[发明专利]燃料电池的结构体

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池的结构体。

背景技术

以往，已知有具有“内部形成有气体流路的不具有电子传导性的多孔质的支承基板”、“相互分离地分别设置在所述支承基板的表面中多处的、由燃料极、固体电解质和空气极层叠的多个发电元件部”和“分别设置在1组或多组的相邻所述发电元件部之间的、电连接相邻的所述发电元件部的一方所述发电元件部的内侧电极和另一方所述发电元件部的外侧电极的具有电子传导性的1个或多个电连接部”的固体氧化物形燃料电池的结构体(例如，参照日本专利特开平8-106916号公报、日本专利特开2008-226789号公报)。这样的构成也称为“横条型”。

以下，关注支承基板的形状。日本专利特开平8-106916号公报记载的“横条型”的固体氧化物形燃料电池的结构体中，支承基板呈圆筒状。圆筒状的支承基板的表面(圆筒面)中，用于埋设燃料极的多个“环状沟”在轴向的多处分别形成(参照图3)。从而，支承基板中形成有“环状沟”的部分的外径变小。由此，该结构体为，在对支承基板施加弯曲方向或扭转方向的外力时，容易变形的结构。

又，日本专利特开2008-226789号公报记载的“横条型”的固体氧化物形燃料电池的结构体中，支承基板呈具有长度方向的平板状。平板状的支承基板的主面(平面)中，形成有用于埋设燃料极等的“沿长度方向且在长度方向开放的长沟”(参照图3(b))。从而，支承基板中形成“长沟”的部分的厚度减小。

另，“长沟”具有在与长度方向垂直的宽度方向的两端部的沿长度方向延伸的侧壁，且在长度方向的两端部不具有沿宽度方向延伸的侧壁。即，“长沟”不具有周向封闭侧壁。从而，支承基板中不形成包围“长沟”的框体。由此，该结构体也可称为，尤其当支承基板被施加扭转方向的外力时容易变形的结构。由此，希望在“横条型”的燃料电池的结构体中，当支承基板受到外力时，抑制支承基板的变形。

进一步的，在上述的燃料电池的结构体中，提高燃料电池的发电输出是重要的。作为提高发电输出的一个方法，例如，考虑有提高内侧电极和电连接部之间的电子传导性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种“横条型”的燃料电池的结构体，在支承基板受到外力的时候也不容易变形，且内侧电极和电连接部之间的电子传导性高。

本发明涉及的燃料电池的结构体包括:内部形成气体流路的不具有电子传导性的平板状的多孔质的支承基板；在所述平板状的支承基板的主面中相互分离的多处分别设置的“至少内侧电极、固体电解质、和外侧电极层叠形成的多个发电元件部”；分别设置在1组或多组的相邻所述发电元件部之间的、使相邻的所述发电元件部的一方所述发电元件部的内侧电极和另一方所述发电元件部的外侧电极电连接的具有电子传导性的1个或多个电连接部。即，该结构体为“横条型”的燃料电池的结构体。

本发明涉及的燃料电池的结构体的特征为，所述各电连接部由：由致密材料构成的第1部分；和与所述第1部分连接的且由多孔质材料构成的第2部分所构成。所述平板状的支承基板的主面的所述多处分别形成有第1凹部，其具有由所述支承基部的材料构成的底壁和围绕整周的由所述支承基板的材料构成的周向封闭的侧壁，所述各第1凹部中分别埋设有各对应的所述发电元件部的内侧电极（的整体），形成于所述被埋设的各内侧电极的外侧面的第2凹部中，分别埋设有对应的所述电连接部的所述第1部分（的整体或一部分）。所述各第2凹部具有：由所述内侧电极的材料构成的底壁，和包括所述内侧电极材料构成的部分的周向封闭的侧壁。

这样，本发明涉及的“横条型”的燃料电池的结构体中，用于埋设内侧电极的各第1凹部具有周向封闭的侧壁。换言之，支承基板中分别形成有包围各第1凹部的框体。从而，该结构体可成为，在支承基板受到外力时，不容易变形的结构。

进一步的，电连接部的第1部分埋设于形成在内侧电极的外侧面的第2凹部中。从而，相比采用在埋设于第1凹部的内部电极的外侧平面上层叠有（接触）电连接部的第1部分的构成的情况，内部电极和电连接部之间的界面面积变大。从而，可提高内部电极和电连接部之间的电子传导性。结果，可提高燃料电池的发电输出。

此时，埋设有对应的所述电连接部的第1部分的所述各第2凹部，具有：所述内侧电极材料构成的底壁、围绕整周的由所述内侧电极材料构成的周向封闭的侧壁。这样，内部电极和电连接部的界面面积可进一步增大。从而，内部电极和电连接部之间的电子传导性可进一步提高。