[发明专利]电化学反应单位、电化学反应电池组、以及电化学反应单位的制造方法

说明书

抑制起因于两个构件的热膨胀差的应力在玻璃密封部产生而导致的两个构件之间的密封性降低。一种电化学反应单位，其具备：单体电池，其包括电解质层以及隔着电解质层沿着第1方向彼此相对的空气极和燃料极；以及1个或多个构成构件，其中，该电化学反应单位具备玻璃密封部，该玻璃密封部与单体电池和1个或多个构成构件中的、沿着第1方向彼此相对的两个构件接触，含有玻璃，玻璃密封部含有作为第1方向上的尺寸的纵尺寸相对于作为与第1方向正交的第2方向上的尺寸的横尺寸的比率是1.5以上的多个晶粒。

技术领域

本说明书所公开的技术涉及一种电化学反应单位。

背景技术

作为利用氢与氧之间的电化学反应而进行发电的燃料电池的种类之一，公知有固体氧化物形的燃料电池(以下称为“SOFC”)。构成SOFC的燃料电池发电单位具备：燃料电池单体，其包括电解质层以及隔着电解质层沿着第1方向彼此相对的空气极和燃料极；一对互连器，其隔着燃料电池单体沿着第1方向彼此相对；分隔件，其形成有贯通孔，包围该贯通孔的部分与燃料电池单体的周缘部接合(例如，粘接)，划分形成面对空气极的空气室和面对燃料极的燃料室。

另外，在燃料电池发电单位中，存在如下情况：在沿着第1方向彼此相对的两个构成构件(例如，上述分隔件和互连器)之间的空间配置使玻璃材料结晶化而形成的玻璃密封部，以使两个构成构件电绝缘，同时确保气体密封性(参照例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-183376号公报

发明内容

发明要解决的问题

与玻璃密封部接触的两个构成构件由于燃料电池发电单位的发电动作而热膨胀。此时，起因于两个构成构件的热膨胀差而被各构成构件沿着与第1方向正交的第2方向拉伸的量在玻璃密封部内的一个构成构件侧的部分和另一个构成构件侧的部分有时不同，与此相伴，存在如下问题：沿着第2方向的裂纹在玻璃密封部产生，其结果，构成构件间的密封性降低。

此外，这样的问题不仅在平板形的SOFC，而且在例如筒形的SOFC也是共通的问题。另外，这样的问题在构成利用水的电解反应而进行氢的生成的固体氧化物形的电解池(以下称为“SOEC”)的电解池单位也是共通的问题。此外，在本说明书中，将燃料电池单体和电解池统称为电化学反应单体电池，将燃料电池发电单位和电解池单位统称为电化学反应单位。

在本说明书中，公开可解决上述的问题的至少一部分的技术。

用于解决问题的方案

本说明书所公开的技术可实现为以下的形态。

(1)本说明书所公开的电化学反应单位具备：单体电池，其包括电解质层以及隔着所述电解质层沿着第1方向彼此相对的空气极和燃料极；和1个或多个构成构件，在该电化学反应单位中，具备玻璃密封部，该玻璃密封部与所述单体电池和所述1个或多个构成构件中的、沿着所述第1方向彼此相对的两个构件接触，该玻璃密封部含有玻璃，所述玻璃密封部含有纵尺寸相对于横尺寸的比率是1.5以上的多个晶粒，该纵尺寸作为所述第1方向上的尺寸，该横尺寸作为与所述第1方向正交的第2方向上的尺寸。根据本电化学反应单位，玻璃密封部含有纵尺寸相对于横尺寸的比率是1.5以上的多个晶粒(以下称为“纵长晶粒”)。由此，即使起因于作为密封对象的两个构件的热膨胀差的应力在玻璃密封部产生，在纵长晶粒的作用下，沿着第1方向(纵向)延伸的纵裂纹也易于比沿着第2方向(横向)延伸的横裂纹优先在玻璃密封部产生，因此，能够利用纵裂纹使应力释放。即，通过裂纹优先沿着两个构件相对的第1方向形成，从而能够抑制裂纹沿着第2方向形成，抑制气体在两个构件之间穿过。因而，能够抑制作为密封对象的两个构件之间的密封性降低。