets (100) of the electrolyte material are in contact with each other and the openings (102) of the sheets (100) of the electrolyte material are aligned with each other. As a result, a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers having a sheet (100) of an electrolyte material interposed between them, and a plurality of parallel plates having a sheet (100) of an electrolyte material interposed between them. The stacking step for obtaining a plate-shaped anode electrode material (106) layer, and
A step of further depositing the cathode electrode material (113) on the outer surface of each piece, which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped cathode electrode material (104) layers. The step of further vapor deposition, which forms the outer body (62) of (104),
A step of depositing the anode electrode material (111) on the inner surface of each opening (102), which is electrically connected to a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers and is electrically connected to the anode electrode material (106). A plurality of parallel plate-shaped cathode electrode materials extending from the outer body (62) of the cathode electrode material (104) toward the opening (102) in the step of forming the inner conduit (32) of the cathode electrode material (104). The 104) layer and a plurality of parallel plate-shaped anode electrode material (106) layers extending from the inner conduit (32) so as to be separated from the opening (102) are finger-shaped with each other via a sheet (100) of an electrolyte material. The step of depositing to be fitted and
A step of further depositing an additional electrolyte material (100C) across one end of each piece, the step of further depositing a fuel cell by closing one end of a conduit of at least one of the pieces.
A method of manufacturing a fuel cell.
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