JP2012129034A

JP2012129034A - Fuel cell

Info

Publication number: JP2012129034A
Application number: JP2010278721A
Authority: JP
Inventors: Masashi Shinohara; 雅志篠原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2012-07-05

Abstract

【課題】簡単な構成で、ガスシール性を高めることができ、耐久性の向上を図ることを可能にする。
【解決手段】燃料電池１０は、電解質・電極接合体２６をセパレータ３０で挟持する。燃料電池１０は、セパレータ３０及び電解質・電極接合体２６の周縁部に密着し、前記セパレータ３０と前記電解質・電極接合体２６のアノード電極２４側との間に形成される空間７８ａを封止する封止部材８０ａを備える。封止部材８０ａの第２挟持部材に密着する第１密着部８２ａの密着強度は、カソード電極２２側の外周縁部に密着する第２密着部８４ａの密着強度よりも大きく設定される。
【選択図】図４[PROBLEMS] To improve gas durability with a simple configuration and to improve durability.
In a fuel cell, an electrolyte / electrode assembly is sandwiched between separators. The fuel cell 10 is in close contact with the periphery of the separator 30 and the electrolyte / electrode assembly 26 and seals a space 78a formed between the separator 30 and the anode electrode 24 side of the electrolyte / electrode assembly 26. A sealing member 80a is provided. The contact strength of the first contact portion 82a that is in close contact with the second clamping member of the sealing member 80a is set to be greater than the contact strength of the second contact portion 84a that is in close contact with the outer peripheral edge portion on the cathode electrode 22 side.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell in which an electrolyte / electrode assembly configured by sandwiching an electrolyte between an anode electrode and a cathode electrode is laminated between separators.

通常、固体電解質形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、電解質に酸化物イオン導電体、例えば、安定化ジルコニアを用いており、この電解質の両側にアノード電極及びカソード電極を配設した電解質・電極接合体（ＭＥＡ）を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持している。この燃料電池は、通常、電解質・電極接合体とセパレータとが所定数だけ積層された燃料電池スタックとして使用されている。 In general, a solid electrolyte fuel cell (SOFC) uses an oxide ion conductor, for example, stabilized zirconia, as an electrolyte, and an electrolyte / electrode assembly in which an anode electrode and a cathode electrode are disposed on both sides of the electrolyte ( MEA) is sandwiched between separators (bipolar plates). This fuel cell is normally used as a fuel cell stack in which a predetermined number of electrolyte / electrode assemblies and separators are laminated.

上記の燃料電池では、電解質・電極接合体を構成するアノード電極及びカソード電極に、反応ガスとしてそれぞれ燃料ガス（例えば、水素ガス）及び酸化剤ガス（例えば、空気）を供給するために、セパレータの面方向に沿って燃料ガス通路及び酸化剤ガス通路が形成されている。 In the above fuel cell, in order to supply a fuel gas (for example, hydrogen gas) and an oxidant gas (for example, air) as a reaction gas to the anode electrode and the cathode electrode constituting the electrolyte / electrode assembly, respectively, A fuel gas passage and an oxidant gas passage are formed along the surface direction.

この種の燃料電池では、良好な集電性を維持して発電性能を向上させるとともに、反応ガスのガスシール性を高めるため、セパレータと電解質・電極接合体との密着性を確保する必要がある。 In this type of fuel cell, it is necessary to ensure good adhesion between the separator and the electrolyte / electrode assembly in order to improve the power generation performance by maintaining good current collection and to improve the gas sealing performance of the reaction gas. .

そこで、例えば、特許文献１に開示されている固体酸化物形燃料電池スタックが知られている。この固体酸化物形燃料電池スタックは、図１１に示すように、セル１を備えるとともに、前記セル１は、空気極２、電解質３及び燃料極４からなっている。酸化物からなる電解質３は、空気極２と燃料極４とで挟持されて平板型の構造を有しており、前記電解質３の外周部３ａには、セルフレーム５が平面的に接合されている。 Therefore, for example, a solid oxide fuel cell stack disclosed in Patent Document 1 is known. As shown in FIG. 11, the solid oxide fuel cell stack includes a cell 1, and the cell 1 includes an air electrode 2, an electrolyte 3, and a fuel electrode 4. The electrolyte 3 made of oxide is sandwiched between the air electrode 2 and the fuel electrode 4 and has a flat plate structure. A cell frame 5 is planarly joined to the outer peripheral portion 3 a of the electrolyte 3. Yes.

セルフレーム５は、外周部に延在させて設けられた曲げ構造５ａによって接合部が覆われた状態の封止構造とされている。曲げ構造５ａは、セル１と接合した際に、前記セル１の外周に沿って電解質３から燃料極４の側部まで立ち下がった後、前記燃料極４の側部の位置から外側にＬ字状に折れ曲がるクランク形状からなる折れ目構造に成形されている。 The cell frame 5 has a sealing structure in which a joint portion is covered with a bending structure 5a provided to extend to the outer peripheral portion. When the bending structure 5 a is joined to the cell 1, the bent structure 5 a falls from the electrolyte 3 to the side of the fuel electrode 4 along the outer periphery of the cell 1, and then outwards from the position of the side of the fuel electrode 4. It is formed into a fold structure consisting of a crank shape that bends in a shape.

このシール構造は、セル１を構成する電解質３の外周部３ａに平面状に接するセルフレーム５を配置し、且つ、前記電解質３と前記セルフレーム５の該電解質３に接する部分とを接合してガスシール性を確保している。さらに、セルフレーム５の電解質３面と当接する部分の外周部には、セル１の外周に沿って延在させて設けた曲げ構造５ａにより、接合部への余計な応力が加わることを抑止している。 In this sealing structure, a cell frame 5 that is in contact with a plane is arranged on the outer peripheral portion 3a of the electrolyte 3 that constitutes the cell 1, and the electrolyte 3 and a portion that contacts the electrolyte 3 of the cell frame 5 are joined. Gas sealability is secured. Further, the outer peripheral portion of the cell frame 5 that is in contact with the surface of the electrolyte 3 is prevented from being subjected to excessive stress applied to the joint portion by the bending structure 5 a provided to extend along the outer periphery of the cell 1. ing.

特開２０１０−２１０３８号公報JP 2010-21038 A

ところで、上記の特許文献１では、セル１に積層方向に荷重が付与される際（図１１中、矢印参照）、このセル１に印加される荷重により、セルフレーム５に曲げ応力が作用し易い。従って、セルフレーム５は、一端部が電解質３の外周部３ａに密着した状態で、他端がセパレータ（図示せず）から剥がれるおそれがある。これにより、セルフレーム５は、所望のガスシール性を確保することができず、セル１の耐久性が低下するという問題がある。 By the way, in the above-mentioned Patent Document 1, when a load is applied to the cell 1 in the stacking direction (see the arrow in FIG. 11), a bending stress easily acts on the cell frame 5 due to the load applied to the cell 1. . Therefore, the cell frame 5 may be peeled off from the separator (not shown) while the other end is in close contact with the outer peripheral portion 3a of the electrolyte 3. Thereby, the cell frame 5 cannot secure a desired gas sealing property, and there is a problem that the durability of the cell 1 is lowered.

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、ガスシール性を高めることができ、耐久性の向上を図ることが可能な燃料電池を提供することを目的とする。 The present invention solves this type of problem, and an object of the present invention is to provide a fuel cell that can improve gas sealing performance and can improve durability with a simple configuration.

本発明は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に積層される燃料電池に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell in which an electrolyte / electrode assembly configured by sandwiching an electrolyte between an anode electrode and a cathode electrode is laminated between separators.

この燃料電池は、セパレータ及び電解質・電極接合体の周縁部に密着し、前記セパレータと前記電解質・電極接合体のアノード電極側との間に形成される空間を封止する封止部を備えている。 The fuel cell includes a sealing portion that is in close contact with a peripheral portion of the separator and the electrolyte / electrode assembly and seals a space formed between the separator and the anode electrode side of the electrolyte / electrode assembly. Yes.

そして、封止部は、セパレータに密着する第１密着部と、電解質・電極接合体の前記周縁部に密着する第２密着部とを有し、且つ、前記第１密着部の密着強度は、前記第２密着部の密着強度よりも大きく設定されている。 The sealing portion has a first contact portion that is in close contact with the separator and a second contact portion that is in close contact with the peripheral portion of the electrolyte / electrode assembly, and the adhesion strength of the first contact portion is: It is set larger than the adhesion strength of the second adhesion part.

また、この燃料電池では、封止部は、第１密着部と第２密着部との間に形成され、且つ電解質・電極接合体の厚さ方向の間隙が、前記電解質・電極接合体の厚さよりも小さい寸法に設定されることが好ましい。このため、熱膨張差による第２密着部のせん断応力が発生することを抑制することができ、前記第２密着部における良好なシール性を確保することが可能になり、耐久性の向上が図られる。 In this fuel cell, the sealing portion is formed between the first contact portion and the second contact portion, and the gap in the thickness direction of the electrolyte / electrode assembly is the thickness of the electrolyte / electrode assembly. It is preferable that the dimension is set smaller than that. For this reason, it can suppress that the shear stress of the 2nd contact part by a thermal expansion difference generate | occur | produces, it becomes possible to ensure the favorable sealing performance in the said 2nd contact part, and an improvement of durability is achieved. It is done.

さらに、この燃料電池では、封止部は、第１密着部と第２密着部との間に、電解質・電極接合体の厚さ方向に向かって傾斜する傾斜形状部を設けることが好ましい。従って、直角に屈曲するクランク形状部に比べ、封止部全体としての材料使用量が削減される。特に、多数の燃料電池が積層される燃料電池スタックでは、封止部に使用される材料の使用量が大幅に削減され、経済的である。 Furthermore, in this fuel cell, it is preferable that the sealing portion is provided with an inclined shape portion that is inclined in the thickness direction of the electrolyte / electrode assembly between the first close contact portion and the second close contact portion. Therefore, the amount of material used as the whole sealing portion is reduced as compared with the crank shape portion bent at a right angle. In particular, in a fuel cell stack in which a large number of fuel cells are stacked, the amount of material used for the sealing portion is greatly reduced, which is economical.

さらにまた、この燃料電池では、封止部は、フレーム状の金属板であるとともに、第１密着部及び第２密着部は、前記封止部の一方の面に設けられることが好ましい。これにより、封止部自体の弾性力を介して、前記封止部と電解質・電極接合体との密着性を高めるための荷重を増加させることができ、シール性の向上が一層確実に遂行可能になる。 Furthermore, in this fuel cell, it is preferable that the sealing portion is a frame-shaped metal plate, and the first contact portion and the second contact portion are provided on one surface of the sealing portion. As a result, the load for increasing the adhesion between the sealing part and the electrolyte / electrode assembly can be increased via the elastic force of the sealing part itself, and the sealing performance can be improved more reliably. become.

また、この燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であることが好ましい。高温型燃料電池に適用することにより、特に懸念される熱応力による挟持部や電解質・電極接合体の熱歪等を良好に抑制することが可能になる。 The fuel cell is preferably a solid oxide fuel cell. By applying it to a high-temperature fuel cell, it becomes possible to satisfactorily suppress the sandwiched portion and the thermal strain of the electrolyte / electrode assembly due to thermal stresses of particular concern.

さらに、この燃料電池は、平板積層型固体酸化物形燃料電池であることが好ましい。このため、特に、平板型ＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池）のような高温型燃料電池に好適に適用することが可能になる。 Further, the fuel cell is preferably a flat plate stacked solid oxide fuel cell. For this reason, it can be suitably applied to a high temperature fuel cell such as a flat plate SOFC (solid oxide fuel cell).

本発明によれば、セパレータと電解質・電極接合体のアノード電極側との間に形成される空間を封止する封止部を備えており、前記セパレータと前記電解質・電極接合体との間からのガス漏れを抑制することができる。しかも、カソード電極側からアノード電極側に空気（酸化剤ガス）が回り込むことを良好に抑制することが可能になる。これにより、ガスシール性を高めることができ、耐久性の向上が容易に図られる。 According to the present invention, it is provided with a sealing portion that seals a space formed between the separator and the anode electrode side of the electrolyte / electrode assembly, and between the separator and the electrolyte / electrode assembly. Gas leakage can be suppressed. Moreover, it is possible to satisfactorily suppress air (oxidant gas) from flowing from the cathode electrode side to the anode electrode side. Thereby, gas-sealing property can be improved and durability is easily improved.

さらに、封止部は、セパレータに密着する第１密着部と、電解質・電極接合体の前記周縁部に密着する第２密着部とを有し、且つ、前記第１密着部の密着強度は、前記第２密着部の密着強度よりも大きく設定されている。従って、封止部とセパレータとを強固且つ確実に密着させることが可能になる。 Furthermore, the sealing portion has a first contact portion that is in close contact with the separator, and a second contact portion that is in close contact with the peripheral portion of the electrolyte / electrode assembly, and the adhesion strength of the first contact portion is: It is set larger than the adhesion strength of the second adhesion part. Therefore, the sealing portion and the separator can be firmly and reliably adhered.

本発明の第１の実施形態に係る燃料電池が複数積層された燃料電池スタックの概略斜視説明図である。1 is a schematic perspective view of a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells according to a first embodiment of the present invention are stacked. 前記燃料電池の分解斜視説明図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the fuel cell. 前記燃料電池のガス流れ状態を示す一部分解斜視説明図である。It is a partially exploded perspective view showing the gas flow state of the fuel cell. 前記燃料電池の、図２中、ＩＶ−ＩＶ線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the fuel cell taken along line IV-IV in FIG. 2. 前記燃料電池を構成するセパレータの平面説明図である。It is a plane explanatory view of the separator which constitutes the fuel cell. 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池が複数積層された燃料電池スタックの概略斜視説明図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells according to a second embodiment of the present invention are stacked. 前記燃料電池の分解斜視説明図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the fuel cell. 前記燃料電池のガス流れ状態を示す一部分解斜視説明図である。It is a partially exploded perspective view showing the gas flow state of the fuel cell. 前記燃料電池の概略断面説明図である。It is a schematic cross-sectional explanatory drawing of the said fuel cell. 前記セパレータを構成する第２プレートの平面説明図である。It is a plane explanatory view of the 2nd plate which constitutes the separator. 特許文献１に開示されている燃料電池スタックの説明図である。2 is an explanatory diagram of a fuel cell stack disclosed in Patent Document 1. FIG.

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、固体酸化物形燃料電池であり、矢印Ａ方向に複数積層されて燃料電池スタック１２を構成する。この燃料電池スタック１２は、定置用の他、車載用等の種々の用途に用いられている。燃料電池１０は、後述するように、平板積層型固体酸化物形燃料電池である。 As shown in FIG. 1, the fuel cell 10 according to the first embodiment of the present invention is a solid oxide fuel cell, and a plurality of fuel cells 10 are stacked in the direction of arrow A to constitute a fuel cell stack 12. The fuel cell stack 12 is used for various purposes such as in-vehicle use as well as stationary use. As will be described later, the fuel cell 10 is a flat plate stacked solid oxide fuel cell.

図２〜図４に示すように、燃料電池１０は、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電体で構成される電解質（電解質板）２０の両面に、カソード電極２２及びアノード電極２４が設けられた電解質・電極接合体（ＭＥＡ）２６を備える。電解質・電極接合体２６は、円板状に形成されるとともに、カソード電極２２の外形寸法は、電解質２０及びアノード電極２４の外形寸法よりも小径に設定される。 As shown in FIGS. 2 to 4, the fuel cell 10 is provided with a cathode electrode 22 and an anode electrode 24 on both surfaces of an electrolyte (electrolyte plate) 20 made of an oxide ion conductor such as stabilized zirconia, for example. The electrolyte / electrode assembly (MEA) 26 is provided. The electrolyte / electrode assembly 26 is formed in a disk shape, and the outer dimensions of the cathode electrode 22 are set to be smaller than the outer dimensions of the electrolyte 20 and the anode electrode 24.

電解質・電極接合体２６には、カソード電極２２に接して円板状カソード集電体２２ａと、アノード電極２４に接して円板状アノード集電体２４ａが配設される。カソード集電体２２ａ及びアノード集電体２４ａは、例えば、発泡金属により構成されるとともに、前記カソード集電体２２ａは、前記アノード集電体２４ａよりも小径に形成される。 The electrolyte / electrode assembly 26 is provided with a disk-shaped cathode current collector 22 a in contact with the cathode electrode 22 and a disk-shaped anode current collector 24 a in contact with the anode electrode 24. The cathode current collector 22a and the anode current collector 24a are made of, for example, foam metal, and the cathode current collector 22a is formed with a smaller diameter than the anode current collector 24a.

燃料電池１０は、一組のセパレータ３０間に２個の電解質・電極接合体２６を挟んで構成される。セパレータ３０は、２個の電解質・電極接合体２６を挟持する挟持部３２Ａ、３２Ｂと、それぞれの一端が前記挟持部３２Ａ、３２Ｂに連結される幅狭な橋架部３４Ａ、３４Ｂと、前記橋架部３４Ａ、３４Ｂの他端が一体に連結される反応ガス供給部３６とを備える。 The fuel cell 10 is configured by sandwiching two electrolyte / electrode assemblies 26 between a pair of separators 30. The separator 30 includes sandwiching portions 32A and 32B that sandwich two electrolyte / electrode assemblies 26, narrow bridge portions 34A and 34B each having one end connected to the sandwiching portions 32A and 32B, and the bridge portion. And a reaction gas supply unit 36 to which the other ends of 34A and 34B are integrally connected.

挟持部３２Ａ、３２Ｂと電解質・電極接合体２６との間には、カソード集電体２２ａを介装して酸化剤ガス通路３７が形成されるとともに、アノード集電体２４ａを介装して燃料ガス通路３８が形成される。 Between the sandwiching portions 32A and 32B and the electrolyte / electrode assembly 26, an oxidant gas passage 37 is formed via a cathode current collector 22a, and a fuel via an anode current collector 24a. A gas passage 38 is formed.

セパレータ３０は、例えば、２枚のプレートである第１プレート４０及び第２プレート４２を備え、前記第１プレート４０及び前記第２プレート４２は、例えば、ステンレス合金等の板金で構成され、ろう付け、拡散接合やレーザ溶接等により互いに接合される。なお、セパレータ３０は、３枚以上のプレートを接合して構成してもよい。 The separator 30 includes, for example, a first plate 40 and a second plate 42 which are two plates, and the first plate 40 and the second plate 42 are made of a sheet metal such as a stainless alloy, and are brazed. They are bonded to each other by diffusion bonding, laser welding, or the like. The separator 30 may be configured by joining three or more plates.

図２及び図５に示すように、第１プレート４０は、反応ガス供給部３６を構成する長円形状の第１反応ガス供給部材４４を備える。この第１反応ガス供給部材４４には、積層方向（矢印Ａ方向）に沿って燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔４６、燃料ガス通路３８を流通した前記燃料ガスを導出するための燃料ガス導出連通孔４８、及び酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔５０が形成される。 As shown in FIGS. 2 and 5, the first plate 40 includes an oval first reaction gas supply member 44 that constitutes the reaction gas supply unit 36. The first reaction gas supply member 44 is connected to the fuel gas supply communication hole 46 for supplying the fuel gas along the stacking direction (arrow A direction) and the fuel gas flowing through the fuel gas passage 38 is led out. A fuel gas outlet communication hole 48 and an oxidant gas supply communication hole 50 for supplying an oxidant gas are formed.

反応ガス供給部３６は、燃料ガス供給連通孔４６と酸化剤ガス供給連通孔５０との間に、燃料ガス導出連通孔４８が設けられるとともに、前記燃料ガス供給連通孔４６、前記燃料ガス導出連通孔４８及び前記酸化剤ガス供給連通孔５０は、挟持部３２Ａ、３２Ｂの中央と橋架部３４Ａ、３４Ｂとを結ぶ仮想直線Ｌ１（図２中、矢印Ｂ方向）に交差する方向（例えば、直交する方向）に延在する仮想直線Ｌ２（矢印Ｃ方向）に沿って配列される（図２参照）。 The reaction gas supply unit 36 is provided with a fuel gas outlet communication hole 48 between the fuel gas supply communication hole 46 and the oxidant gas supply communication hole 50, and the fuel gas supply communication hole 46 and the fuel gas outlet communication hole. The hole 48 and the oxidant gas supply communication hole 50 intersect with a direction (for example, orthogonal) intersecting a virtual straight line L1 (in the direction of arrow B in FIG. 2) connecting the centers of the sandwiching portions 32A and 32B and the bridge portions 34A and 34B. Are arranged along a virtual straight line L2 (arrow C direction) extending in the direction (see FIG. 2).

図５に示すように、第１反応ガス供給部材４４の両長辺には、幅狭な第１橋架部材５２ａ、５２ｂを介して比較的大径な第１挟持部材５４ａ、５４ｂが一体に設けられる。第１橋架部材５２ａ、５２ｂの電極面に沿う短尺側の幅寸法（図中、寸法ｔ）の内方には、燃料ガス導出連通孔４８が設けられるとともに、前記第１橋架部材５２ａ、５２ｂの前記幅寸法の外方には、燃料ガス供給連通孔４６及び酸化剤ガス供給連通孔５０が設けられる。 As shown in FIG. 5, relatively long-diameter first sandwiching members 54a and 54b are integrally provided on both long sides of the first reactive gas supply member 44 via narrow first bridge members 52a and 52b. It is done. A fuel gas lead-out communication hole 48 is provided inward of the short side width dimension (dimension t in the figure) along the electrode surface of the first bridge members 52a, 52b, and the first bridge members 52a, 52b A fuel gas supply communication hole 46 and an oxidant gas supply communication hole 50 are provided outside the width dimension.

燃料ガス供給連通孔４６には、一対の燃料ガス供給通路５６ａ、５６ｂの一端が連通する。燃料ガス供給通路５６ａ、５６ｂの他端は、第１橋架部材５２ａ、５２ｂの長手方向（矢印Ｂ方向）に沿って第１挟持部材５４ａ、５４ｂ内に延在し、前記第１挟持部材５４ａ、５４ｂの中心で終端する。 One end of a pair of fuel gas supply passages 56 a and 56 b communicates with the fuel gas supply communication hole 46. The other ends of the fuel gas supply passages 56a and 56b extend in the first clamping members 54a and 54b along the longitudinal direction (arrow B direction) of the first bridge members 52a and 52b, and the first clamping members 54a, Terminate at the center of 54b.

燃料ガス導出連通孔４８には、一対の燃料ガス戻し通路５８ａ、５８ｂの一端が連通する。燃料ガス戻し通路５８ａ、５８ｂの他端は、第１橋架部材５２ａ、５２ｂの長手方向（矢印Ｂ方向）に沿って第１挟持部材５４ａ、５４ｂの外周縁部まで延在する。 One end of a pair of fuel gas return passages 58 a and 58 b communicates with the fuel gas outlet communication hole 48. The other ends of the fuel gas return passages 58a and 58b extend to the outer peripheral edge portions of the first sandwiching members 54a and 54b along the longitudinal direction (arrow B direction) of the first bridge members 52a and 52b.

酸化剤ガス供給連通孔５０には、一対の酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂの一端が連通する。酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂの他端は、第１橋架部材５２ａ、５２ｂの長手方向（矢印Ｂ方向）に沿って第１挟持部材５４ａ、５４ｂ内に延在する。 One end of a pair of oxidant gas supply passages 60 a and 60 b communicates with the oxidant gas supply communication hole 50. The other ends of the oxidant gas supply passages 60a and 60b extend into the first clamping members 54a and 54b along the longitudinal direction of the first bridge members 52a and 52b (arrow B direction).

第１橋架部材５２ａ、５２ｂは、燃料ガス供給通路５６ａ、５６ｂと酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂとの間に、燃料ガス戻し通路５８ａ、５８ｂが設けられる。 The first bridge members 52a and 52b are provided with fuel gas return passages 58a and 58b between the fuel gas supply passages 56a and 56b and the oxidant gas supply passages 60a and 60b.

第１挟持部材５４ａ、５４ｂは、電解質・電極接合体２６の直径よりも大径の円板形状に設定される。第１挟持部材５４ａ、５４ｂには、酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔６２ａ、６２ｂが、例えば、前記第１挟持部材５４ａ、５４ｂの中心に対して偏心した位置に、少なくとも１つずつ形成される。酸化剤ガス供給孔６２ａ、６２ｂは、酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂの他端に連通し、この酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂを介して、酸化剤ガス供給連通孔５０に連通する。 The first clamping members 54 a and 54 b are set in a disk shape having a larger diameter than the diameter of the electrolyte / electrode assembly 26. The first clamping members 54a, 54b have at least one oxidant gas supply hole 62a, 62b for supplying an oxidant gas, for example, at a position eccentric with respect to the center of the first clamping member 54a, 54b. It is formed one by one. The oxidant gas supply holes 62a and 62b communicate with the other ends of the oxidant gas supply passages 60a and 60b, and communicate with the oxidant gas supply communication hole 50 through the oxidant gas supply passages 60a and 60b.

図２に示すように、第２プレート４２は、反応ガス供給部３６を構成する長円形状の第２反応ガス供給部材６４を備える。第２反応ガス供給部材６４には、燃料ガス供給連通孔４６、燃料ガス導出連通孔４８及び酸化剤ガス供給連通孔５０が形成される。第２反応ガス供給部材６４の両長辺には、幅狭な第２橋架部材６６ａ、６６ｂを介して比較的大径な第２挟持部材６８ａ、６８ｂが一体に設けられる。 As shown in FIG. 2, the second plate 42 includes an oval second reaction gas supply member 64 that constitutes the reaction gas supply unit 36. The second reaction gas supply member 64 is formed with a fuel gas supply communication hole 46, a fuel gas outlet communication hole 48, and an oxidant gas supply communication hole 50. On both long sides of the second reactive gas supply member 64, second sandwiching members 68a and 68b having a relatively large diameter are integrally provided via narrow second bridge members 66a and 66b.

第２挟持部材６８ａ、６８ｂには、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔７０ａ、７０ｂが、例えば、前記第２挟持部材６８ａ、６８ｂの中心に、少なくとも１つずつ形成される。燃料ガス供給孔７０ａ、７０ｂは、燃料ガス供給通路５６ａ、５６ｂの他端に連通し、この燃料ガス供給通路５６ａ、５６ｂを介して、燃料ガス供給連通孔４６に連通する。 In the second clamping members 68a and 68b, at least one fuel gas supply hole 70a and 70b for supplying fuel gas is formed at the center of the second clamping members 68a and 68b, for example. The fuel gas supply holes 70a and 70b communicate with the other ends of the fuel gas supply passages 56a and 56b, and communicate with the fuel gas supply communication hole 46 through the fuel gas supply passages 56a and 56b.

第２挟持部材６８ａ、６８ｂには、電解質・電極接合体２６の外周外方を周回して燃料ガス戻し溝７２ａ、７２ｂが設けられる。この燃料ガス戻し溝７２ａ、７２ｂには、燃料ガス通路３８と燃料ガス戻し通路５８ａ、５８ｂとを連通させる燃料ガス戻し孔７４ａ、７４ｂが、それぞれ少なくとも１つ以上連通する。 Fuel gas return grooves 72a and 72b are provided in the second holding members 68a and 68b so as to go around the outer periphery of the electrolyte / electrode assembly 26. At least one or more fuel gas return holes 74a and 74b communicating with the fuel gas passage 38 and the fuel gas return passages 58a and 58b communicate with the fuel gas return grooves 72a and 72b, respectively.

図２及び図４に示すように、挟持部３２Ａ、３２Ｂには、前記挟持部３２Ａ、３２Ｂと電解質・電極接合体２６のアノード電極２４側との間に形成される空間７８ａ、７８ｂを封止する封止部材（封止部）８０ａ、８０ｂが設けられる。封止部材８０ａ、８０ｂは、フレーム状、例えば、略リング形状を有する金属板で形成される。 As shown in FIGS. 2 and 4, the holding portions 32A and 32B are sealed with spaces 78a and 78b formed between the holding portions 32A and 32B and the anode electrode 24 side of the electrolyte / electrode assembly 26. Sealing members (sealing portions) 80a and 80b are provided. The sealing members 80a and 80b are formed of a metal plate having a frame shape, for example, a substantially ring shape.

封止部材８０ａ、８０ｂは、セパレータ３０を構成する第２挟持部材６８ａ、６８ｂに密着する第１密着部８２ａ、８２ｂと、各電解質・電極接合体２６のカソード電極２２側の外周縁部に密着する第２密着部８４ａ、８４ｂとを有する。封止部材８０ａ、８０ｂは、第１密着部８２ａ、８２ｂと第２密着部８４ａ、８４ｂとの間に、電解質・電極接合体２６の厚さ方向に向かって傾斜する傾斜形状部８６ａ、８６ｂを設ける。 The sealing members 80 a and 80 b are in close contact with the first contact portions 82 a and 82 b that are in close contact with the second sandwiching members 68 a and 68 b constituting the separator 30, and the outer peripheral edge of each electrolyte / electrode assembly 26 on the cathode electrode 22 side. Second contact portions 84a and 84b. The sealing members 80a and 80b are provided with inclined shape portions 86a and 86b that are inclined in the thickness direction of the electrolyte / electrode assembly 26 between the first contact portions 82a and 82b and the second contact portions 84a and 84b. Provide.

第１密着部８２ａ、８２ｂと第２密着部８４ａ、８４ｂとは、封止部材８０ａ、８０ｂの一方の面に設けられる。封止部材８０ａ、８０ｂは、第１密着部８２ａ、８２ｂと第２密着部８４ａ、８４ｂとの間に形成され、且つ電解質・電極接合体２６の厚さ方向（矢印Ａ方向）の間隙ｈ１が、前記電解質・電極接合体２６の厚さｈ２よりも小さい寸法に設定される（ｈ１＜ｈ２）。 The first contact portions 82a and 82b and the second contact portions 84a and 84b are provided on one surface of the sealing members 80a and 80b. The sealing members 80a and 80b are formed between the first contact portions 82a and 82b and the second contact portions 84a and 84b, and have a gap h1 in the thickness direction (arrow A direction) of the electrolyte / electrode assembly 26. The dimension is set smaller than the thickness h2 of the electrolyte / electrode assembly 26 (h1 <h2).

第１密着部８２ａ、８２ｂの密着強度は、第２密着部８４ａ、８４ｂの密着強度よりも大きく設定される。具体的には、第１密着部８２ａ、８２ｂは、第２挟持部材６８ａ、６８ｂの周回凸部７６ａ、７６ｂに対して、例えば、レーザ溶接、ろう付け（銀やニッケル等）又は拡散接合により固着される。 The adhesion strength of the first adhesion portions 82a and 82b is set to be greater than the adhesion strength of the second adhesion portions 84a and 84b. Specifically, the first contact portions 82a and 82b are fixed to the circumferential convex portions 76a and 76b of the second holding members 68a and 68b by, for example, laser welding, brazing (silver, nickel, etc.) or diffusion bonding. Is done.

なお、封止部８０ａ、８０ｂは、先ず、第２密着部８４ａ、８４ｂの接合作業が行われた後、第１密着部８２ａ、８２ｂの接合作業（例えば、レーザ溶接）が行われる。また、以下に説明する他の封止部でも、同様に接合作業が行われる。 The sealing portions 80a and 80b are first joined to the second contact portions 84a and 84b, and then joined to the first contact portions 82a and 82b (for example, laser welding). In addition, the joining operation is similarly performed in the other sealing portions described below.

第２密着部８４ａ、８４ｂは、各電解質・電極接合体２６の周縁被覆部２０ａに対して、例えば、ガラスシールまたはろう付け（銀やニッケル等）により固着され、あるいは、単に当接により密着する。なお、第１密着部８２ａ、８２ｂの密着面積は、第２密着部８４ａ、８４ｂの密着面積よりも大きく設定されることが好ましい。 The second contact portions 84a and 84b are fixed to the peripheral coating portion 20a of each electrolyte / electrode assembly 26 by, for example, glass sealing or brazing (silver, nickel, or the like), or simply adhered by contact. . In addition, it is preferable that the contact | adherence area of 1st contact part 82a, 82b is set larger than the contact | adherence area of 2nd contact part 84a, 84b.

図１に示すように、燃料電池スタック１２は、複数の燃料電池１０の積層方向一端にエンドプレート９０を配置するとともに、積層方向他端に押圧プレート９２Ａ、９２Ｂ及び９４を配置する。押圧プレート９２Ａ、９２Ｂは、挟持部３２Ａ、３２Ｂに対応して配置される一方、押圧プレート９４は、反応ガス供給部３６に対応して配置される。 As shown in FIG. 1, the fuel cell stack 12 has an end plate 90 disposed at one end in the stacking direction of the plurality of fuel cells 10 and press plates 92A, 92B, and 94 disposed at the other end in the stacking direction. The pressing plates 92A and 92B are disposed corresponding to the sandwiching portions 32A and 32B, while the pressing plate 94 is disposed corresponding to the reaction gas supply unit 36.

押圧プレート９２Ａ、９２Ｂは、複数のボルト９６によりエンドプレート９０に固定されることによって、矢印Ａ方向に積層された電解質・電極接合体２６及び挟持部３２Ａ、３２Ｂに積層方向に比較的小さな締付荷重を付与する。押圧プレート９４は、複数のボルトによりエンドプレート９０に固定されることによって、矢印Ａ方向に積層された反応ガス供給部３６に積層方向に比較的大きな締付荷重を付与する。 The pressing plates 92A and 92B are fixed to the end plate 90 by a plurality of bolts 96, so that the electrolyte / electrode assembly 26 and the sandwiching portions 32A and 32B stacked in the direction of arrow A are relatively tightened in the stacking direction. Apply load. The pressing plate 94 applies a relatively large tightening load in the stacking direction to the reaction gas supply unit 36 stacked in the arrow A direction by being fixed to the end plate 90 by a plurality of bolts.

なお、図示しないが、エンドプレート９０、押圧プレート９２Ａ、９２Ｂ及び９４のいずれかに、燃料ガスを供給するための配管、一旦使用された燃料ガスを導出するための配管及び酸化剤ガスを供給するための配管が配設される。 Although not shown, a pipe for supplying fuel gas, a pipe for deriving once used fuel gas, and an oxidant gas are supplied to any one of the end plate 90 and the pressing plates 92A, 92B, and 94. Piping is provided.

このように構成される燃料電池スタック１２の動作について、以下に説明する。 The operation of the fuel cell stack 12 configured as described above will be described below.

図２及び図３に示すように、燃料ガス供給連通孔４６に燃料ガス（例えば、水素含有ガス）が供給されるとともに、酸化剤ガス供給連通孔５０に酸化剤ガスである酸素含有ガス（以下、空気ともいう）が供給される。燃料ガスは、燃料電池スタック１２の燃料ガス供給連通孔４６に沿って積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら、各燃料電池１０に設けられる燃料ガス供給通路５６ａ、５６ｂに沿ってセパレータ３０の面方向に移動する。 As shown in FIGS. 2 and 3, a fuel gas (for example, a hydrogen-containing gas) is supplied to the fuel gas supply communication hole 46 and an oxygen-containing gas (hereinafter referred to as an oxidant gas) is supplied to the oxidant gas supply communication hole 50. , Also referred to as air). The fuel gas moves in the stacking direction (in the direction of arrow A) along the fuel gas supply communication hole 46 of the fuel cell stack 12, and moves along the fuel gas supply passages 56 a and 56 b provided in each fuel cell 10. Move in the plane direction.

燃料ガスは、燃料ガス供給通路５６ａ、５６ｂから第２挟持部材６８ａ、６８ｂに形成された燃料ガス供給孔７０ａ、７０ｂを通って各燃料ガス通路３８に導入される。 The fuel gas is introduced into the fuel gas passages 38 from the fuel gas supply passages 56a and 56b through the fuel gas supply holes 70a and 70b formed in the second clamping members 68a and 68b.

燃料ガス供給孔７０ａ、７０ｂは、電解質・電極接合体２６のアノード電極２４の中心位置に設定されている。このため、燃料ガスは、燃料ガス供給孔７０ａ、７０ｂから各アノード電極２４の中心に供給された後、燃料ガス通路３８に沿って前記アノード電極２４の外周部に向かって移動する。 The fuel gas supply holes 70 a and 70 b are set at the center position of the anode electrode 24 of the electrolyte / electrode assembly 26. Therefore, the fuel gas is supplied from the fuel gas supply holes 70 a and 70 b to the center of each anode electrode 24 and then moves along the fuel gas passage 38 toward the outer periphery of the anode electrode 24.

燃料ガス通路３８を流通した燃料ガスは、図３及び図４に示すように、電解質・電極接合体２６の外周外方を周回する燃料ガス戻し溝７２ａ、７２ｂに導入され、前記燃料ガス戻し溝７２ａ、７２ｂに案内されて燃料ガス戻し孔７４ａ、７４ｂに移動する。従って、燃料ガスは、燃料ガス戻し孔７４ａ、７４ｂを通って燃料ガス戻し通路５８ａ、５８ｂに供給され、前記燃料ガス戻し通路５８ａ、５８ｂから燃料ガス導出連通孔４８に導出される。 As shown in FIGS. 3 and 4, the fuel gas flowing through the fuel gas passage 38 is introduced into the fuel gas return grooves 72a and 72b that circulate around the outer periphery of the electrolyte / electrode assembly 26, and the fuel gas return groove It is guided by 72a, 72b and moves to the fuel gas return holes 74a, 74b. Accordingly, the fuel gas is supplied to the fuel gas return passages 58a and 58b through the fuel gas return holes 74a and 74b, and is led out to the fuel gas outlet communication hole 48 from the fuel gas return passages 58a and 58b.

一方、空気は、燃料電池スタック１２の酸化剤ガス供給連通孔５０に沿って積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら、各燃料電池１０に設けられる酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂに沿ってセパレータ３０の面方向に移動する（図２及び図３参照）。 On the other hand, the air moves along the oxidant gas supply passages 60 a and 60 b provided in each fuel cell 10 while moving in the stacking direction (arrow A direction) along the oxidant gas supply communication hole 50 of the fuel cell stack 12. It moves in the surface direction of the separator 30 (see FIGS. 2 and 3).

空気は、酸化剤ガス供給通路６０ａ、６０ｂから第１挟持部材５４ａ、５４ｂに形成された酸化剤ガス供給孔６２ａ、６２ｂを通って各酸化剤ガス通路３７に導入される。酸化剤ガス供給孔６２ａ、６２ｂは、各電解質・電極接合体２６のカソード電極２２の略中心位置に設定されている。このため、空気は、酸化剤ガス供給孔６２ａ、６２ｂから各カソード電極２２の略中心に供給された後、酸化剤ガス通路３７に沿って前記カソード電極２２の外周部に向かって移動する（図４参照）。 Air is introduced into each oxidant gas passage 37 from the oxidant gas supply passages 60a and 60b through the oxidant gas supply holes 62a and 62b formed in the first clamping members 54a and 54b. The oxidant gas supply holes 62 a and 62 b are set at substantially the center position of the cathode electrode 22 of each electrolyte / electrode assembly 26. Therefore, air is supplied from the oxidant gas supply holes 62a and 62b to the approximate center of each cathode electrode 22, and then moves along the oxidant gas passage 37 toward the outer periphery of the cathode electrode 22 (see FIG. 4).

従って、電解質・電極接合体２６では、アノード電極２４の電極面の中心側から周端部側に向かって燃料ガスが供給されるとともに、カソード電極２２の電極面の略中心側から周端部側に向かって空気が供給される。その際、酸化物イオンが電解質２０を通ってアノード電極２４に移動し、化学反応により発電が行われる。 Therefore, in the electrolyte / electrode assembly 26, the fuel gas is supplied from the center side of the electrode surface of the anode electrode 24 toward the peripheral end portion side, and from the substantially central side of the electrode surface of the cathode electrode 22 to the peripheral end portion side. Air is supplied toward. At that time, oxide ions move to the anode electrode 24 through the electrolyte 20, and power is generated by a chemical reaction.

この場合、第１の実施形態では、セパレータ３０と電解質・電極接合体２６のアノード電極２４側との間に形成される空間７８ａ、７８ｂを封止する封止部材８０ａ、８０ｂを備えている。このため、セパレータ３０と電解質・電極接合体２６との間からのガス漏れを抑制することができる。 In this case, in the first embodiment, sealing members 80a and 80b are provided to seal the spaces 78a and 78b formed between the separator 30 and the anode electrode 24 side of the electrolyte / electrode assembly 26. For this reason, gas leakage from between the separator 30 and the electrolyte / electrode assembly 26 can be suppressed.

そして、封止部材８０ａ、８０ｂは、セパレータ３０に密着する第１密着部８２ａ、８２ｂと、電解質・電極接合体２６の周縁部に密着する第２密着部８４ａ、８４ｂとを有し、且つ、前記第１密着部８２ａ、８２ｂの密着強度は、前記第２密着部８４ａ、８４ｂの密着強度よりも大きく設定されている。従って、封止部材８０ａ、８０ｂとセパレータ３０とを、強固且つ確実に密着させることが可能になる。 The sealing members 80a and 80b include first contact portions 82a and 82b that are in close contact with the separator 30, and second contact portions 84a and 84b that are in close contact with the peripheral portion of the electrolyte / electrode assembly 26, and The adhesion strength of the first adhesion portions 82a and 82b is set to be greater than the adhesion strength of the second adhesion portions 84a and 84b. Therefore, the sealing members 80a and 80b and the separator 30 can be firmly and reliably adhered.

しかも、カソード電極２２側からアノード電極２４側に空気（酸化剤ガス）が回り込むことを良好に抑制することができる。これにより、ガスシール性を高めることが可能になり、電解質・電極接合体２６の耐久性の向上が容易に図られるという効果が得られる。 Moreover, it is possible to satisfactorily suppress air (oxidant gas) from flowing from the cathode electrode 22 side to the anode electrode 24 side. Thereby, it becomes possible to improve gas-seal properties, and the effect that the durability of the electrolyte / electrode assembly 26 can be easily improved is obtained.

また、第１の実施形態では、封止部材８０ａ、８０ｂは、第１密着部８２ａ、８２ｂと第２密着部８４ａ、８４ｂとの間に形成され、且つ電解質・電極接合体２６の厚さ方向の間隙ｈ１が、前記電解質・電極接合体２６の厚さｈ２よりも小さい寸法に設定されている。このため、熱膨張差による第２密着部８４ａ、８４ｂのせん断応力が発生することを抑制することができ、前記第２密着部８４ａ、８４ｂにおける良好なシール性を確保することが可能になり、耐久性の向上が図られる。 In the first embodiment, the sealing members 80a and 80b are formed between the first contact portions 82a and 82b and the second contact portions 84a and 84b, and the thickness direction of the electrolyte / electrode assembly 26 The gap h1 is set to a size smaller than the thickness h2 of the electrolyte / electrode assembly 26. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of shear stress in the second contact portions 84a and 84b due to the difference in thermal expansion, and it becomes possible to ensure good sealing performance in the second contact portions 84a and 84b. Durability is improved.

さらに、封止部材８０ａ、８０ｂは、第１密着部８２ａ、８２ｂと第２密着部８４ａ、８４ｂとの間に、電解質・電極接合体２６の厚さ方向に向かって傾斜する傾斜形状部８６ａ、８６ｂを設けている。従って、直角に屈曲するクランク形状部に比べ、封止部材８０ａ、８０ｂ全体としての材料使用量が削減される。特に、多数の燃料電池１０が積層される燃料電池スタック１２では、封止部材８０ａ、８０ｂに使用される材料の使用量が大幅に削減され、経済的である。 Furthermore, the sealing members 80a and 80b are inclined shape portions 86a that are inclined in the thickness direction of the electrolyte / electrode assembly 26 between the first contact portions 82a and 82b and the second contact portions 84a and 84b. 86b is provided. Therefore, the material usage amount of the sealing members 80a and 80b as a whole is reduced as compared with a crank-shaped portion that is bent at a right angle. In particular, in the fuel cell stack 12 in which a large number of fuel cells 10 are stacked, the amount of materials used for the sealing members 80a and 80b is greatly reduced, which is economical.

さらにまた、封止部材８０ａ、８０ｂは、フレーム状の金属板であるとともに、第１密着部８２ａ、８２ｂ及び第２密着部８４ａ、８４ｂは、前記封止部材８０ａ、８０ｂの一方の面に設けられている。これにより、封止部材８０ａ、８０ｂ自体の弾性力を介して、前記封止部材８０ａ、８０ｂと電解質・電極接合体２６との密着性を高めるための荷重を増加させることができ、シール性の向上が一層確実に遂行可能になる。 Furthermore, the sealing members 80a and 80b are frame-shaped metal plates, and the first contact portions 82a and 82b and the second contact portions 84a and 84b are provided on one surface of the sealing members 80a and 80b. It has been. As a result, the load for increasing the adhesion between the sealing members 80a and 80b and the electrolyte / electrode assembly 26 can be increased via the elastic force of the sealing members 80a and 80b itself, and the sealing property can be increased. Improvements can be performed more reliably.

また、燃料電池１０は、高温型燃料電池である固体酸化物形燃料電池を構成することにより、特に懸念される熱応力による挟持部３２Ａ、３２Ｂや電解質・電極接合体２６の熱歪等を良好に抑制することが可能になる。 In addition, the fuel cell 10 constitutes a solid oxide fuel cell which is a high-temperature fuel cell, and therefore, the thermal strain of the sandwiched portions 32A and 32B and the electrolyte / electrode assembly 26 due to thermal stresses of particular concern is good. Can be suppressed.

さらに、燃料電池１０は、平板積層型固体酸化物形燃料電池である。このため、特に、平板型ＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池）のような高温型燃料電池に好適に適用することが可能になる。 Furthermore, the fuel cell 10 is a flat plate stacked solid oxide fuel cell. For this reason, it can be suitably applied to a high temperature fuel cell such as a flat plate SOFC (solid oxide fuel cell).

図６は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池１３０が複数積層された燃料電池スタック１３２の斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。 FIG. 6 is a perspective explanatory view of a fuel cell stack 132 in which a plurality of fuel cells 130 according to the second embodiment of the present invention are stacked. The same components as those of the fuel cell 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図７〜図９に示すように、燃料電池１３０は、例えば、長円形状（又は楕円形状）に形成される電解質・電極接合体１３４を備えるとともに、前記電解質・電極接合体１３４は、一組のセパレータ１３６間に挟持される。電解質・電極接合体１３４には、カソード電極２２に接して長円形状（又は楕円形状）のカソード集電体２２ａが配設される。 As shown in FIGS. 7 to 9, the fuel cell 130 includes, for example, an electrolyte / electrode assembly 134 formed in an oval shape (or an oval shape), and the electrolyte / electrode assembly 134 includes one set. Between the separators 136. The electrolyte / electrode assembly 134 is provided with an oval (or elliptical) cathode current collector 22 a in contact with the cathode electrode 22.

セパレータ１３６は、電解質・電極接合体１３４を挟持する挟持部１３８と、第１連結部１４０を介して前記挟持部１３８に連結される幅狭な橋架部１４２と、前記橋架部１４２に第２連結部１４４を介して一体に連結される反応ガス供給部１４６とを備える。第１連結部１４０と第２連結部１４４とは、挟持部１３８を挟んで互いに対向する位置に設定される。 The separator 136 includes a sandwiching part 138 that sandwiches the electrolyte / electrode assembly 134, a narrow bridge part 142 that is coupled to the sandwiching part 138 through the first coupling part 140, and a second coupling to the bridge part 142. A reaction gas supply unit 146 that is integrally connected via the unit 144. The 1st connection part 140 and the 2nd connection part 144 are set in the position which mutually opposes on both sides of the clamping part 138. FIG.

橋架部１４２は、反応ガス供給部１４６と一体に挟持部１３８の外周全周を周回する。橋架部１４２と反応ガス供給部１４６とは、全体として挟持部１３８と同様に、長円形状（又は楕円形状）に形成される。 The bridge portion 142 circulates around the entire outer periphery of the sandwiching portion 138 integrally with the reaction gas supply portion 146. The bridge portion 142 and the reactive gas supply portion 146 are formed in an oval shape (or an oval shape) as in the case of the sandwiching portion 138 as a whole.

挟持部１３８と電解質・電極接合体１３４のカソード電極２２との間には、カソード集電体２２ａを介装して酸化剤ガス通路３７が形成されるとともに、前記電解質・電極接合体１３４のアノード電極２４とセパレータ１３６との間には、燃料ガス通路３８が形成される。橋架部１４２には、反応ガス供給部１４６と直交する方向に突出して位置決め部１４８が設けられる。 An oxidant gas passage 37 is formed between the sandwiching portion 138 and the cathode electrode 22 of the electrolyte / electrode assembly 134 with a cathode current collector 22a interposed therebetween, and the anode of the electrolyte / electrode assembly 134 is formed. A fuel gas passage 38 is formed between the electrode 24 and the separator 136. The bridge portion 142 is provided with a positioning portion 148 that protrudes in a direction orthogonal to the reaction gas supply portion 146.

セパレータ１３６は、例えば、３枚のプレートである第１プレート１５０、第２プレート１５２及び第３プレート１５４を備え、前記第１プレート１５０、前記第２プレート１５２及び前記第３プレート１５４は、例えば、ステンレス合金等の板金で構成され、ろう付け、拡散接合やレーザ溶接等により互いに接合される。なお、セパレータ１３６は、４枚以上のプレートを接合して構成してもよい。 The separator 136 includes, for example, a first plate 150, a second plate 152, and a third plate 154 that are three plates, and the first plate 150, the second plate 152, and the third plate 154 include, for example, It is made of a sheet metal such as a stainless alloy, and is joined to each other by brazing, diffusion bonding, laser welding, or the like. The separator 136 may be configured by joining four or more plates.

第１プレート１５０は、反応ガス供給部１４６を構成する長方形状又は長円形状の第１反応ガス供給部材１５６を備える。この第１反応ガス供給部材１５６には、積層方向（矢印Ａ方向）に沿って燃料ガス供給連通孔４６、燃料ガス導出連通孔４８及び酸化剤ガス供給連通孔５０が形成される。 The first plate 150 includes a rectangular or oval first reaction gas supply member 156 that constitutes the reaction gas supply unit 146. In the first reactive gas supply member 156, a fuel gas supply communication hole 46, a fuel gas outlet communication hole 48, and an oxidant gas supply communication hole 50 are formed along the stacking direction (arrow A direction).

反応ガス供給部１４６は、燃料ガス供給連通孔４６と燃料ガス導出連通孔４８との間に、酸化剤ガス供給連通孔５０が設けられるとともに、前記燃料ガス供給連通孔４６、前記酸化剤ガス供給連通孔５０及び前記燃料ガス導出連通孔４８は、挟持部１３８の外形形状に沿って配列される。 The reactive gas supply unit 146 is provided with an oxidant gas supply communication hole 50 between the fuel gas supply communication hole 46 and the fuel gas outlet communication hole 48, and the fuel gas supply communication hole 46 and the oxidant gas supply. The communication hole 50 and the fuel gas outlet communication hole 48 are arranged along the outer shape of the clamping part 138.

第１反応ガス供給部材１５６には、第２連結部１４４ａを介して橋架部１４２を構成する幅狭な第１橋架部材１５８が連結されるとともに、前記第１橋架部材１５８には、第１連結部１４０ａを介して比較的大径な第１挟持部材１６０が一体に設けられる。 The first reactive gas supply member 156 is connected to the narrow first bridge member 158 constituting the bridge portion 142 via the second connection portion 144a, and the first bridge member 158 is connected to the first connection member 156. The first holding member 160 having a relatively large diameter is integrally provided via the portion 140a.

第１挟持部材１６０は、挟持部１３８を構成し、電解質・電極接合体１３４の直径よりも大径な長円形状に設定される。第１挟持部材１６０には、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給孔７０が、例えば、前記第１挟持部材１６０の長円の各中心に対応して、少なくとも２つ形成される。 The first clamping member 160 constitutes a clamping part 138 and is set in an oval shape having a larger diameter than the diameter of the electrolyte / electrode assembly 134. In the first clamping member 160, at least two fuel gas supply holes 70 for supplying fuel gas are formed corresponding to the centers of the ellipses of the first clamping member 160, for example.

第１挟持部材１６０の外周縁部には、燃料ガス通路３８を流通した燃料ガスを戻すための複数の燃料ガス戻し孔７４が、電解質・電極接合体１３４の外形形状の外周を周回する長円形状（又は楕円形状）の仮想線上に形成される。第１挟持部材１６０の面内には、燃料ガス通路３８を形成するための複数の突起部１６１が形成される。 A plurality of fuel gas return holes 74 for returning the fuel gas flowing through the fuel gas passage 38 are formed on the outer peripheral edge of the first clamping member 160 so as to go around the outer periphery of the outer shape of the electrolyte / electrode assembly 134. It is formed on a virtual line having a shape (or an elliptical shape). A plurality of protrusions 161 for forming the fuel gas passage 38 are formed in the surface of the first clamping member 160.

第２プレート１５２は、反応ガス供給部１４６を構成する長方形状又は長円形状の第２反応ガス供給部材１６２を備える。第２反応ガス供給部材１６２には、燃料ガス供給連通孔４６、酸化剤ガス供給連通孔５０及び燃料ガス導出連通孔４８が設けられる。第２反応ガス供給部材１６２には、第２連結部１４４ｂを介して幅狭な第２橋架部材１６４が連結されるとともに、前記第２橋架部材１６４には、第１連結部１４０ｂを介して比較的大径な第２挟持部材１６６が一体に設けられる。 The second plate 152 includes a rectangular or oval second reaction gas supply member 162 constituting the reaction gas supply unit 146. The second reaction gas supply member 162 is provided with a fuel gas supply communication hole 46, an oxidant gas supply communication hole 50, and a fuel gas outlet communication hole 48. A narrow second bridge member 164 is connected to the second reactive gas supply member 162 via a second connecting portion 144b. The second bridge member 164 is compared to the second bridge member 164 via a first connecting portion 140b. A second holding member 166 having a large diameter is integrally provided.

第２橋架部材１６４の表面側（第１プレート１５０との接合面側）には、第１及び第２連結部１４０ｂ、１４４ｂにより仕切られる各円弧状部分に燃料ガス供給通路５６と燃料ガス戻し通路５８とが設けられる。具体的には、橋架部１４２の一方の辺部１４２ａ側に燃料ガス供給通路５６が形成されるとともに、前記橋架部１４２の他方の辺部１４２ｂ側に燃料ガス戻し通路５８が形成される。 On the surface side of the second bridge member 164 (on the side of the joint surface with the first plate 150), the fuel gas supply passage 56 and the fuel gas return passage are connected to the arc-shaped portions partitioned by the first and second connecting portions 140b and 144b. 58 is provided. Specifically, a fuel gas supply passage 56 is formed on one side 142a side of the bridge portion 142, and a fuel gas return passage 58 is formed on the other side portion 142b side of the bridge portion 142.

燃料ガス供給通路５６は、一端が燃料ガス供給連通孔４６に連通する一方、他端が第１連結部１４０ｂを通って第２挟持部材１６６内に延在し、前記第２挟持部材１６６の中央部で長円状の燃料ガス室５６ｅを形成する。この燃料ガス室５６ｅには、必要に応じて燃料ガスを改質するための改質触媒（例えば、発泡ニッケルと触媒）１６８が配設される。 The fuel gas supply passage 56 has one end communicating with the fuel gas supply communication hole 46, and the other end extending into the second holding member 166 through the first connecting portion 140 b and the center of the second holding member 166. An elliptical fuel gas chamber 56e is formed at the portion. In the fuel gas chamber 56e, a reforming catalyst (for example, foamed nickel and catalyst) 168 for reforming the fuel gas as necessary is disposed.

燃料ガス戻し通路５８は、一端が燃料ガス導出連通孔４８に連通する一方、他端が第１連結部１４０ｂを通って第２挟持部材１６６内に延在する。この他端は、第１挟持部材１６０の燃料ガス戻し孔７４の位置に対応しており、第２挟持部材１６６の外周縁部に沿って長円形状（又は楕円形状）に形成される。 The fuel gas return passage 58 has one end communicating with the fuel gas outlet communication hole 48 and the other end extending into the second holding member 166 through the first connecting portion 140b. The other end corresponds to the position of the fuel gas return hole 74 of the first holding member 160 and is formed in an oval shape (or an oval shape) along the outer peripheral edge of the second holding member 166.

図１０に示すように、第２橋架部材１６４の裏面側（第３プレート１５４との接合面側）には、酸化剤ガス供給連通孔５０に連通する酸化剤ガス供給通路６０が設けられる。この酸化剤ガス供給通路６０は、第１連結部１４０ｂを通って第２挟持部材１６６内に延在し、前記第２挟持部材１６６の中央部で長円状の終端部６０ｅを形成する。 As shown in FIG. 10, an oxidant gas supply passage 60 that communicates with the oxidant gas supply communication hole 50 is provided on the back side of the second bridge member 164 (the side of the joint surface with the third plate 154). The oxidant gas supply passage 60 extends into the second holding member 166 through the first connecting portion 140b, and an oval end portion 60e is formed at the center of the second holding member 166.

図７に示すように、第３プレート１５４は、反応ガス供給部１４６を構成する長方形状又は長円形状の第３反応ガス供給部材１７０を備える。第３反応ガス供給部材１７０には、燃料ガス供給連通孔４６、酸化剤ガス供給連通孔５０及び燃料ガス導出連通孔４８が設けられる。第３反応ガス供給部材１７０には、第２連結部１４４ｃを介して幅狭な第２橋架部材１７２が連結されるとともに、前記第２橋架部材１７２には、第１連結部１４０ｃを介して比較的大径な第３挟持部材１７４が一体に設けられる。 As shown in FIG. 7, the third plate 154 includes a rectangular or oval third reaction gas supply member 170 that constitutes the reaction gas supply unit 146. The third reaction gas supply member 170 is provided with a fuel gas supply communication hole 46, an oxidant gas supply communication hole 50, and a fuel gas outlet communication hole 48. A narrow second bridge member 172 is connected to the third reactive gas supply member 170 via a second connecting portion 144c, and a comparison is made to the second bridge member 172 via a first connecting portion 140c. A third holding member 174 having a large diameter is integrally provided.

第３挟持部材１７４には、酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給孔６２が、例えば、前記第３挟持部材１７４の長円の各中心に対応して、少なくとも２つ形成される。酸化剤ガス供給孔６２は、第２挟持部材１６６の終端部６０ｅに対応する位置に設けられる。 In the third clamping member 174, at least two oxidant gas supply holes 62 for supplying oxidant gas are formed corresponding to the centers of the ellipses of the third clamping member 174, for example. The oxidant gas supply hole 62 is provided at a position corresponding to the terminal portion 60e of the second clamping member 166.

図７及び図９に示すように、挟持部１３８には、前記挟持部１３８と電解質・電極接合体１３４のアノード電極２４側との間に形成される空間７８を封止する封止部材１７６が設けられる。封止部材１７６は、第１の実施形態に使用される封止部材８０ａ（８０ｂ）と同様に構成されている。 As shown in FIGS. 7 and 9, the sandwiching portion 138 has a sealing member 176 that seals a space 78 formed between the sandwiching portion 138 and the anode electrode 24 side of the electrolyte / electrode assembly 134. Provided. The sealing member 176 is configured in the same manner as the sealing member 80a (80b) used in the first embodiment.

封止部材１７６は、長円リング形状を有し、セパレータ１３６を構成する第１挟持部材１６０に密着する第１密着部１７６ａと、各電解質・電極接合体２６のカソード電極２２の外周縁部に密着する第２密着部１７６ｂとを有する。封止部材１７６は、第１密着部１７６ａと第２密着部１７６ｂとの間に、電解質・電極接合体２６の厚さ方向に向かって傾斜する傾斜形状部１７６ｃを設ける。第１密着部１７６ａ及び第２密着部１７６ｂは、封止部材１７６の一方の面に設けられる。 The sealing member 176 has an oval ring shape, and is attached to the first contact portion 176 a that is in close contact with the first sandwiching member 160 that constitutes the separator 136, and the outer peripheral edge portion of the cathode electrode 22 of each electrolyte / electrode assembly 26. A second contact portion 176b that is in close contact with the first contact portion; The sealing member 176 is provided with an inclined shape portion 176c that is inclined in the thickness direction of the electrolyte / electrode assembly 26 between the first close contact portion 176a and the second close contact portion 176b. The first contact portion 176a and the second contact portion 176b are provided on one surface of the sealing member 176.

封止部材１７６は、第１密着部１７６ａと第２密着部１７６ｂとの間に形成され、且つ電解質・電極接合体２６の厚さ方向（矢印Ａ方向）の間隙が、前記電解質・電極接合体２６の厚さよりも小さい寸法に設定される。第１密着部１７６ａの密着強度は、第２密着部１７６ｂの密着強度よりも大きく設定される。 The sealing member 176 is formed between the first contact portion 176a and the second contact portion 176b, and the gap in the thickness direction (arrow A direction) of the electrolyte / electrode assembly 26 is the electrolyte / electrode assembly. The dimension is set to be smaller than 26 thickness. The adhesion strength of the first adhesion portion 176a is set to be greater than the adhesion strength of the second adhesion portion 176b.

図７に示すように、燃料電池１３０では、挟持部１３８の外周と橋架部１４２及び反応ガス供給部１４６の内周との間に、略リング状の空間部が形成される。この空間部は、酸化剤ガス通路３７を流通した酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔１８０を構成する。 As shown in FIG. 7, in the fuel cell 130, a substantially ring-shaped space portion is formed between the outer periphery of the sandwiching portion 138 and the inner periphery of the bridge portion 142 and the reactive gas supply portion 146. This space portion constitutes an oxidant gas discharge communication hole 180 for discharging the oxidant gas flowing through the oxidant gas passage 37.

図６に示すように、燃料電池スタック１３２は、複数の燃料電池１３０の積層方向一端（下端）にエンドプレート１８２を配置する。このエンドプレート１８２は、燃料電池１３０の外形形状と相似形状で且つ大きな寸法に設定される。エンドプレート１８２には、燃料ガス供給連通孔４６、燃料ガス導出連通孔４８及び酸化剤ガス供給連通孔５０にそれぞれ連通する燃料ガス供給配管１８４、燃料ガス導出配管１８６及び酸化剤ガス供給配管１８８が設けられる。 As shown in FIG. 6, the fuel cell stack 132 has an end plate 182 disposed at one end (lower end) in the stacking direction of the plurality of fuel cells 130. The end plate 182 has a shape similar to the outer shape of the fuel cell 130 and a large size. The end plate 182 includes a fuel gas supply pipe 184, a fuel gas outlet pipe 186, and an oxidant gas supply pipe 188 that respectively communicate with the fuel gas supply communication hole 46, the fuel gas outlet communication hole 48, and the oxidant gas supply communication hole 50. Provided.

エンドプレート１８２には、挟持部１３８に積層方向に締め付け荷重を付与する第１荷重付与機構１９０が設けられる。第１荷重付与機構１９０は、最上位に配置される燃料電池１３０を構成する反応ガス供給部１４６上に配置される押圧部材１９２を備える。エンドプレート１８２上には、複数のボルト１９４が押圧部材１９２に挿入されて前記エンドプレート１８２にねじ込まれることにより、挟持部１３８に所望の締め付け荷重が付与される。各挟持部１３８間には、例えば、シール部材（図示せず）が介装される。エンドプレート１８２には、位置決めピン１９６が立設されており、この位置決めピン１９６が各セパレータ１３６の位置決め部１４８に係合する。 The end plate 182 is provided with a first load applying mechanism 190 that applies a tightening load to the sandwiching portion 138 in the stacking direction. The first load applying mechanism 190 includes a pressing member 192 disposed on the reaction gas supply unit 146 that constitutes the fuel cell 130 disposed at the uppermost position. On the end plate 182, a plurality of bolts 194 are inserted into the pressing member 192 and screwed into the end plate 182, so that a desired tightening load is applied to the holding portion 138. Between each clamping part 138, a sealing member (not shown) is interposed, for example. Positioning pins 196 are erected on the end plate 182, and the positioning pins 196 engage with the positioning portions 148 of the separators 136.

最上位に配置される燃料電池１３０を構成する挟持部１３８上には、第２荷重付与機構として、例えば、錘部材１９８が載置される。矢印Ａ方向に積層された反応ガス供給部１４６には、積層方向に挟持部１３８よりも大きな締付荷重が付与される。なお、第２荷重付与機構としては、錘部材１９８に代えて、例えば、ばね部材の弾性力を使用する構造や、熱により膨張する部材を使用する構造等が採用可能である。 For example, a weight member 198 is placed as a second load applying mechanism on the sandwiching portion 138 constituting the fuel cell 130 arranged at the uppermost position. A larger tightening load is applied to the reaction gas supply unit 146 stacked in the direction of arrow A than the clamping unit 138 in the stacking direction. In addition, as a 2nd load provision mechanism, it replaces with the weight member 198, for example, the structure using the elastic force of a spring member, the structure using the member expanded by heat, etc. are employable.

このように構成される燃料電池スタック１３２の動作について、以下に説明する。 The operation of the fuel cell stack 132 configured as described above will be described below.

図７に示すように、エンドプレート１８２に設けられた燃料ガス供給配管１８４から燃料ガス供給連通孔４６に燃料ガス（例えば、水素含有ガス）が供給されるとともに、酸化剤ガス供給配管１８８から酸化剤ガス供給連通孔５０に酸化剤ガスである酸素含有ガス（以下、空気ともいう）が供給される。 As shown in FIG. 7, fuel gas (for example, hydrogen-containing gas) is supplied from the fuel gas supply pipe 184 provided in the end plate 182 to the fuel gas supply communication hole 46 and oxidized from the oxidant gas supply pipe 188. An oxygen-containing gas (hereinafter also referred to as air) that is an oxidant gas is supplied to the agent gas supply communication hole 50.

図８及び図９に示すように、燃料ガスは、燃料電池１３０の燃料ガス供給連通孔４６に沿って積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら、各燃料電池１３０に設けられる燃料ガス供給通路５６に沿ってセパレータ１３６の面方向に移動する。 As shown in FIGS. 8 and 9, the fuel gas is provided in each fuel cell 130 while moving in the stacking direction (the direction of arrow A) along the fuel gas supply communication hole 46 of the fuel cell 130. 56 along the surface of the separator 136.

燃料ガスは、挟持部１３８内に形成された燃料ガス室５６ｅに導入され、この燃料ガス室５６ｅに設けられた改質触媒１６８により改質される。改質された燃料ガスは、水素リッチガスとして第１挟持部材１６０に形成された一対の燃料ガス供給孔７０を通って燃料ガス通路３８に導入される。 The fuel gas is introduced into the fuel gas chamber 56e formed in the holding portion 138, and is reformed by the reforming catalyst 168 provided in the fuel gas chamber 56e. The reformed fuel gas is introduced into the fuel gas passage 38 through a pair of fuel gas supply holes 70 formed in the first clamping member 160 as a hydrogen rich gas.

一対の燃料ガス供給孔７０は、電解質・電極接合体１３４のアノード電極２４の略中心位置に設定されている。このため、燃料ガスは、一対の燃料ガス供給孔７０からアノード電極２４の略中心に供給された後、燃料ガス通路３８に沿って前記アノード電極２４の外周部に向かって移動する。 The pair of fuel gas supply holes 70 is set at a substantially central position of the anode electrode 24 of the electrolyte / electrode assembly 134. Therefore, the fuel gas is supplied from the pair of fuel gas supply holes 70 to substantially the center of the anode electrode 24 and then moves along the fuel gas passage 38 toward the outer periphery of the anode electrode 24.

燃料ガス通路３８を流通した燃料ガスは、電解質・電極接合体１３４の外周外方に形成された複数の燃料ガス戻し孔７４に移動する。従って、燃料ガスは、燃料ガス戻し孔７４を通って燃料ガス戻し通路５８に供給され、前記燃料ガス戻し通路５８を通って燃料ガス導出連通孔４８に導出される。 The fuel gas flowing through the fuel gas passage 38 moves to a plurality of fuel gas return holes 74 formed outside the outer periphery of the electrolyte / electrode assembly 134. Accordingly, the fuel gas is supplied to the fuel gas return passage 58 through the fuel gas return hole 74 and is led out to the fuel gas outlet communication hole 48 through the fuel gas return passage 58.

一方、空気は、燃料電池スタック１３２の酸化剤ガス供給連通孔５０に沿って積層方向（矢印Ａ方向）に移動しながら、各燃料電池１３０に設けられる酸化剤ガス供給通路６０に沿ってセパレータ１３６の面方向に移動する。 On the other hand, the air moves in the stacking direction (the direction of arrow A) along the oxidant gas supply passage 50 of the fuel cell stack 132, and the separator 136 along the oxidant gas supply passage 60 provided in each fuel cell 130. Move in the direction of the surface.

空気は、酸化剤ガス供給通路６０の終端部６０ｅに流通した後、第３挟持部材１７４に形成された一対の酸化剤ガス供給孔６２を通って酸化剤ガス通路３７に導入される。一対の酸化剤ガス供給孔６２は、電解質・電極接合体１３４のカソード電極２２の略中心位置に設定されている。このため、空気は、酸化剤ガス供給孔６２からカソード電極２２の略中心に供給された後、酸化剤ガス通路３７に沿って前記カソード電極２２の外周部に向かって移動する。 The air flows through the end portion 60e of the oxidant gas supply passage 60 and is then introduced into the oxidant gas passage 37 through the pair of oxidant gas supply holes 62 formed in the third clamping member 174. The pair of oxidant gas supply holes 62 is set at a substantially central position of the cathode electrode 22 of the electrolyte / electrode assembly 134. Therefore, air is supplied from the oxidant gas supply hole 62 to the approximate center of the cathode electrode 22, and then moves along the oxidant gas passage 37 toward the outer periphery of the cathode electrode 22.

従って、電解質・電極接合体１３４では、アノード電極２４の電極面の中心側から周端部側に向かって燃料ガスが供給されるとともに、カソード電極２２の電極面の中心側から周端部側に向かって空気が供給される。その際、酸化物イオンが電解質２０を通ってアノード電極２４に移動し、化学反応により発電が行われる。 Therefore, in the electrolyte / electrode assembly 134, fuel gas is supplied from the center side of the electrode surface of the anode electrode 24 toward the peripheral end side, and from the center side of the electrode surface of the cathode electrode 22 to the peripheral end side. Air is supplied in the direction. At that time, oxide ions move to the anode electrode 24 through the electrolyte 20, and power is generated by a chemical reaction.

この場合、第２の実施形態では、図９に示すように、セパレータ１３６と電解質・電極接合体１３４のアノード電極２４側との間に形成される空間７８を封止する封止部材１７６を備えている。そして、封止部材１７６では、第１密着部１７６ａの密着強度は、第２密着部１７６ｂの密着強度よりも大きく設定されている。このため、セパレータ３０と電解質・電極接合体２６との間からのガス漏れを抑制することができる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。 In this case, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, a sealing member 176 that seals a space 78 formed between the separator 136 and the anode electrode 24 side of the electrolyte / electrode assembly 134 is provided. ing. In the sealing member 176, the adhesion strength of the first adhesion portion 176a is set to be larger than the adhesion strength of the second adhesion portion 176b. For this reason, the effect similar to said 1st Embodiment is acquired, such as being able to suppress the gas leak from between the separator 30 and the electrolyte electrode assembly 26.

なお、第２の実施形態では、電解質・電極接合体１３４及び挟持部１３８は、長円形状（又は楕円形状）に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、円形状に形成してもよい。 In the second embodiment, the electrolyte / electrode assembly 134 and the sandwiching portion 138 are formed in an oval shape (or an oval shape), but the present invention is not limited to this. It may be formed.

１０、１３０…燃料電池１２、１３２…燃料電池スタック
２０…電解質２２…カソード電極
２２ａ…カソード集電体２４…アノード電極
２４ａ…アノード集電体２６、１３４…電解質・電極接合体
３０、１３６…セパレータ３２Ａ、３２Ｂ、１３８…挟持部
３４Ａ、３４Ｂ、１４２…橋架部３６、１４６…反応ガス供給部
３７…酸化剤ガス通路３８…燃料ガス通路
４０、４２、１５０、１５２、１５４…プレート
４４、６４、１５６、１６２、１７０…反応ガス供給部材
４６…燃料ガス供給連通孔４８…燃料ガス導出連通孔
５０…酸化剤ガス供給連通孔
５２ａ、５２ｂ、６６ａ、６６ｂ、１５８、１６４、１７２…橋架部材
５４ａ、５４ｂ、６８ａ、６８ｂ、１６０、１６６、１７４…挟持部材
５６、５６ａ、５６ｂ…燃料ガス供給通路
５８、５８ａ、５８ｂ…燃料ガス戻し通路
６０、６０ａ、６０ｂ…酸化剤ガス供給通路
６２、６２ａ、６２ｂ…酸化剤ガス供給孔
７０、７０ａ、７０ｂ…燃料ガス供給孔
７２ａ、７２ｂ…燃料ガス戻し溝７４、７４ａ、７４ｂ…燃料ガス戻し孔
７８、７８ａ、７８ｂ…空間８０ａ、８０ｂ、１７６…封止部材
８２ａ、８２ｂ、８４ａ、８４ｂ、１７６ａ、１７６ｂ…密着部
８６ａ、８６ｂ、１７６ｃ…傾斜形状部
９０、１８２…エンドプレート１６１…突起部
１８０…酸化剤ガス排出連通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 130 ... Fuel cell 12, 132 ... Fuel cell stack 20 ... Electrolyte 22 ... Cathode electrode 22a ... Cathode collector 24 ... Anode electrode 24a ... Anode collector 26, 134 ... Electrolyte / electrode assembly 30, 136 ... Separator 32A, 32B, 138 ... clamping part 34A, 34B, 142 ... bridge part 36, 146 ... reactive gas supply part 37 ... oxidant gas passage 38 ... fuel gas passage 40, 42, 150, 152, 154 ... plates 44, 64, 156, 162, 170 ... reactive gas supply member 46 ... fuel gas supply communication hole 48 ... fuel gas outlet communication hole 50 ... oxidant gas supply communication hole 52a, 52b, 66a, 66b, 158, 164, 172 ... bridge member 54a, 54b, 68a, 68b, 160, 166, 174 ... clamping members 56, 56a, 56b ... fuel gas supply passage 58, 58a, 58b ... fuel gas return passages 60, 60a, 60b ... oxidant gas supply passages 62, 62a, 62b ... oxidant gas supply holes 70, 70a, 70b ... fuel gas supply holes 72a, 72b ... fuel gas return grooves 74, 74a, 74b ... Fuel gas return holes 78, 78a, 78b ... Spaces 80a, 80b, 176 ... Sealing members 82a, 82b, 84a, 84b, 176a, 176b ... Close contact portions 86a, 86b, 176c ... Inclined shapes 90 182 ... End plate 161 ... Protrusion 180 ... Oxidant gas discharge communication hole

Claims

An electrolyte / electrode assembly configured by sandwiching an electrolyte between an anode electrode and a cathode electrode is a fuel cell in which separators are stacked,
The fuel cell is in close contact with a peripheral portion of the separator and the electrolyte / electrode assembly, and seals a space formed between the separator and the anode electrode side of the electrolyte / electrode assembly With
The sealing portion includes a first contact portion that is in close contact with the separator;
A second contact portion that is in close contact with the peripheral portion of the electrolyte / electrode assembly;
And the contact strength of the first contact portion is set larger than the contact strength of the second contact portion.

2. The fuel cell according to claim 1, wherein the sealing portion is formed between the first close contact portion and the second close contact portion, and a gap in a thickness direction of the electrolyte / electrode assembly is the electrolyte. The fuel cell is characterized in that it is set to a size smaller than the thickness of the electrode assembly.

3. The fuel cell according to claim 1, wherein the sealing portion is inclined between the first adhesion portion and the second adhesion portion and is inclined toward the thickness direction of the electrolyte / electrode assembly. A fuel cell characterized in that a portion is provided.

The fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the sealing portion is a frame-shaped metal plate,
The fuel cell according to claim 1, wherein the first contact portion and the second contact portion are provided on one surface of the sealing portion.

The fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the fuel cell is a solid oxide fuel cell.

6. The fuel cell according to claim 5, wherein the solid oxide fuel cell is a flat plate stacked solid oxide fuel cell.