特許 6959040 スタック用プレート、電気化学反応セルスタック、および、電気化学反応セルスタックの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6959040

(24)【登録日】2021年10月11日

(45)【発行日】2021年11月2日

(54)【発明の名称】スタック用プレート、電気化学反応セルスタック、および、電気化学反応セルスタックの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/2432 20160101AFI20211021BHJP

   H01M 8/12 20160101ALI20211021BHJP

   H01M 8/2483 20160101ALI20211021BHJP

   H01M 8/247 20160101ALI20211021BHJP

   C25B 9/00 20210101ALI20211021BHJP

   C25B 9/23 20210101ALI20211021BHJP

   C25B 1/04 20210101ALI20211021BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/2432

   H01M8/12 101

   H01M8/2483

   H01M8/247

   C25B9/00 A

   C25B9/23

   C25B1/04

   H01M8/12 102A

【請求項の数】11

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2017-114204(P2017-114204)

(22)【出願日】2017年6月9日

(65)【公開番号】特開2018-206722(P2018-206722A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2020年5月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】519322392

【氏名又は名称】森村ＳＯＦＣテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001911

【氏名又は名称】特許業務法人アルファ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】眞邉 健太

(72)【発明者】

【氏名】堀田 信行

【審査官】 高木 康晴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１５９２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３６９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１１４８１１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／２４

Ｈ０１Ｍ ８／１２

Ｃ２５Ｂ ９／００

Ｃ２５Ｂ ９／７３

Ｃ２５Ｂ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固体電解質層と、前記固体電解質層を挟んで第１の方向に対向する空気極および燃料極とを有する電気化学反応単セルが、前記第１の方向に複数並べて配置された電気化学反応セルスタックにおいて前記複数の電気化学反応単セルに対して前記第１の方向の少なくとも一方側に配置される平板状のスタック用プレートであって、前記電気化学反応セルスタックに形成されるガス流路を構成する貫通孔が形成されたスタック用プレートにおいて、
前記スタック用プレートの前記第１の方向視の外周線は、
前記外周線が内接する最小の仮想矩形の第１の仮想辺に平行で、かつ、前記第１の仮想辺上に位置する複数の第１の基準辺と、
前記第１の基準辺同士の間に位置し、前記仮想矩形において前記第１の仮想辺に対向する第２の仮想辺側に窪んだ凹部と、
前記第２の仮想辺に平行で、かつ、前記第２の仮想辺上に位置する１または複数の第２の基準辺と、を有し、
前記スタック用プレートの周縁部において前記複数の第１の基準辺のそれぞれに面している複数の縁部分の少なくとも１つに前記貫通孔が形成され、
全ての前記第２の基準辺の長さの合計は、前記複数の第１の基準辺の長さの合計より短く、
前記第１の仮想辺の一端に最も近い前記第１の基準辺の一端と、前記第１の仮想辺の他端に最も近い前記第１の基準辺の他端との間の第１の距離は、前記第２の仮想辺の一端に最も近い前記第２の基準辺の一端と、前記第２の仮想辺の他端に最も近い前記第２の基準辺の他端との間の第２の距離より長く、
前記第１の仮想辺と前記第２の仮想辺とが対向する方向視で、前記第２の仮想辺の一端に最も近い前記第２の基準辺の一端と、前記第２の仮想辺の他端に最も近い前記第２の基準辺の他端とは、いずれも、前記第１の仮想辺の一端に最も近い前記第１の基準辺の一端と、前記第１の仮想辺の他端に最も近い前記第１の基準辺の他端との間に位置し、
かつ、前記第１の仮想辺と前記第２の仮想辺とが対向する方向視で、前記凹部は、前記第２の仮想辺の一端に最も近い前記第２の基準辺の一端と、前記第２の仮想辺の他端に最も近い前記第２の基準辺の他端との間に位置していることを特徴とする、スタック用プレート。

【請求項2】

請求項１に記載のスタック用プレートにおいて、
前記全ての第２の基準辺の長さの合計は、さらに、前記第２の仮想辺の長さの５０％以下の長さであることを特徴とする、スタック用プレート。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のスタック用プレートにおいて、
前記複数の第１の基準辺の長さの合計は、前記第１の仮想辺の長さの１０％以上の長さであることを特徴とする、スタック用プレート。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のスタック用プレートにおいて、
前記スタック用プレートの前記第１の方向視の前記外周線は、さらに、
前記仮想矩形の第３の仮想辺に平行で、かつ、前記第３の仮想辺上に位置する複数の第３の基準辺と、
前記第３の基準辺同士の間に位置し、前記仮想矩形において前記第３の仮想辺に対向する第４の仮想辺側に窪んだ凹部と、
前記第４の仮想辺に平行で、かつ、前記第４の仮想辺上に位置する１または複数の第４の基準辺と、を有し、
前記スタック用プレートの周縁部において前記複数の第３の基準辺に面している複数の縁部分の少なくとも１つに前記貫通孔が形成され、
全ての前記第４の基準辺の長さの合計は、前記複数の第３の基準辺の長さの合計より短いことを特徴とする、スタック用プレート。

【請求項5】

請求項４に記載のスタック用プレートにおいて、
前記全ての第４の基準辺の長さの合計は、さらに、前記第４の仮想辺の長さの５０％以下の長さであることを特徴とする、スタック用プレート。

【請求項6】

請求項４または請求項５に記載のスタック用プレートにおいて、
前記第３の仮想辺の一端に最も近い前記第３の基準辺の一端と、前記第３の仮想辺の他端に最も近い前記第３の基準辺の他端との間の第３の距離は、前記第４の仮想辺の一端に最も近い前記第４の基準辺の一端と、前記第４の仮想辺の他端に最も近い前記第４の基準辺の他端との間の第４の距離より長いことを特徴とする、スタック用プレート。

【請求項7】

請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載のスタック用プレートにおいて、
前記第１の仮想辺の一端に最も近い前記第１の基準辺の一端と、前記第１の仮想辺の他端に最も近い前記第１の基準辺の他端との間の第１の距離は、前記第１の仮想辺の長さの３０％以上であることと、前記第３の仮想辺の一端に最も近い前記第３の基準辺の一端と、前記第３の仮想辺の他端に最も近い前記第３の基準辺の他端との間の第３の距離は、前記第３の仮想辺の長さの３０％以上であることと、の少なくとも一方を満たすことを特徴とする、スタック用プレート。

【請求項8】

請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のスタック用プレートにおいて、
前記複数の縁部分のそれぞれに前記貫通孔が形成されていることを特徴とする、スタック用プレート。

【請求項9】

請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のスタック用プレートにおいて、
前記第１の仮想辺と前記第２の仮想辺とが対向する方向視で、１つの前記貫通孔の全体は、前記１つの貫通孔の最も近くに位置する前記第１の基準辺である特定基準辺の両端より内側に位置していることを特徴とする、スタック用プレート。

【請求項10】

固体電解質層と、前記固体電解質層を挟んで第１の方向に対向する空気極および燃料極とを有する電気化学反応単セルが、前記第１の方向に複数並べて配置された電気化学反応セルスタックにおいて、さらに、
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載のスタック用プレートを有することを特徴とする、電気化学反応セルスタック。

【請求項11】

固体電解質層と、前記固体電解質層を挟んで第１の方向に対向する空気極および燃料極とを有する電気化学反応単セルが、前記第１の方向に複数並べて配置されるとともに、前記複数の電気化学反応単セルに対して前記第１の方向の少なくとも一方側に平板状のスタック用プレートが配置された電気化学反応セルスタックの製造方法において、
前記スタック用プレートの前記第１の方向視の外周線は、
前記外周線が内接する最小の仮想矩形の第１の仮想辺に平行で、かつ、前記第１の仮想辺上に位置する複数の第１の基準辺と、
前記第１の基準辺同士の間に位置し、前記仮想矩形において前記第１の仮想辺に対向する第２の仮想辺側に窪んだ凹部と、
前記第２の仮想辺に平行で、かつ、前記第２の仮想辺上に位置する１または複数の第２の基準辺と、を有し、
前記スタック用プレートの周縁部において前記複数の第１の基準辺のそれぞれに面している複数の縁部分の少なくとも１つに貫通孔が形成され、
全ての前記第２の基準辺の長さの合計は、前記複数の第１の基準辺の長さの合計より短くなっており、
前記複数の電気化学反応単セルと前記スタック用プレートとが前記第１の方向に並べられた配列体を形成する配列工程と、
前記配列体のうち、前記スタック用プレートの複数の第１の基準辺側を基準壁に接触させつつ、前記スタック用プレートの前記１または複数の第２の基準辺側に対して、前記第２の基準辺から前記基準壁に向かう方向に力を付与する付与工程と、を含むことを特徴とする電気化学反応セルスタックの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される技術は、電気化学反応セルスタックに備えられるスタック用プレートに関する。

【背景技術】

【0002】

水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池の種類の１つとして、固体酸化物を含む電解質層を備える固体酸化物形の燃料電池（以下、「ＳＯＦＣ」という）が知られている。ＳＯＦＣは、一般に、所定の方向（以下、「配列方向」ともいう）に並べて配置された複数の燃料電池発電単位（以下、単に「発電単位」という）と、該複数の燃料電池発電単位に対して配列方向の一方側に配置される平板状のスタック用プレート（例えばエンドプレート）と、を備える燃料電池スタックの形態で利用される。発電単位は、ＳＯＦＣの発電の最小単位であり、電解質層と電解質層を挟んで互いに対向する空気極および燃料極とを含んでいる。

【0003】

従来の燃料電池では、スタック用プレートの配列方向視の外周線は略矩形である（下記特許文献１〜４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１７９９３５号公報

【特許文献2】特開２００８−１５９２９１号公報

【特許文献3】特開２０１５−１６５４８８号公報

【特許文献4】特開２０１５−１４９２６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような燃料電池スタックにおいてスタック用プレートを所定の位置に精度よく配置することが好ましい。スタック用プレートが所定の位置からずれて配置されると、スタック用プレートと燃料電池スタックの他の構成部材とが干渉するおそれがあるからである。また、スタック用プレートに、燃料電池スタックを締結するためのボルトを挿入するためのボルト孔を構成する貫通孔が形成されている場合、スタック用プレートが所定の位置からずれて配置されると、ボルトをボルト孔に挿入することが困難になるおそれがある。さらに、スタック用プレートに、燃料電池スタック内に形成されたガス経路（マニホールド）を構成するガス孔が形成されている場合、スタック用プレートが所定の位置からずれて配置されると、ガス経路内を流れるガスの圧力が損失するおそれがある。

【0006】

ところで、近年、燃料電池の軽量化の要請がある。例えば、略矩形のスタック用プレートの一部を除去することによって燃料電池の軽量化を図る方法が考えられる。しかし、除去する部分によっては、変更後のスタック用プレートにおいて位置決めするための部位が適正な位置になく、結局、燃料電池スタックにおいてスタック用プレートを所定の位置に精度よく配置することができないおそれがある。

【0007】

なお、このような課題は、製造後の燃料電池スタックにも共通の課題である。また、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル（以下、「ＳＯＥＣ」という）の一形態である電解セルスタックにも共通の課題である。なお、本明細書では、燃料電池スタックと電解セルスタックとをまとめて「電気化学反応セルスタック」という。

【0008】

本明細書では、上述した課題の少なくとも一部を解決することが可能な技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。

【0010】

（１）本明細書に開示されるスタック用プレートは、固体電解質層と、前記固体電解質層を挟んで第１の方向に対向する空気極および燃料極とを有する電気化学反応単セルが、前記第１の方向に複数並べて配置された電気化学反応セルスタックにおいて前記複数の電気化学反応単セルに対して前記第１の方向の少なくとも一方側に配置される平板状のスタック用プレートであって、前記電気化学反応セルスタックに形成されるガス流路を構成する貫通孔が形成されたスタック用プレートにおいて、前記スタック用プレートの前記第１の方向視の外周線は、前記外周線が内接する最小の仮想矩形の第１の仮想辺に平行で、かつ、前記第１の仮想辺上に位置する複数の第１の基準辺と、前記第１の基準辺同士の間に位置し、前記仮想矩形において前記第１の仮想辺に対向する第２の仮想辺側に窪んだ凹部と、前記第２の仮想辺に平行で、かつ、前記第２の仮想辺上に位置する１または複数の第２の基準辺と、を有し、前記スタック用プレートの周縁部において前記複数の第１の基準辺のそれぞれに面している複数の縁部分の少なくとも１つに前記貫通孔が形成され、全ての前記第２の基準辺の長さの合計は、前記複数の第１の基準辺の長さの合計より短い。本スタック用プレートの外周線は、複数の第１の基準辺と、その反対側に位置する第２の基準辺とを有する。このため、例えばスタック用プレートを用いて電気化学反応セルスタックを組み立てる際、スタック用プレートにおける複数の第１の基準辺に対応する部分を所定の基準面に接触させつつ、第２の基準辺に対応する部分に押し当て用部材を押し当てることにより、スタック用プレートを電気化学反応セルスタックにおける所定の位置に精度よく位置決めすることができる。しかも、第１の基準辺に面している縁部分に、ガス経路を構成する貫通孔が形成されているため、スタック用プレートとともに貫通孔を電気化学反応セルスタックにおける所定の位置に精度よく位置決めすることができる。さらに、本スタック用プレートによれば、第１の基準辺同士の間に凹部が形成され、また、少なくとも１つの第２の基準辺の長さの合計は、複数の第１の基準辺の長さの合計より短いことにより、肉抜きによる軽量化が図られている。すなわち、本スタック用プレートによれば、電気化学反応セルスタックにおけるスタック用プレートの位置決め精度の向上とスタック用プレートの軽量化とを両立することができる。

【0011】

（２）上記スタック用プレートにおいて、前記全ての第２の基準辺の長さの合計は、さらに、前記第２の仮想辺の長さの５０％以下の長さである構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、全ての第２の基準辺の長さの合計が、第２の仮想辺の長さの５０％より長い構成に比べて、スタック用プレートの軽量化を図ることができる。

【0012】

（３）上記スタック用プレートにおいて、前記第１の仮想辺の一端に最も近い前記第１の基準辺の一端と、前記第１の仮想辺の他端に最も近い前記第１の基準辺の他端との間の第１の距離は、前記第２の仮想辺の一端に最も近い前記第２の基準辺の一端と、前記第２の仮想辺の他端に最も近い前記第２の基準辺の他端との間の第２の距離より長い構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、第１の距離が第２の距離より短い構成に比べて、基準面に対する第１の基準辺の位置が安定するため、電気化学反応セルスタックにおけるスタック用プレートの位置決め精度をより向上させることができる。

【0013】

（４）上記スタック用プレートにおいて、前記第１の仮想辺と前記第２の仮想辺とが対向する方向視で、前記第２の仮想辺の一端に最も近い前記第２の基準辺の一端と、前記第２の仮想辺の他端に最も近い前記第２の基準辺の他端とは、いずれも、前記第１の仮想辺の一端に最も近い前記第１の基準辺の一端と、前記第１の仮想辺の他端に最も近い前記第１の基準辺の他端との間に位置している構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、第１の仮想辺と第２の仮想辺とが対向する方向視で、第２の仮想辺の一端に最も近い第２の基準辺の一端と、第２の仮想辺の他端に最も近い第２の基準辺の他端との少なくとも一方が、第１の仮想辺の一端に最も近い第１の基準辺の一端と、第１の仮想辺の他端に最も近い第１の基準辺の他端との間に位置しない構成に比べて、第２の方向において、上記第１の基準辺の一端と第１の基準辺の他端との外側に向かう力が、第２の基準辺に付与されることを原因として、電気化学反応セルスタックに対するスタック用プレートおよび貫通孔の位置決めの精度が低下することを抑制することができる。

【0014】

（５）上記スタック用プレートにおいて、前記複数の第１の基準辺の長さの合計は、前記第１の仮想辺の長さの１０％以上の長さである構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、複数の第１の基準辺の長さの合計が第１の仮想辺の長さの１０％未満の長さである構成に比べて、基準面に対する第１の基準辺の位置が安定するため、電気化学反応セルスタックに対するスタック用プレートおよび貫通孔の位置決めの精度をより向上させることができる。

【0015】

（６）上記スタック用プレートにおいて、前記スタック用プレートの前記第１の方向視の前記外周線は、さらに、前記仮想矩形の第３の仮想辺に平行で、かつ、前記第３の仮想辺上に位置する複数の第３の基準辺と、前記第３の基準辺同士の間に位置し、前記仮想矩形において前記第３の仮想辺に対向する第４の仮想辺側に窪んだ凹部と、前記第４の仮想辺に平行で、かつ、前記第４の仮想辺上に位置する１または複数の第４の基準辺と、を有し、前記スタック用プレートの周縁部において前記複数の第３の基準辺に面している複数の縁部分の少なくとも１つに前記貫通孔が形成され、全ての前記第４の基準辺の長さの合計は、前記複数の第３の基準辺の長さの合計より短い構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、互いに直交する２方向において、電気化学反応セルスタックにおける位置決め精度の向上と軽量化とを両立することができる。

【0016】

（７）上記スタック用プレートにおいて、前記全ての第４の基準辺の長さの合計は、さらに、前記第４の仮想辺の長さの５０％以下の長さである構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、全ての第４の基準辺の長さの合計が、第４の仮想辺の長さの５０％より長い構成である場合に比べて、スタック用プレートの軽量化を図ることができる。

【0017】

（８）上記スタック用プレートにおいて、前記第３の仮想辺の一端に最も近い前記第３の基準辺の一端と、前記第３の仮想辺の他端に最も近い前記第３の基準辺の他端との間の第３の距離は、前記第４の仮想辺の一端に最も近い前記第４の基準辺の一端と、前記第４の仮想辺の他端に最も近い前記第４の基準辺の他端との間の第４の距離より長い構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、第３の距離が第４の距離より短い構成に比べて、基準面に対する第３の基準辺の位置が安定するため、電気化学反応セルスタックにおけるスタック用プレートの位置決め精度をより向上させることができる。

【0018】

（９）上記スタック用プレートにおいて、前記第１の仮想辺の一端に最も近い前記第１の基準辺の一端と、前記第１の仮想辺の他端に最も近い前記第１の基準辺の他端との間の第１の距離は、前記第１の仮想辺の長さの３０％以上であることと、前記第３の仮想辺の一端に最も近い前記第３の基準辺の一端と、前記第３の仮想辺の他端に最も近い前記第３の基準辺の他端との間の第３の距離は、前記第３の仮想辺の長さの３０％以上であることと、の少なくとも一方を満たす構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、互いに直交する２方向の少なくとも一方において、電気化学反応セルスタックに対するスタック用プレートおよび貫通孔の位置決めの精度をより向上させることができる。

【0019】

（１０）上記スタック用プレートにおいて、前記複数の縁部分のそれぞれに前記貫通孔が形成されている構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、複数の貫通孔のそれぞれについて、電気化学反応セルスタックにおける所定の位置に精度よく位置決めすることができる。

【0020】

（１１）上記において、記載のスタック用プレートにおいて、前記第１の仮想辺と前記第２の仮想辺とが対向する方向視で、１つの前記貫通孔の全体は、前記１つの貫通孔の最も近くに位置する前記第１の基準辺である特定基準辺の両端より内側に位置している構成としてもよい。本スタック用プレートによれば、貫通孔の両端の少なくとも一方が第１の基準辺の両端より外側に位置している構成に比べて、電気化学反応セルスタックに対する貫通孔の位置決めの精度をより向上させることができる。

【0021】

（１２）上記電気化学反応セルスタックにおいて、固体電解質層と、前記固体電解質層を挟んで第１の方向に対向する空気極および燃料極とを有する電気化学反応単セルが、前記第１の方向に複数並べて配置された電気化学反応セルスタックにおいて、さらに、請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載のスタック用プレートを有する構成としてもよい。本電気化学反応セルスタックによれば、上述したスタック用プレートを備えるため、電気化学反応セルスタックにおけるスタック用プレートの位置決め精度の向上と電気化学反応セルスタックの軽量化とを両立することができる。

【0022】

（１３）本明細書に開示される電気化学反応セルスタックの製造方法は、固体電解質層と、前記固体電解質層を挟んで第１の方向に対向する空気極および燃料極とを有する電気化学反応単セルが、前記第１の方向に複数並べて配置されるとともに、前記複数の電気化学反応単セルに対して前記第１の方向の少なくとも一方側に平板状のスタック用プレートが配置された電気化学反応セルスタックの製造方法において、前記スタック用プレートの前記第１の方向視の外周線は、前記外周線が内接する最小の仮想矩形の第１の仮想辺に平行で、かつ、前記第１の仮想辺上に位置する複数の第１の基準辺と、前記第１の基準辺同士の間に位置し、前記仮想矩形において前記第１の仮想辺に対向する第２の仮想辺側に窪んだ凹部と、前記第２の仮想辺に平行で、かつ、前記第２の仮想辺上に位置する１または複数の第２の基準辺と、を有し、前記スタック用プレートの周縁部において前記複数の第１の基準辺のそれぞれに面している複数の縁部分の少なくとも１つに前記貫通孔が形成され、全ての前記第２の基準辺の長さの合計は、前記複数の第１の基準辺の長さの合計より短くなっており、前記複数の電気化学反応単セルと前記スタック用プレートとが前記第１の方向に並べられた配列体を形成する配列工程と、前記配列体のうち、前記スタック用プレートの複数の第１の基準辺側を基準壁に接触させつつ、前記スタック用プレートの前記１または複数の第２の基準辺側に対して、前記第２の基準辺から前記基準壁に向かう方向に力を付与する付与工程と、を含む。

【0023】

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、スタック用プレート、電気化学反応セルスタック、電気化学反応セルスタックを備える電気化学反応モジュール、電気化学反応モジュールを備える電気化学反応システム、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本実施形態における燃料電池スタック１００の構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】本実施形態における燃料電池スタック１００の上側のＸＹ平面構成を示す説明図である。

【図3】本実施形態における燃料電池スタック１００の下側のＸＹ平面構成を示す説明図である。

【図4】図１から図３のＩＶ−ＩＶの位置における燃料電池スタック１００のＸＺ断面構成を示す説明図である。

【図5】図１から図３のＶ−Ｖの位置における燃料電池スタック１００のＸＺ断面構成を示す説明図である。

【図6】図１から図３のＶＩ−ＶＩの位置における燃料電池スタック１００のＹＺ断面構成を示す説明図である。

【図7】図１から図３のＶＩＩ−ＶＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＹＺ断面構成を示す説明図である。

【図8】図５に示す断面と同一の位置における互いに隣接する下流および上流の２つの発電単位１０２のＸＺ断面構成を示す説明図である。

【図9】図６に示す断面と同一の位置における互いに隣接する上流の２つの発電単位１０２のＹＺ断面構成を示す説明図である。

【図10】図７に示す断面と同一の位置における互いに隣接する下流の２つの発電単位１０２のＹＺ断面構成を示す説明図である。

【図11】エンドプレート１０４の上側のＸＹ平面構成を示す説明図である。

【図12】燃料電池スタック１００の製造方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

Ａ．実施形態：
Ａ−１．構成：
（燃料電池スタック１００の構成）
図１から図７は、本実施形態における燃料電池スタック１００の構成を概略的に示す説明図である。図１には、燃料電池スタック１００の外観構成が示されており、図２には、燃料電池スタック１００の上側の平面構成が示されており、図３には、燃料電池スタック１００の下側の平面構成が示されており、図４には、図１から図３のＩＶ−ＩＶの位置における燃料電池スタック１００の断面構成が示されており、図５には、図１から図３のＶ−Ｖの位置における燃料電池スタック１００の断面構成が示されており、図６には、図１から図３のＶＩ−ＶＩの位置における燃料電池スタック１００の断面構成が示されており、図７には、図１から図３のＶＩＩ−ＶＩＩの位置における燃料電池スタック１００の断面構成が示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向と呼び、Ｚ軸負方向を下方向と呼ぶものとするが、燃料電池スタック１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図８以降についても同様である。

【0026】

燃料電池スタック１００は、複数の（本実施形態では８つの）発電単位１０２と、熱交換部１０３と、一対のエンドプレート１０４，１０６とを備える。８つの発電単位１０２は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向）に並べて配置されている。ただし、８つの発電単位１０２の内、下から１つ目から４つ目までの４つの発電単位１０２は互いに隣接するように配置され、残りの上から１つ目から４つ目までの４つの発電単位１０２も互いに隣接するように配置されている。下側の４つの発電単位１０２と上側の４つの発電単位１０２との間に熱交換部１０３が配置されている。すなわち、熱交換部１０３は、８つの発電単位１０２と熱交換部１０３とから構成される集合体において上下方向の中央の位置に配置されている。一対のエンドプレート１０４，１０６は、８つの発電単位１０２と熱交換部１０３とから構成される集合体を上下から挟むように配置されている。以下、８つの発電単位１０２の内、下側の４つの発電単位１０２を「上流の発電単位１０２Ｕ」といい、残りの６つの発電単位１０２を「下流の発電単位１０２Ｄ」という。なお、燃料電池スタック１００は、特許請求の範囲における電気化学反応セルスタックに相当し、上記配列方向（上下方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。

【0027】

燃料電池スタック１００を構成する各層（発電単位１０２、熱交換部１０３、エンドプレート１０４，１０６）のＺ方向視の外形は、後述するように、略八角形である。各層の外周線（外形）が内接する矩形のうちの最小の矩形を「仮想矩形Ｓ」という。以下、また、該各層のＺ方向回りの周縁部には、上下方向に貫通する複数の（本実施形態では８つの）孔が形成されており、各層に形成され互いに対応する孔同士が上下方向に連通して、一方のエンドプレート１０４から他方のエンドプレート１０６にわたって上下方向に延びる連通孔１０８を構成している。以下の説明では、連通孔１０８を構成するために燃料電池スタック１００の各層に形成された孔も、連通孔１０８と呼ぶ場合がある。エンドプレート１０４，１０６に形成された連通孔１０８は、特許請求の範囲における貫通孔に相当する。

【0028】

各連通孔１０８には上下方向に延びるボルト２２が挿入されており、ボルト２２とボルト２２の両側に嵌められたナット２４とによって、燃料電池スタック１００は締結されている。なお、図４から図７に示すように、ボルト２２の一方の側（上側）に嵌められたナット２４と燃料電池スタック１００の上端を構成するエンドプレート１０４の上側表面との間、および、ボルト２２の他方の側（下側）に嵌められたナット２４と燃料電池スタック１００の下端を構成するエンドプレート１０６の下側表面との間には、絶縁シート２６が介在している。ただし、後述のガス通路部材２７が設けられた箇所では、ナット２４とエンドプレート１０６の表面との間に、ガス通路部材２７とガス通路部材２７の上側および下側のそれぞれに配置された絶縁シート２６とが介在している。絶縁シート２６は、例えばマイカシートや、セラミック繊維シート、セラミック圧粉シート、ガラスシート、ガラスセラミック複合剤等により構成される。

【0029】

各ボルト２２の軸部の外径は各連通孔１０８の内径より小さい。そのため、各ボルト２２の軸部の外周面と各連通孔１０８の内周面との間には、空間が確保されている。図２から図５に示すように、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周における上記仮想矩形Ｓの第１の仮想辺Ｓ１（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸負方向側の辺）付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ａ）と、そのボルト２２Ａが挿入された連通孔１０８とにより形成された空間は、燃料電池スタック１００の外部から酸化剤ガスＯＧが導入されるガス流路である酸化剤ガス導入マニホールド１６１として機能し、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周において第１の仮想辺Ｓ１に対向する第２の仮想辺Ｓ２（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸正方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｃ）と、そのボルト２２Ｃが挿入された連通孔１０８とにより形成された空間は、熱交換部１０３から排出された酸化剤ガスＯＧを各発電単位１０２に向けて運ぶガス流路である酸化剤ガス供給マニホールド１６３として機能する。また、図２、図３および図５に示すように、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周における第１の仮想辺Ｓ１付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｂ）と、そのボルト２２Ｂが挿入された連通孔１０８とにより形成された空間は、各発電単位１０２から排出された酸化剤オフガスＯＯＧを燃料電池スタック１００の外部へと排出する酸化剤ガス排出マニホールド１６２として機能する。なお、本実施形態では、酸化剤ガスＯＧとして、例えば空気が使用される。

【0030】

また、図２、図３および図６に示すように、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周における仮想矩形Ｓの第３の仮想辺Ｓ３（Ｘ軸に平行な２つの辺の内のＹ軸負方向側の辺）付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｆ）と、そのボルト２２Ｆが挿入された連通孔１０８とにより形成された空間は、燃料電池スタック１００の外部から燃料ガスＦＧが導入され、その燃料ガスＦＧを上流の各発電単位１０２Ｕに供給する燃料ガス導入マニホールド１７１として機能し、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周において第３の仮想辺Ｓ３に対向する第４の仮想辺Ｓ４（Ｘ軸に平行な２つの辺の内のＹ軸正方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｄ）と、そのボルト２２Ｄが挿入された連通孔１０８とにより形成された空間は、上流の各発電単位１０２Ｕの燃料室１７６から排出されたガスである燃料中間ガスＦＭＧを、下流の各発電単位１０２Ｄに向けて運ぶガス流路である燃料ガス中継マニホールド１７２として機能する。燃料中間ガスＦＭＧには、上流の各発電単位１０２Ｕの燃料室１７６において発電反応に利用されなかった水素等が含まれる。図２、図３および図７に示すように、燃料電池スタック１００のＺ方向回りの外周における第３の仮想辺Ｓ３付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｅ）と、そのボルト２２Ｅが挿入された連通孔１０８とにより形成された空間は、下流の各発電単位１０２Ｄの燃料室１７６から排出されたガスである燃料オフガスＦＯＧを燃料電池スタック１００の外部へと排出する燃料ガス排出マニホールド１７３として機能する。なお、本実施形態では、燃料ガスＦＧとして、例えば都市ガスを改質した水素リッチなガスが使用される。

【0031】

図４から図７に示すように、燃料電池スタック１００には、４つのガス通路部材２７が設けられている。各ガス通路部材２７は、中空筒状の本体部２８と、本体部２８の側面から分岐した中空筒状の分岐部２９とを有している。分岐部２９の孔は本体部２８の孔と連通している。各ガス通路部材２７の分岐部２９には、ガス配管（図示せず）が接続される。また、図４に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド１６１を形成するボルト２２Ａの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、酸化剤ガス導入マニホールド１６１に連通しており、図５に示すように、酸化剤ガス排出マニホールド１６２を形成するボルト２２Ｂの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、酸化剤ガス排出マニホールド１６２に連通している。また、図６に示すように、燃料ガス導入マニホールド１７１を形成するボルト２２Ｆの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、燃料ガス導入マニホールド１７１に連通しており、図７に示すように、燃料ガス排出マニホールド１７３を形成するボルト２２Ｅの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、燃料ガス排出マニホールド１７３に連通している。

【0032】

（エンドプレート１０４，１０６の構成）
一対のエンドプレート１０４，１０６は、略八角形の平板形状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。一方のエンドプレート１０４は、最も上に位置する発電単位１０２の上側に配置され、他方のエンドプレート１０６は、最も下に位置する発電単位１０２の下側に配置されている。一対のエンドプレート１０４，１０６によって複数の発電単位１０２が押圧された状態で挟持されている。上側のエンドプレート１０４は、燃料電池スタック１００のプラス側の出力端子として機能し、下側のエンドプレート１０６は、燃料電池スタック１００のマイナス側の出力端子として機能する。なお、エンドプレート１０４，１０６は、特許請求の範囲におけるスタック用プレートに相当する。

【0033】

（発電単位１０２の構成）
図８から図１０は、発電単位１０２の詳細構成を示す説明図である。図８には、図５に示す断面と同一の位置における互いに隣接する下流の１つの発電単位１０２Ｄと上流の１つの発電単位１０２ＵとのＸＺ断面構成が示されており、図９には、図６に示す断面と同一の位置における互いに隣接する上流の２つの発電単位１０２ＵのＹＺ断面構成が示されており、図１０には、図７に示す断面と同一の位置における互いに隣接する下流の２つの発電単位１０２ＤのＹＺ断面構成が示されている。

【0034】

図８から図１０に示すように、発電の最小単位である発電単位１０２は、単セル１１０と、セパレータ１２０と、空気極側フレーム１３０と、空気極側集電体１３４と、燃料極側フレーム１４０と、燃料極側集電体１４４と、発電単位１０２の最上層および最下層を構成する一対のインターコネクタ１５０とを備えている。セパレータ１２０、空気極側フレーム１３０、燃料極側フレーム１４０、インターコネクタ１５０におけるＺ方向回りの周縁部には、上述したボルト２２が挿入される連通孔１０８に対応する孔が形成されている。

【0035】

インターコネクタ１５０は、略八角形の平板形状の導電性部材であり、例えばフェライト系ステンレスにより形成されている。インターコネクタ１５０は、発電単位１０２間の電気的導通を確保すると共に、発電単位１０２間での反応ガスの混合を防止する。なお、本実施形態では、２つの発電単位１０２が隣接して配置されている場合、１つのインターコネクタ１５０は、隣接する２つの発電単位１０２に共有されている。すなわち、ある発電単位１０２における上側のインターコネクタ１５０は、その発電単位１０２の上側に隣接する他の発電単位１０２における下側のインターコネクタ１５０と同一部材である。また、燃料電池スタック１００は一対のエンドプレート１０４，１０６を備えているため、燃料電池スタック１００において最も上に位置する発電単位１０２は上側のインターコネクタ１５０を備えておらず、最も下に位置する発電単位１０２は下側のインターコネクタ１５０を備えていない（図４から図７参照）。

【0036】

単セル１１０は、電解質層１１２と、電解質層１１２を挟んで上下方向（発電単位１０２が並ぶ配列方向）に互いに対向する空気極（カソード)１１４および燃料極（アノード）１１６とを備える。なお、本実施形態の単セル１１０は、燃料極１１６で電解質層１１２および空気極１１４を支持する燃料極支持形の単セルである。単セル１１０は、特許請求の範囲における電気化学反応単セルに相当する。

【0037】

電解質層１１２は、略矩形の平板形状部材であり、例えば、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）、ＣａＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）等の固体酸化物により形成されている。空気極１１４は、略矩形の平板形状部材であり、例えば、ペロブスカイト型酸化物（例えばＬＳＣＦ（ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物）、ＬＳＭ（ランタンストロンチウムマンガン酸化物）、ＬＮＦ（ランタンニッケル鉄））により形成されている。燃料極１１６は、略矩形の平板形状部材であり、例えば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉとセラミック粒子からなるサーメット、Ｎｉ基合金等により形成されている。このように、本実施形態の単セル１１０（発電単位１０２）は、電解質として固体酸化物を用いる固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）である。

【0038】

セパレータ１２０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１２１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。セパレータ１２０における孔１２１の周囲部分は、電解質層１１２における空気極１１４の側の表面の周縁部に対向している。セパレータ１２０は、その対向した部分に配置されたロウ材（例えばＡｇロウ）により形成された接合部１２４により、電解質層１１２（単セル１１０）と接合されている。セパレータ１２０により、空気極１１４に面する空気室１６６と燃料極１１６に面する燃料室１７６とが区画され、単セル１１０の周縁部における一方の電極側から他方の電極側へのガスのリークが抑制される。なお、セパレータ１２０が接合された単セル１１０をセパレータ付き単セルともいう。

【0039】

空気極側フレーム１３０は、図８から図１０に示すように、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１３１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、マイカ等の絶縁体により形成されている。空気極側フレーム１３０は、セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側とは反対側の表面の周縁部と、インターコネクタ１５０における空気極１１４に対向する側の表面の周縁部とに接触している。空気極側フレーム１３０の孔１３１は、空気極１１４に面する空気室１６６を構成する。また、空気極側フレーム１３０によって、発電単位１０２に含まれる一対のインターコネクタ１５０間が電気的に絶縁される。また、空気極側フレーム１３０には、酸化剤ガス導入マニホールド１６１と空気室１６６とを連通する酸化剤ガス供給連通孔１３２と、空気室１６６と酸化剤ガス排出マニホールド１６２とを連通する酸化剤ガス排出連通孔１３３とが形成されている。

【0040】

燃料極側フレーム１４０は、図８から図１０に示すように、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１４１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。燃料極側フレーム１４０の孔１４１は、燃料極１１６に面する燃料室１７６を構成する。燃料極側フレーム１４０は、セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側の表面の周縁部と、インターコネクタ１５０における燃料極１１６に対向する側の表面の周縁部とに接触している。図９に示すように、上流の各発電単位１０２Ｕの燃料極側フレーム１４０には、燃料ガス導入マニホールド１７１と燃料室１７６とを連通する燃料ガス供給連通孔１４２Ｕと、燃料室１７６と燃料ガス中継マニホールド１７２とを連通する燃料ガス排出連通孔１４３Ｕとが形成されている。図１０に示すように、下流の各発電単位１０２Ｄの燃料極側フレーム１４０には、燃料ガス中継マニホールド１７２と燃料室１７６とを連通する燃料ガス供給連通孔１４２Ｄと、燃料室１７６と燃料ガス排出マニホールド１７３とを連通する燃料ガス排出連通孔１４３Ｄとが形成されている。

【0041】

空気極側集電体１３４は、図８から図１０に示すように、空気室１６６内に配置されている。空気極側集電体１３４は、所定の間隔をあけて並べられた複数の略四角柱状の導電性部材から構成されており、例えば、フェライト系ステンレスにより形成されている。空気極側集電体１３４は、空気極１１４における電解質層１１２に対向する側とは反対側の表面と、インターコネクタ１５０における空気極１１４に対向する側の表面とに接触している。ただし、上述したように、燃料電池スタック１００において最も上に位置する発電単位１０２は上側のインターコネクタ１５０を備えていないため、当該発電単位１０２における空気極側集電体１３４は、上側のエンドプレート１０４に接触している。空気極側集電体１３４は、このような構成であるため、空気極１１４とインターコネクタ１５０（またはエンドプレート１０４）とを電気的に接続する。なお、空気極側集電体１３４とインターコネクタ１５０とが一体の部材として形成されていてもよい。

【0042】

燃料極側集電体１４４は、図８から図１０に示すように、燃料室１７６内に配置されている。燃料極側集電体１４４は、インターコネクタ対向部１４６と、複数の電極対向部１４５と、各電極対向部１４５とインターコネクタ対向部１４６とをつなぐ連接部１４７とを備えており、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。各電極対向部１４５は、燃料極１１６における電解質層１１２に対向する側とは反対側の表面に接触しており、インターコネクタ対向部１４６は、インターコネクタ１５０における燃料極１１６に対向する側の表面に接触している。ただし、上述したように、燃料電池スタック１００において最も下に位置する発電単位１０２は下側のインターコネクタ１５０を備えていないため、当該発電単位１０２におけるインターコネクタ対向部１４６は、下側のエンドプレート１０６に接触している。燃料極側集電体１４４は、このような構成であるため、燃料極１１６とインターコネクタ１５０（またはエンドプレート１０６）とを電気的に接続する。なお、電極対向部１４５とインターコネクタ対向部１４６との間には、例えばマイカにより形成されたスペーサー１４９が配置されている。そのため、燃料極側集電体１４４が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位１０２の変形に追随し、燃料極側集電体１４４を介した燃料極１１６とインターコネクタ１５０（またはエンドプレート１０６）との電気的接続が良好に維持される。

【0043】

（熱交換部１０３の構成）
図４から図７に示すように、熱交換部１０３は、八角形の平板形状部材であり、例えば、フェライト系ステンレスにより形成されている。熱交換部１０３の中央付近には、上下方向に貫通する孔１８２が形成されている。また、熱交換部１０３には、中央の孔１８２と酸化剤ガス導入マニホールド１６１を形成する連通孔１０８とを連通する連通孔１８４と、中央の孔１８２と酸化剤ガス供給マニホールド１６３を形成する連通孔１０８とを連通する連通孔１８６とが形成されている。熱交換部１０３は、熱交換部１０３の上側に隣接する発電単位１０２Ｄに含まれる下側のインターコネクタ１５０と、熱交換部１０３の下側に隣接する発電単位１０２Ｕに含まれる上側のインターコネクタ１５０とに挟持されている。これらのインターコネクタ１５０間において、孔１８２と連通孔１８４と連通孔１８６とにより形成される空間は、後述する熱交換のために酸化剤ガスＯＧを流す熱交換流路１８８として機能する。

【0044】

Ａ−２．燃料電池スタック１００の動作：
図４に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド１６１の位置に設けられたガス通路部材２７の分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して酸化剤ガスＯＧが供給されると、酸化剤ガスＯＧは、ガス通路部材２７の分岐部２９および本体部２８の孔を介して酸化剤ガス導入マニホールド１６１に供給される。酸化剤ガス導入マニホールド１６１に供給された酸化剤ガスＯＧは、図４に示すように、熱交換部１０３内に形成された熱交換流路１８８内に流入し、熱交換流路１８８を通って酸化剤ガス供給マニホールド１６３へと排出される。熱交換部１０３は、上側および下側について発電単位１０２に隣接している。また、後述するように、発電単位１０２における発電反応は発熱反応である。そのため、酸化剤ガスＯＧが熱交換部１０３内の熱交換流路１８８を通過する際に、酸化剤ガスＯＧと発電単位１０２との間で熱交換が行われ、酸化剤ガスＯＧの温度が上昇する。なお、酸化剤ガス導入マニホールド１６１は、各発電単位１０２の空気室１６６には連通していないため、酸化剤ガス導入マニホールド１６１から各発電単位１０２の空気室１６６に酸化剤ガスＯＧが供給されることはない。酸化剤ガス供給マニホールド１６３へと排出された酸化剤ガスＯＧは、図４、図５、図８に示すように、酸化剤ガス供給マニホールド１６３から各発電単位１０２の酸化剤ガス供給連通孔１３２を介して、空気室１６６に供給される。

【0045】

また、図６、図９に示すように、燃料ガス導入マニホールド１７１の位置に設けられたガス通路部材２７の分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して燃料ガスＦＧが供給されると、燃料ガスＦＧは、ガス通路部材２７の分岐部２９および本体部２８の孔を介して燃料ガス導入マニホールド１７１に供給され、燃料ガス導入マニホールド１７１から上流の各発電単位１０２Ｕの燃料ガス供給連通孔１４２Ｕを介して、上流の各発電単位１０２Ｕの燃料室１７６に供給される。なお、燃料ガス導入マニホールド１７１は、下流の各発電単位１０２Ｄの燃料室１７６には連通していないため、燃料ガス導入マニホールド１７１から下流の各発電単位１０２Ｄの燃料室１７６に燃料ガスＦＧが供給されることはない。上流の各発電単位１０２Ｕの燃料室１７６から排出された燃料中間ガスＦＭＧは、燃料ガス排出連通孔１４３Ｕを介して燃料ガス中継マニホールド１７２に排出される。図７、図１０に示すように、下流の各発電単位１０２Ｄの燃料室１７６には、この上流の各発電単位１０２Ｕから排出された燃料中間ガスＦＭＧが、燃料ガス中継マニホールド１７２、および、下流の各発電単位１０２Ｄの燃料ガス供給連通孔１４２Ｄを介して供給される。

【0046】

上流の各発電単位１０２Ｕの空気室１６６に酸化剤ガスＯＧが供給され、上流の各発電単位１０２Ｕの燃料室１７６に燃料ガスＦＧが供給されると、上流の各発電単位１０２Ｕの単セル１１０において酸化剤ガスＯＧおよび燃料ガスＦＧの電気化学反応による発電が行われる。また、下流の各発電単位１０２Ｄの空気室１６６に酸化剤ガスＯＧが供給され、下流の各発電単位１０２Ｄの燃料室１７６に燃料中間ガスＦＭＧが供給されると、下流の各発電単位１０２Ｄの単セル１１０において酸化剤ガスＯＧおよび燃料中間ガスＦＭＧの電気化学反応による発電が行われる。これらの発電反応は発熱反応である。各発電単位１０２において、単セル１１０の空気極１１４は空気極側集電体１３４を介して一方のインターコネクタ１５０に電気的に接続され、燃料極１１６は燃料極側集電体１４４を介して他方のインターコネクタ１５０に電気的に接続されている。また、燃料電池スタック１００に含まれる複数の発電単位１０２は、熱交換部１０３を介しているものの、電気的に直列に接続されている。そのため、燃料電池スタック１００の出力端子として機能するエンドプレート１０４，１０６から、各発電単位１０２において生成された電気エネルギーが取り出される。なお、ＳＯＦＣは、比較的高温（例えば７００℃から１０００℃）で発電が行われることから、起動後、発電により発生する熱で高温が維持できる状態になるまで、燃料電池スタック１００が加熱器（図示せず）により加熱されてもよい。

【0047】

図５、図８に示すように、下流および上流の各発電単位１０２Ｕ，１０２Ｄの空気室１６６から排出された酸化剤オフガスＯＯＧは、酸化剤ガス排出連通孔１３３を介して酸化剤ガス排出マニホールド１６２に排出され、さらに酸化剤ガス排出マニホールド１６２の位置に設けられたガス通路部材２７の本体部２８および分岐部２９の孔を経て、当該分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。また、図７、図１０に示すように、下流の各発電単位１０２Ｄの燃料室１７６から排出された燃料オフガスＦＯＧは、燃料ガス排出連通孔１４３Ｄを介して燃料ガス排出マニホールド１７３に排出され、さらに燃料ガス排出マニホールド１７３の位置に設けられたガス通路部材２７の本体部２８および分岐部２９の孔を経て、当該分岐部２９に接続されたガス配管（図示しない）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。このように、燃料電池スタック１００の燃料ガスＦＧの流路構成は、外部から導入された燃料ガスＦＧが、上流の複数の発電単位１０２に並列に供給され、上流の各発電単位１０２Ｕから排出された燃料中間ガスＦＭＧが、燃料ガス中継マニホールド１７２を介して、下流の複数の発電単位１０２Ｄに並列に供給される、いわゆる並直列型になっている。

【0048】

Ａ−３．エンドプレート１０４，１０６の詳細構成について：
図１１は、エンドプレート１０４の上側のＸＹ平面構成を示す説明図である。上側のエンドプレート１０４と下側のエンドプレート１０６とは同一構造であるため、以下では、エンドプレート１０４，１０６の詳細構成について、上側のエンドプレート１０４を例に挙げて説明する。図１１に示すように、エンドプレート１０４のＺ方向視の外形は、全体として、略八角形である。以下、エンドプレート１０４のＺ方向視の外周線について、仮想矩形Ｓにおける第１の仮想辺Ｓ１側および第２の仮想辺Ｓ２側と、第３の仮想辺Ｓ３側および第４の仮想辺Ｓ４側とに分けて説明する。

【0049】

（第１の仮想辺Ｓ１側および第２の仮想辺Ｓ２側）
エンドプレート１０４のＺ方向視の外周線は、２つの第１の基準辺２０１と、第１の凹部２０３と、１つの第２の基準辺２０５とを有する。各第１の基準辺２０１は、第１の仮想辺Ｓ１に平行で、かつ、該第１の仮想辺Ｓ１上に位置する直線である。２つの第１の基準辺２０１の長さは、互いに異なるとしてもよいが、以下では、互いに同じ（長さＡ１）であるものとする。第１の仮想辺Ｓ１上に位置する全ての第１の基準辺２０１の長さの合計（＝Ａ１＋Ａ１）は、第１の仮想辺Ｓ１の長さの１０％以上であり、さらには、第１の仮想辺Ｓ１の長さの３０％以上であることがより好ましい。

【0050】

第１の凹部２０３は、２つの第１の基準辺２０１同士の間に位置し、仮想矩形Ｓの第２の仮想辺Ｓ２側に窪んでいる。第１の凹部２０３の第２の仮想辺Ｓ２に平行な方向の長さは、各第１の基準辺２０１の長さＡ１と同じであるとしてもよいし、該長さＡ１より短いとしてもよいし、該長さＡ１より長いとしてもよい。第２の基準辺２０５は、第２の仮想辺Ｓ２に平行で、かつ、第２の仮想辺Ｓ２上に位置する直線である。第２の基準辺２０５の長さ（Ａ２）は、第１の基準辺２０１の長さＡ１と同じであるとしてもよいし、該長さＡ１より短いとしてもよいし、該長さＡ１より長いとしてもよい。また、第２の基準辺２０５は、第１の仮想辺Ｓ１と第２の仮想辺Ｓ２との対向方向（Ｘ方向）視で、第１の凹部２０３に重なる位置に配置されている。また、第２の仮想辺Ｓ２上に位置する全ての第２の基準辺２０５の長さの合計（＝Ａ２）は、第２の仮想辺Ｓ２の長さの５０％以下である。

【0051】

また、上記全ての第２の基準辺２０５の長さの合計（＝Ａ２）は、全ての第１の基準辺２０１の長さの合計（＝Ａ１＋Ａ１）より短い。また、第１の仮想辺Ｓ１の一端に最も近い第１の基準辺２０１の一端Ｐ１１と、第１の仮想辺Ｓ１の他端に最も近い第１の基準辺２０１の他端Ｐ１２との間の第１の距離Ｌ１は、第２の仮想辺Ｓ２の一端に最も近い第２の基準辺２０５の一端Ｐ２１と、第２の仮想辺Ｓ２の他端に最も近い第２の基準辺２０５の他端Ｐ２２との間の第２の距離（本実施形態ではＡ２と同じ）より長い。また、第１の仮想辺Ｓ１と第２の仮想辺Ｓ２とが対向する方向（Ｘ方向）視で、第２の仮想辺Ｓ２の一端に最も近い第２の基準辺２０５の一端Ｐ２１と、第２の仮想辺Ｓ２の他端に最も近い第２の基準辺２０５の他端Ｐ２２とは、いずれも、第１の仮想辺Ｓ１の一端に最も近い第１の基準辺２０１の一端Ｐ１１と、第１の仮想辺Ｓ１の他端に最も近い第１の基準辺２０１の他端Ｐ１２との間に位置している。

【0052】

また、エンドプレート１０４の周縁部において２つの第１の基準辺２０１のそれぞれに面している縁部分に、エンドプレート１０４を上下に貫通する連通孔１０８が形成されている。連通孔１０８は、特許請求の範囲における貫通孔に相当する。第１の基準辺２０１に面している縁部分とは、エンドプレート１０４の外周線に沿った周縁部のうち、１つの第１の基準辺２０１に最も近く、かつ、該１つの第１の基準辺２０１に沿って延びる部分である。また、第１の仮想辺Ｓ１と第２の仮想辺Ｓ２とが対向する方向（Ｘ方向）視で、エンドプレート１０４に形成された１つの連通孔１０８の全体は、該１つの連通孔１０８の最も近くに位置する第１の基準辺２０１である特定基準辺の両端より内側に位置している。

【0053】

（第３の仮想辺Ｓ３側および第４の仮想辺Ｓ４側）
エンドプレート１０４のＺ方向視の外周線は、さらに、２つの第３の基準辺２１１と、第２の凹部２１３と、１つの第２の基準辺２１５とを有する。各第３の基準辺２１１は、第３の仮想辺Ｓ３に平行で、かつ、該第３の仮想辺Ｓ３上に位置する直線である。２つの第３の基準辺２１１の長さは、互いに異なるとしてもよいが、以下では、互いに同じ（長さＢ１）であるものとする。第３の仮想辺Ｓ３上に位置する全ての第３の基準辺２１１の長さの合計（＝Ｂ１＋Ｂ１）は、第３の仮想辺Ｓ３の長さの１０％以上であり、第３の仮想辺Ｓ３の長さの３０％以上であることがより好ましい。

【0054】

第２の凹部２１３は、２つの第３の基準辺２１１同士の間に位置し、仮想矩形Ｓの第４の仮想辺Ｓ４側に窪んでいる。第３の凹部２１３の第３の仮想辺Ｓ３に平行な方向の長さは、各第３の基準辺２１１の長さＢ１と同じであるとしてもよいし、該長さＢ１より短いとしてもよいし、該長さＢ１より長いとしてもよい。第４の基準辺２１５は、第４の仮想辺Ｓ４に平行で、かつ、第４の仮想辺Ｓ４上に位置する直線である。第４の基準辺２１５の長さ（Ｂ２）は、第３の基準辺２１１の長さＢ１と同じであるとしてもよいし、該長さＢ１より短いとしてもよいし、該長さＢ１より長いとしてもよい。また、第４の基準辺２１５は、第３の仮想辺Ｓ３と第４の仮想辺Ｓ４との対向方向（Ｙ方向）視で、第２の凹部２１３に重なる位置に配置されている。また、第４の仮想辺Ｓ４上に位置する全ての第４の基準辺２１５の長さの合計（＝Ｂ２）は、第４の仮想辺４２の長さの５０％以下である。

【0055】

また、上記全ての第４の基準辺２１５の長さの合計（＝Ｂ２）は、全ての第３の基準辺２１１の長さの合計（＝Ｂ１＋Ｂ１）より短い。また、第３の仮想辺Ｓ３の一端に最も近い第３の基準辺２１１の一端Ｐ３１と、第３の仮想辺Ｓ３の他端に最も近い第３の基準辺２１１の他端Ｐ３２との間の第３の距離Ｌ２は、第４の仮想辺Ｓ４の一端に最も近い第４の基準辺２１５の一端Ｐ４１と、第４の仮想辺Ｓ４の他端に最も近い第４の基準辺２１５の他端Ｐ４２との間の第４の距離（本実施形態ではＡ２と同じ）より長い。また、第３の仮想辺Ｓ３と第４の仮想辺Ｓ４とが対向する方向（Ｙ方向）視で、第４の仮想辺Ｓ４の一端に最も近い第４の基準辺２１５の一端Ｐ４１と、第４の仮想辺Ｓ４の他端に最も近い第４の基準辺２１５の他端Ｐ４２とは、いずれも、第３の仮想辺Ｓ３の一端に最も近い第３の基準辺２１１の一端Ｐ３１と、第３の仮想辺Ｓ３の他端に最も近い第３の基準辺２１１の他端Ｐ３２との間に位置している。

【0056】

また、エンドプレート１０４の周縁部において２つの第３の基準辺２１１のそれぞれに面している縁部分に、エンドプレート１０４を上下に貫通する連通孔１０８が形成されている。また、第３の仮想辺Ｓ３と第４の仮想辺Ｓ４とが対向する方向（Ｙ方向）視で、エンドプレート１０４に形成された１つの連通孔１０８の全体（幅Ｄ１）は、該１つの連通孔１０８の最も近くに位置する第３の基準辺２１１である特定基準辺の両端より内側に位置している。

【0057】

Ａ−４．燃料電池スタック１００の製造方法について：
図１２は、上述した構成の燃料電池スタック１００の製造方法のフローチャートである。まず、燃料電池スタック１００を構成する各部材（発電単位１０２、熱交換部１０３、エンドプレート１０４，１０６）を準備する（Ｓ１１０）。次に、各部材を、例えば上下方向に並ぶように積層された配列体を形成する（Ｓ１２０）。Ｓ１２０は、特許請求の範囲における配列工程に相当する。この配列体では、エンドプレート１０４，１０６が、上下方向に直交する面方向において、発電単位１０２や熱交換部１０３に対してずれた位置に配置されることがある。エンドプレート１０４，１０６が発電単位１０２等に対してずれた位置に配置されると、エンドプレート１０４，１０６に形成された連通孔１０８と、発電単位１０２等に形成された連通孔１０８とが上下方向視で互いにずれるため、連通孔１０８にボルト２２が円滑に挿入できなかったり、連通孔１０８により構成される各マニホールド（１６１，１６２，１７１，１７２）における圧力損失の原因になったりするおそれがある。

【0058】

そこで、配列体のうち、エンドプレート１０４，１０６の２つの第１の基準辺２０１側を所定の第１の基準壁（図示せず）に接触させつつ、エンドプレート１０４，１０６の第２の基準辺２０５に対して、第２の基準辺２０５から第１の基準壁に向かう方向に力を付与する（Ｓ１３０）。Ｓ１３０は、特許請求の範囲における付与工程に相当する。第１の基準壁は、上下方向に平行な平面を有するとともに所定の位置に固定された壁である。ここで、各部材は、エンドプレート１０４，１０６における第１の基準辺２０１側の端面から各連通孔１０８までの最短距離は互いに略一致する。例えば、発電単位１０２および熱交換部１０３について、第１の基準壁に向かう方向に力を付与しつつ、エンドプレート１０４，１０６の第２の基準辺２０５に対して第１の基準壁に向かう方向に力を付与する。これにより、第１の仮想辺Ｓ１と第２の仮想辺Ｓ２との対向方向（Ｘ方向）において、エンドプレート１０４，１０６とともに、該エンドプレート１０４，１０６に形成された連通孔１０８を燃料電池スタック１００における所定の位置に精度よく位置決めすることができる。

【0059】

また、配列体のうち、エンドプレート１０４，１０６の複数の第３の基準辺２１１側を所定の第２の基準壁（図示せず）に接触させつつ、エンドプレート１０４，１０６の第４の基準辺２１５に対して、第４の基準辺２１５から第２の基準壁に向かう方向に力を付与する（Ｓ１４０）。Ｓ１４０は、特許請求の範囲における付与工程に相当する。第２の基準壁は、上下方向に平行で、かつ、上記第１の基準壁に直交する平面を有するとともに所定の位置に固定された壁である。ここで、各部材は、エンドプレート１０４，１０６における第３の基準辺２１１側の端面から各連通孔１０８までの最短距離は互いに一致する。例えば、発電単位１０２および熱交換部１０３について、第２の基準壁に向かう方向に力を付与しつつ、エンドプレート１０４，１０６の第４の基準辺２１５に対して第２の基準壁に向かう方向に力を付与する。これにより、第３の仮想辺Ｓ３と第４の仮想辺Ｓ４との対向方向（Ｙ方向）において、エンドプレート１０４，１０６とともに、該エンドプレート１０４，１０６に形成された連通孔１０８を燃料電池スタック１００における所定の位置に精度よく位置決めすることができる。

【0060】

その後、残りの組み立て工程（例えば、空気極１１４と空気極側集電体１３４との接合やボルト２２による燃料電池スタック１００の締結）が行われ、燃料電池スタック１００の組み立てが完了する（Ｓ１５０）。

【0061】

Ａ−５．本実施形態の効果について：
以上説明したように、本実施形態のエンドプレート１０４，１０６の外周線は、複数の第１の基準辺２０１と、その反対側に位置する第２の基準辺２０５とを有する。このため、例えばエンドプレート１０４，１０６を用いて燃料電池スタック１００を組み立てる際、エンドプレート１０４，１０６における複数の第１の基準辺２０１に対応する部分を所定の基準面に接触させつつ、第２の基準辺２０５に対応する部分に押し当て用部材を押し当てることにより、エンドプレート１０４，１０６を１００における所定の位置に精度よく位置決めすることができる。しかも、第１の基準辺２０１に面している縁部分に、ガス経路１６１，１６２を構成する連通孔１０８が形成されているため、エンドプレート１０４，１０６とともに連通孔１０８を燃料電池スタック１００における所定の位置に精度よく位置決めすることができる。さらに、本実施形態のエンドプレート１０４，１０６では、第１の基準辺２０１同士の間に第１の凹部２０３が形成され、また、少なくとも１つの第２の基準辺２０５の長さの合計は、複数の第１の基準辺２０１の長さの合計より短いことにより、肉抜きによる軽量化が図られている。すなわち、本実施形態のエンドプレート１０４，１０６によれば、燃料電池スタック１００におけるエンドプレート１０４，１０６の位置決め精度の向上とエンドプレート１０４，１０６の軽量化とを両立することができる。

【0062】

また、本実施形態では、第２の仮想辺Ｓ２上に位置する全ての第２の基準辺２０５の長さの合計（＝Ａ２）は、第２の仮想辺Ｓ２の長さの５０％以下である。このため、第２の仮想辺Ｓ２上に位置する全ての第２の基準辺２０５の長さの合計（＝Ａ２）が第２の仮想辺Ｓ２の長さの５０％より長い構成に比べて、エンドプレート１０４，１０６の軽量化を図ることができる。また、本実施形態では、第１の基準辺２０１の一端Ｐ１１と他端Ｐ１２との間の第１の距離Ｌ１は、第２の基準辺２０５の一端Ｐ２１と他端Ｐ２２との間の第２の距離より長い。このため、第１の距離Ｌ１が第２の距離より短い構成に比べて、基準面に対する第１の基準辺２０１の位置が安定するため、燃料電池スタック１００におけるエンドプレート１０４，１０６の位置決め精度をより向上させることができる。

【0063】

また、上記実施形態では、第１の仮想辺Ｓ１と第２の仮想辺Ｓ２とが対向する方向（Ｘ方向）視で、第２の基準辺２０５の一端Ｐ２１と他端Ｐ２２とは、いずれも、第１の基準辺２０１の一端Ｐ１１と他端Ｐ１２との間に位置している。このため、第２の基準辺２０５の一端Ｐ２１と他端Ｐ２２との少なくとも一方が、第１の基準辺２０１の一端Ｐ１１と他端Ｐ１２との間に位置しない構成に比べて、第１の仮想辺Ｓ１に平行な方向（Ｙ方向）において、第１の基準辺２０１の一端Ｐ１１と他端Ｐ１２との外側に向かう力が、第２の基準辺２０５に付与されることを原因として、燃料電池スタック１００に対するエンドプレート１０４，１０６のおよび連通孔１０８の位置決めの精度が低下することを抑制することができる。

【0064】

また、上記実施形態では、第１の仮想辺Ｓ１上に位置する全ての第１の基準辺２０１の長さの合計（＝Ａ１＋Ａ１）は、第１の仮想辺Ｓ１の長さの１０％以上である。このため、第１の基準辺２０１の長さの合計（＝Ａ１＋Ａ１）が第１の仮想辺Ｓ１の長さの１０％未満の長さである構成に比べて、基準面に対する第１の基準辺２０１の位置が安定するため、燃料電池スタック１００に対するエンドプレート１０４，１０６および連通孔１０８の位置決めの精度をより向上させることができる。

【0065】

また、上記実施形態では、エンドプレート１０４の周縁部において２つの第１の基準辺２０１のそれぞれに面している縁部分に、エンドプレート１０４を上下に貫通する連通孔１０８が形成されている。このため、複数の連通孔１０８のそれぞれについて、燃料電池スタック１００における所定の位置に精度よく位置決めすることができる。

【0066】

また、上記実施形態では、第１の仮想辺Ｓ１と第２の仮想辺Ｓ２とが対向する方向（Ｘ方向）視で、エンドプレート１０４に形成された１つの連通孔１０８の全体は、該１つの連通孔１０８の最も近くに位置する第１の基準辺２０１である特定基準辺の両端より内側に位置している。このため、連通孔１０８の両端の少なくとも一方が第１の基準辺２０１の両端より外側に位置している構成に比べて、燃料電池スタック１００に対する連通孔１０８の位置決めの精度をより向上させることができる。

【0067】

なお、第３の仮想辺Ｓ３側および第４の仮想辺Ｓ４側において、第１の仮想辺Ｓ１側および第２の仮想辺Ｓ２側と同様の効果を得ることができる。

【0068】

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

【0069】

上記実施形態では、スタック用プレートとして、エンドプレート１０４，１０６を例示したが、これに限らず、例えば、外部端子を備えるターミナルプレートでもよい。また、燃料電池スタック１００における第１の方向の端に位置するプレートに限らず、複数の単セルと他の部材との間に配置されるプレートでもよい。また、上記実施形態では、エンドプレート１０４，１０６）のＺ方向視の外形は、略八角形であったが、これに限らず、仮想矩形に内接する他の形状であるとしてもよい。

【0070】

上記実施形態において、エンドプレート１０４のＺ方向視の外周線が有する第１の基準辺２０１は３つ以上であるとしてもよいし、該外周線が有する第２の基準辺２０５は２つ以上であるとしてもよい。各基準辺２０１，２０５は、各仮想辺に沿った直線に限らず、全体として、概ね各仮想辺に沿った線であればよく、例えば若干湾曲した線であるとしてもよい。また、第１の仮想辺Ｓ１上に位置する全ての第１の基準辺２０１の長さの合計（＝Ａ１＋Ａ１）は、第１の仮想辺Ｓ１の長さの１０％未満であるとしてもよいし、第１の仮想辺Ｓ１の長さの４０％以上、５０％以上、６０％以上であるとしてもよい。また、上記実施形態において、第２の仮想辺Ｓ２上に位置する全ての第２の基準辺２０５の長さの合計（＝Ａ２）は、第２の仮想辺Ｓ２の長さの５０％以上であるとしてもよい。

【0071】

また、上記実施形態において、第１の基準辺２０１の一端Ｐ１１と他端Ｐ１２との間の第１の距離Ｌ１は、第２の基準辺２０５の一端Ｐ２１と他端Ｐ２２との間の第２の距離以下の長さであるとしてもよい。また、上記実施形態において、第１の仮想辺Ｓ１と第２の仮想辺Ｓ２とが対向する方向（Ｘ方向）視で、第２の基準辺２０５の一端Ｐ２１と他端Ｐ２２との少なくとも一方が、第１の基準辺２０１の一端Ｐ１１と他端Ｐ１２との間になく、両端Ｐ１１，Ｐ２２の外側に位置しているとしてもよい。

【0072】

また、上記実施形態において、エンドプレート１０４の周縁部において２つの第１の基準辺２０１のそれぞれに面している縁部分の一部（例えば１つの縁部分）だけに連通孔１０８が形成されているとしてもよい。また、上記実施形態において、第１の仮想辺Ｓ１と第２の仮想辺Ｓ２とが対向する方向（Ｘ方向）視で、エンドプレート１０４に形成された１つの連通孔１０８の一部が、該１つの連通孔１０８の最も近くに位置する第１の基準辺２０１である特定基準辺の両端より外側に位置しているとしてもよい。

【0073】

また、上記実施形態において、エンドプレート１０４のＺ方向視の外周線が有する第３の基準辺２１１は、ゼロ、１つ、または、３つ以上であるとしてもよいし、該外周線が有する第４の基準辺２１５はゼロ、または、２つ以上であるとしてもよい。各基準辺２１１，２１５は、各仮想辺に沿った直線に限らず、全体として、概ね各仮想辺に沿った線であればよく、例えば若干湾曲した線であるとしてもよい。また、第３の仮想辺Ｓ３上に位置する全ての第３の基準辺２１１の長さの合計（＝Ｂ１＋Ｂ１）は、第３の仮想辺Ｓ３の長さの１０％未満であるとしてもよいし、第３の仮想辺Ｓ３の長さの４０％以上、５０％以上、６０％以上であるとしてもよい。また、上記実施形態において、第４の仮想辺Ｓ４上に位置する全ての第４の基準辺２１５の長さの合計（＝Ｂ２）は、第４の仮想辺Ｓ４の長さの５０％以上であるとしてもよい。

【0074】

また、上記実施形態において、第３の基準辺２１１の一端Ｐ３１と他端Ｐ３２との間の第３の距離Ｌ２は、第４の基準辺２１５の一端Ｐ４１と他端Ｐ４２との間の第４の距離以下の長さであるとしてもよい。また、上記実施形態において、第３の仮想辺Ｓ３と第４の仮想辺Ｓ４とが対向する方向（Ｙ方向）視で、第４の基準辺２１５の一端Ｐ４１と他端Ｐ４２との少なくとも一方が、第３の基準辺２１１の一端Ｐ３１と他端Ｐ３２との間になく、両端Ｐ３１，Ｐ３２の外側に位置しているとしてもよい。

【0075】

また、上記実施形態において、エンドプレート１０４の周縁部において２つの第３の基準辺２１１のそれぞれに面している縁部分の一部（例えば１つの縁部分）だけに連通孔１０８が形成されているとしてもよいし、エンドプレート１０４の周縁部において２つの第３の基準辺２１１のそれぞれに面している縁部分のいずれにも、連通孔１０８が形成されていないとしてもよい。また、上記実施形態において、第３の仮想辺Ｓ３と第４の仮想辺Ｓ４とが対向する方向（Ｙ方向）視で、エンドプレート１０４に形成された１つの連通孔１０８の一部が、該１つの連通孔１０８の最も近くに位置する第３の基準辺２１１である特定基準辺の両端より外側に位置しているとしてもよい。

【0076】

上記実施形態において、エンドプレート１０４，１０６は、第１の仮想辺と第２の仮想辺との対向方向視で、２つの第１の基準辺２０１の間に、第２の基準辺２０５の全体が位置する構成（換言すれば、同対向方向視で、第２の基準辺２０５の全体が第１の凹部２０３に重なる構成）であるとしてもよい。このような構成であれば、より効果的に、電気化学反応セルスタックにおけるスタック用プレートの位置決め精度の向上とスタック用プレートの軽量化とを両立することができる。

【0077】

また、上記実施形態において、燃料電池スタック１００に含まれる発電単位１０２の個数は、あくまで一例であり、発電単位１０２の個数は燃料電池スタック１００に要求される出力電圧等に応じて適宜決められる。また、上流の発電単位１０２Ｕの個数や下流の発電単位１０２Ｄの個数も、あくまでも一例である。

【0078】

上記実施形態において、燃料電池スタック１００の締結に使用されるボルト２２の個数は、あくまで一例であり、ボルト２２の個数は燃料電池スタック１００に要求される締結力等に応じて適宜決められる。

【0079】

また、上記実施形態では、ボルト２２の両側にナット２４が嵌められているとしているが、ボルト２２が頭部を有し、ナット２４はボルト２２の頭部の反対側にのみ嵌められているとしてもよい。

【0080】

また、上記実施形態では、エンドプレート１０４，１０６が出力端子として機能するとしているが、エンドプレート１０４，１０６の代わりに、エンドプレート１０４，１０６のそれぞれと接続された別部材（例えば、エンドプレート１０４，１０６のそれぞれと発電単位１０２との間に配置された導電板）が出力端子として機能するとしてもよい。

【0081】

また、上記実施形態では、各ボルト２２の軸部の外周面と各連通孔１０８の内周面との間の空間を各マニホールドとして利用しているが、これに代えて、各ボルト２２の軸部に軸方向の孔を形成し、その孔を各マニホールドとして利用してもよい。また、各マニホールドを各ボルト２２が挿入される各連通孔１０８とは別に設けてもよい。

【0082】

また、上記実施形態では、２つの発電単位１０２が隣接して配置されている場合には、１つのインターコネクタ１５０が隣接する２つの発電単位１０２に共有されるとしているが、このような場合でも、２つの発電単位１０２がそれぞれのインターコネクタ１５０を備えてもよい。また、上記実施形態では、燃料電池スタック１００において最も上に位置する発電単位１０２の上側のインターコネクタ１５０や、最も下に位置する発電単位１０２の下側のインターコネクタ１５０は省略されているが、これらのインターコネクタ１５０を省略せずに設けてもよい。

【0083】

また、上記実施形態において、燃料極側集電体１４４は、空気極側集電体１３４と同様の構成であってもよく、燃料極側集電体１４４と隣接するインターコネクタ１５０とが一体部材であってもよい。また、空気極側フレーム１３０ではなく燃料極側フレーム１４０が絶縁体であってもよい。また、空気極側フレーム１３０や燃料極側フレーム１４０は、多層構成であってもよい。

【0084】

また、上記実施形態における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。

【0085】

また、上記実施形態において、都市ガスを改質して水素リッチな燃料ガスＦＧを得るとしているが、ＬＰガスや灯油、メタノール、ガソリン等の他の原料から燃料ガスＦＧを得るとしてもよいし、燃料ガスＦＧとして純水素を利用してもよい。

【0086】

本明細書において、部材（または部材のある部分、以下同様）Ａを挟んで部材Ｂと部材Ｃとが互いに対向するとは、部材Ａと部材Ｂまたは部材Ｃとが隣接する形態に限定されず、部材Ａと部材Ｂまたは部材Ｃとの間に他の構成要素が介在する形態を含む。例えば、電解質層１１２と空気極１１４との間に他の層が設けられた構成であっても、空気極１１４と燃料極１１６とは電解質層１１２を挟んで互いに対向すると言える。

【0087】

また、上記実施形態では、燃料ガスに含まれる水素と酸化剤ガスに含まれる酸素との電気化学反応を利用して発電を行うＳＯＦＣを対象としているが、本発明は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル（ＳＯＥＣ）の最小単位である電解セル単位や、複数の電解セル単位を備える電解セルスタックにも同様に適用可能である。なお、電解セルスタックの構成は、例えば特開２０１６−８１８１３号公報に記載されているように公知であるためここでは詳述しないが、概略的には上述した実施形態における燃料電池スタック１００と同様の構成である。すなわち、上述した実施形態における燃料電池スタック１００を電解セルスタックと読み替え、発電単位１０２を電解セル単位と読み替えればよい。ただし、電解セルスタックの運転の際には、空気極１１４がプラス（陽極）で燃料極１１６がマイナス（陰極）となるように両電極間に電圧が印加されると共に、連通孔１０８を介して原料ガスとしての水蒸気が供給される。これにより、各電解セル単位において水の電気分解反応が起こり、燃料室１７６で水素ガスが発生し、連通孔１０８を介して電解セルスタックの外部に水素が取り出される。このような構成の電解セルスタックにおいても、本発明を適用することによって上述の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0088】

２２：ボルト ２４：ナット ２６：絶縁シート ２７：ガス通路部材 ２８：本体部 ２９：分岐部 ４２：仮想辺 １００：燃料電池スタック １０２：発電単位 １０２Ｄ：発電単位 １０３：熱交換部 １０４，１０６：エンドプレート １０８：連通孔 １１０：単セル １１２：電解質層 １１４：空気極 １１６：燃料極 １２０：セパレータ １２１：孔 １２４：接合部 １３０：空気極側フレーム １３１：孔 １３２：酸化剤ガス供給連通孔 １３３：酸化剤ガス排出連通孔 １３４：空気極側集電体 １４０：燃料極側フレーム １４１：孔 １４２Ｄ：燃料ガス供給連通孔 １４２Ｕ：燃料ガス供給連通孔 １４３Ｄ：燃料ガス排出連通孔 １４３Ｕ：燃料ガス排出連通孔 １４４：燃料極側集電体 １４５：電極対向部 １４６：インターコネクタ対向部 １４７：連接部 １４９：スペーサー １５０：インターコネクタ １６１：酸化剤ガス導入マニホールド １６２：酸化剤ガス排出マニホールド １６３：酸化剤ガス供給マニホールド １６６：空気室 １７１：燃料ガス導入マニホールド １７２：燃料ガス中継マニホールド １７３：燃料ガス排出マニホールド １７６：燃料室 １８２：孔 １８４：連通孔 １８６：連通孔 １８８：熱交換流路 ２０１：第１の基準辺 ２０３：第１の凹部 ２０５：第２の基準辺 ２１１：第３の基準辺 ２１３：第２の凹部 ２１５：第４の基準辺 Ａ１：長さ Ａ：部材 Ｂ１：長さ Ｄ１：幅 ＦＧ：燃料ガス ＦＭＧ：燃料中間ガス ＦＯＧ：燃料オフガス Ｌ１：距離 Ｌ２：距離 ＯＧ：酸化剤ガス ＯＯＧ：酸化剤オフガス Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ４１，Ｐ４２：端 Ｓ１：第１の仮想辺 Ｓ２：第２の仮想辺 Ｓ３：第３の仮想辺 Ｓ４：第４の仮想辺 Ｓ：仮想矩形

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】