[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。

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情况下，也不容易变形。

本发明涉及的燃料电池的结构体包括:内部形成有气体流路的平板状的多孔质的支承基板；多个发电元件部，其分别设置在所述平板状的支承基板的主面中相互分离的多处，每个所述发电元件部至少由内侧电极、固体电解质、和外侧电极层叠构成；1个或多个电连接部，其分别设置在1组或多组相邻的所述发电元件部之间、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。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在于，所述平板状的支承基板的主面中所述多处，分别形成具有底壁和周向封闭侧壁的凹部，所述各凹部分别埋设有对应的所述发电元件部的内侧电极(的整体)。

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凹部具有周向封闭侧壁。换言之，支承基板中分别形成包围各凹部的框体。从而，该结构体构成为当支承基板受到外力时也不容易变形的结构。

这里，所述凹部的平面形状(从与支承基板的主面垂直的方向看出的形状)为例如，长方形、正方形、圆形、椭圆形。又，所述支承基板具有长度方向、且所述多个凹部最好沿着长度方向相隔规定的间隔被设置。又，所述内侧电极和所述外侧电极可分别为空气极和燃料极，或燃料极和空气极。又，所述燃料极由与所述固体电解质相接的燃料极活性部、和作为所述燃料极活性部以外的剩余部分的燃料极集电部构成。

又，所述凹部中所述底壁和所述侧壁所成的角度可以为90°，也可为例如，90～135°。或，所述凹部中所述底壁和所述侧壁相交的部分为圆弧状时，圆弧的半径相对于所述凹部的深度的比例为例如0.01～1。又，从与所述支承基板的主面垂直方向看去，所述凹部的周围存在角部时，所述角部可以是半径为0.05～1.0mm的圆弧状。

上述本发明涉及的燃料电池的结构体最好为如下构成，所述平板状的支承基板的相互平行的两侧的主面分别形成有所述多个凹部，所述支承基板的两侧的主面的所述各凹部分别埋设有对应的所述发电元件部的内侧电极，在所述支承基板的两侧的主面分别设置有所述多个发电元件部。这样，相比仅在所述支承基板的单侧的主面分别设置所述多个发电元件部的情况，可以增多结构体中发电元件部的个数，可以提高燃料电池的发电输出。