特開 2024-108239 電気化学反応単位、および電気化学反応装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108239

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】電気化学反応単位、および電気化学反応装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/86 20060101AFI20240805BHJP

   H01M 8/124 20160101ALI20240805BHJP

   C25B 1/04 20210101ALI20240805BHJP

   C25B 9/00 20210101ALI20240805BHJP

   C25B 15/025 20210101ALI20240805BHJP

   H01M 8/12 20160101ALN20240805BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20240805BHJP

【ＦＩ】

H01M4/86 T

H01M8/124

C25B1/04

C25B9/00 A

C25B15/025

H01M8/12 101

H01M8/12 102A

H01M8/12 102B

H01M8/12 102C

H01M8/10 101

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012504

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【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】弁理士法人アルファ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小野 達也

【テーマコード（参考）】

4K021

5H018

5H126

【Ｆターム（参考）】

4K021AA01

4K021BA02

4K021BC09

4K021DB53

4K021DC03

5H018AA06

5H018HH05

5H126AA02

5H126DD05

5H126EE11

(57)【要約】

【課題】電気化学反応単セルの性能（特に耐久特性）を向上させる。
【解決手段】電気化学反応単位は、電解質層と、電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極と、を含み、かつ、第１の方向視において電解質層と空気極と燃料極とが重なっている反応部を有する電気化学反応単セルを備える。燃料極のうち、反応部に含まれる部分であって、反応ガス流路を画定する部分である燃料極反応部は、Ｐを含有する。燃料極反応部を、第１の方向に交差する第２の方向のガス流れ上流側に位置する第１の部分と、第２の方向のガス流れ下流側に位置する第２の部分と、に２分したときに、第１の部分におけるＰの含有量は、第２の部分におけるＰの含有量よりも多い。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解質層と、前記電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極と、を含み、かつ、前記第１の方向視において前記電解質層と前記空気極と前記燃料極とが重なっている反応部を有する電気化学反応単セルを備え、
前記燃料極が面する燃料室の少なくとも一部である反応ガス流路であって、前記燃料極のうち、前記反応部に含まれる部分である燃料極反応部により画定され、かつ、前記第１の方向に交差する第２の方向に反応ガスが流れる反応ガス流路が形成された、電気化学反応単位であって、
前記燃料極反応部は、Ｐを含有し、
前記燃料極反応部を、前記第２の方向のガス流れ上流側に位置する第１の部分と、前記第２の方向のガス流れ下流側に位置する第２の部分と、に２分したときに、
前記第１の部分におけるＰの含有量は、前記第２の部分におけるＰの含有量よりも多い、
電気化学反応単位。

【請求項2】

請求項１に記載の電気化学反応単位であって、
前記燃料極反応部を、前記第１の方向の前記電解質層側に位置する第３の部分と、前記第３の部分に対して前記第１の方向の前記電解質層とは反対側に位置する第４の部分と、に２分したときに、
前記第３の部分におけるＰの含有量は、前記第４の部分におけるＰの含有量よりも多い、
電気化学反応単位。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の電気化学反応単位であって、
前記電気化学反応単セルは、前記燃料極のうち、前記反応部に含まれない燃料極非反応部を備え、
前記燃料極非反応部は、前記燃料極反応部に対して前記第２の方向のガス流れ上流側に位置する非反応特定部がＰを含有する、
電気化学反応単位。

【請求項4】

請求項３に記載の電気化学反応単位であって、
前記非反応特定部におけるＰの含有量は、前記燃料極反応部におけるＰの含有量よりも少ない、
電気化学反応単位。

【請求項5】

請求項１に記載の電気化学反応単位を備える電気化学反応装置の製造方法であって、
前記電解質層となる部材である電解質層用部材と、前記空気極となる部材である空気極用部材と、前記燃料極となる燃料極用部材であって、Ｐを含有する燃料極用部材と、を含む完成前電気化学反応単セルを備える完成前電気化学反応装置を準備する準備工程と、
前記完成前電気化学反応装置を反応動作させる特定工程であって、前記反応ガス流路において、前記第２の方向に反応ガスを流し、これにより、前記燃料極用部材中のＰを前記第２の方向に移動させることにより、前記第１の部分におけるＰの含有量は、前記第２の部分におけるＰの含有量よりも多い、とする特定工程と、を備える、
電気化学反応装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書によって開示される技術は、電気化学反応単位、および電気化学反応装置の製造方法に関する。

【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、固体酸化物形の燃料電池（以下、「ＳＯＦＣ」という。）が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＳＯＦＣの構成単位である燃料電池発電単位（以下、「発電単位」という。）は、燃料電池単セル（以下、「単セル」という。）を有する。単セルは、電解質層と、電解質層を挟んで所定の方向（以下、「第１の方向」という。）に互いに対向する空気極および燃料極と、を含む。単セルは、第１の方向視において電解質層と空気極と燃料極とが重なっている反応部を有する。

【0003】

また、燃料電池が備える発電単位には、燃料極が面する燃料室が形成されており、その一部である反応ガス流路が形成されている。反応ガス流路の一部は、燃料極のうち、反応部に含まれる部分（以下、「燃料極反応部」という。）により画定される。反応ガス流路において、第１の方向に交差する第２の方向に反応ガスが流れる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－３２４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記燃料極反応部により画定される反応ガス流路を流れ、ひいては燃料極に供給される反応ガスは、当該反応ガスを生成するために用いる水にＣｌ（塩素）が含まれること等に起因してＣｌが含まれていることがある。このＣｌが燃料極に付着することにより、単セルの性能（特に耐久特性）が低下する「燃料極の被毒」が生じるおそれがある。

【0006】

なお、このような課題は、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（以下、「ＳＯＥＣ」という。）の構成単位である電解単セルを含む電解セル単位にも共通の課題である。なお、本明細書では、燃料電池単セルと電解単セルとをまとめて電気化学反応単セルと呼び、燃料電池発電単位と電解セル単位とをまとめて電気化学反応単位と呼び、複数の燃料電池発電単位を備える燃料電池スタックと複数の電解セル単位を備える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呼ぶ。また、このような課題は、ＳＯＦＣやＳＯＥＣに限らず、他のタイプの電気化学反応セルスタック等を含めた電気化学反応装置全般にも共通の課題である。

【0007】

本明細書では、上述した課題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】

【0008】

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

【0009】

（１）本明細書に開示される電気化学反応単位は、電解質層と、前記電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極と、を含み、かつ、前記第１の方向視において前記電解質層と前記空気極と前記燃料極とが重なっている反応部を有する電気化学反応単セルを備え、前記燃料極が面する燃料室の少なくとも一部である反応ガス流路であって、前記燃料極のうち、前記反応部に含まれる部分である燃料極反応部により画定され、かつ、前記第１の方向に交差する第２の方向に反応ガスが流れる反応ガス流路が形成された、電気化学反応単位であって、前記燃料極反応部は、Ｐを含有し、前記燃料極反応部を、前記第２の方向のガス流れ上流側に位置する第１の部分と、前記第２の方向のガス流れ下流側に位置する第２の部分と、に２分したときに、前記第１の部分におけるＰの含有量は、前記第２の部分におけるＰの含有量よりも多い。そのため、本電気化学反応単位においては、効率的に電気化学反応単セルの性能を向上させることができる。

【0010】

（２）上記電気化学反応単位において、前記燃料極反応部を、前記第１の方向の前記電解質層側に位置する第３の部分と、前記第３の部分に対して前記第１の方向の前記電解質層とは反対側に位置する第４の部分と、に２分したときに、前記第３の部分におけるＰの含有量は、前記第４の部分におけるＰの含有量よりも多い構成としてもよい。本電気化学反応単位においては、第３の部分におけるＰの含有量が第４の部分におけるＰの含有量よりも多いことにより、効率的に電気化学反応単セルの性能を向上させることができる。

【0011】

（３）上記電気化学反応単位において、前記電気化学反応単セルは、前記燃料極のうち、前記反応部に含まれない燃料極非反応部であって、前記燃料極反応部に対して前記第２の方向のガス流れ上流側に位置する非反応特定部がＰを含有する、燃料極非反応部を備える構成としてもよい。本電気化学反応単位においては、当該境界付近に流れる反応ガスに含まれるＣｌが、非反応特定部が含有するＰと反応して化合物となる。そのため、本電気化学反応単位によれば、より効果的に電気化学反応単セルの性能を向上させることができる。

【0012】

（４）上記電気化学反応単位において、前記非反応特定部におけるＰの含有量は、前記燃料極反応部におけるＰの含有量よりも少ない構成としてもよい。本電気化学反応単位によれば、電気化学反応単セルのうち反応部に含まれない非反応部に、Ａｇロウ等のロウ材やガラスからなる接合材を介してセパレータ等の他の部材を接合した場合であっても、非反応特定部の近傍に位置する接合材にＰが飛散することによって生じる悪影響を抑制することができる。

【0013】

（５）上記電気化学反応単位を備える電気化学反応装置の製造方法において、前記電解質層となる部材である電解質層用部材と、前記空気極となる部材である空気極用部材と、前記燃料極となる燃料極用部材であって、Ｐを含有する燃料極用部材と、を含む完成前電気化学反応単セルを備える完成前電気化学反応装置を準備する準備工程と、前記完成前電気化学反応装置を反応動作させる特定工程であって、前記反応ガス流路において、前記第２の方向に反応ガスを流し、これにより、前記燃料極用部材中のＰを前記第２の方向に移動させることにより、前記第１の部分におけるＰの含有量は、前記第２の部分におけるＰの含有量よりも多い、とする特定工程と、を備える構成としてもよい。本製造方法によれば、「第１の部分におけるＰの含有量は、第２の部分におけるＰの含有量よりも多い」という条件を満たす構成を容易に実現（製造）することができる。

【0014】

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、電気化学反応単位、電気化学反応単位を備える電気化学反応装置（燃料電池スタック、電解セルスタック等）、およびこ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】

【0015】

【図1】本実施形態における燃料電池スタック１００の外観構成を示す斜視図

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ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

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ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

【図4】図２に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２のＸＺ断面構成を示す説明図

【図5】図３に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２のＹＺ断面構成を示す説明図

【図6】発電単位１０２の燃料極１１６周辺（図５の一部）を拡大して示す説明図

【図7】燃料電池スタック１００の製造方法を示すフローチャート

【図8】性能評価結果を示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0016】

Ａ．実施形態：
Ａ－１．構成：
（燃料電池スタック１００の構成）
図１は、本実施形態における燃料電池スタック１００の外観構成を示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ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り、図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ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。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４以降についても同様である。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装置の一例である。

【0017】

燃料電池スタック１００は、複数の（本実施形態では７つの）燃料電池発電単位（以下、単に「発電単位」という。）１０２と、一対のターミナルプレート７０，８０と、一対のエンドプレート１０４，１０６とを備える。７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。上記配列方向（Ｚ軸方向）は、特許請求の範囲における第１の方向の一例である。

【0018】

一対のターミナルプレート７０，８０のうちの一方（以下、「上側ターミナルプレート７０」という。）は、７つの発電単位１０２から構成される集合体（以下、「発電ブロック１０３」という。）の上側に配置されており、一対のエンドプレート１０４，１０６のうちの一方（以下、「上側エンドプレート１０４」という。）は、上側ターミナルプレート７０の上側に配置されている。また、一対のターミナルプレート７０，８０のうちの他方（以下、「下側ターミナルプレート８０」という。）は、発電ブロック１０３の下側に配置されており、一対のエンドプレート１０４，１０６のうちの他方（以下、「下側エンドプレート１０６」という。）は、下側ターミナルプレート８０の下側に配置されている。なお、上側ターミナルプレート７０と上側エンドプレート１０４との間、および、下側ターミナルプレート８０と下側エンドプレート１０６との間には、絶縁シート９２が介在している。絶縁シート９２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ている。なお、より詳細には、上側ターミナルプレート７０と絶縁シート９２との間には、後述するカバー用セパレータ６０が介在している。

【0019】

燃料電池スタック１００を構成する各層（発電単位１０２、ターミナルプレート７０，８０、エンドプレート１０４，１０６）のＺ軸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、上側エンドプレート１０４から下側エンドプレート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。

【0020】

各連通孔１０８には上下方向に延びるボルト２２が挿通されており、ボルト２２とボルト２２の両側に嵌められたナット２４とによる上下方向の圧縮力によって、燃料電池スタック１００は締結されている。なお、図２および図３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と上側エンドプレート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と下側エンドプレート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と下側エンドプレート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ている。

【0021】

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１および図２に示すように、燃料電池スタック１００のＺ軸方向回りの外周における１つの辺（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２２Ａ）と、そのボルト２２Ａが挿通された連通孔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、その酸化剤ガスＯＧを各発電単位１０２に供給するガス流路である酸化剤ガス供給マニホールド１６１として機能し、該辺の反対側の辺（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸負方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｂ）と、そのボルト２２Ｂが挿通された連通孔１０８とにより形成された空間は、各発電単位１０２の空気室１６６から排出されたガスである酸化剤オフガス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。

【0022】

また、図１および図３に示すように、燃料電池スタック１００のＺ軸方向回りの外周における１つの辺（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が挿通された連通孔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を各発電単位１０２に供給する燃料ガス供給マニホールド１７１として機能し、該辺の反対側の辺（Ｘ軸に平行な２つの辺の内のＹ軸負方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｅ）と、そのボルト２２Ｅが挿通された連通孔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１７２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。

【0023】

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２に示すように、酸化剤ガス供給マニホールド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、酸化剤ガス供給マニホールド１６１に連通しており、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３に示すように、燃料ガス供給マニホールド１７１を形成するボルト２２Ｄの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、燃料ガス供給マニホールド１７１に連通しており、燃料ガス排出マニホールド１７２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１７２に連通している。

【0024】

（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、Ｚ軸方向視での外形が略矩形の平板状の部材であり、例えばステンレスにより形成されている。一対のエンドプレート１０４，１０６の中央付近には、それぞれ、Ｚ軸方向に貫通する孔３２，３４が形成されている。Ｚ軸方向視で、一対のエンドプレート１０４，１０６のそれぞれに形成された孔３２，３４の内周線は、後述する各単セル１１０を内包している。そのため、各ボルト２２およびナット２４によるＺ軸方向の圧縮力は、主として各発電単位１０２の周縁部（後述する各単セル１１０より外周側の部分）に作用する。

【0025】

（ターミナルプレート７０，８０の構成）
一対のターミナルプレート７０，８０は、Ｚ軸方向視での外形が略矩形の平板状の部材であり、例えばステンレスにより形成されている。上側ターミナルプレート７０の中央付近には、Ｚ軸方向に貫通する孔７１が形成されている。Ｚ軸方向視で、上側ターミナルプレート７０に形成された孔７１の内周線は、後述する各単セル１１０を内包している。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向視で、上側ターミナルプレート７０に形成された孔７１の内周線は、上側エンドプレート１０４に形成された孔３２の内周線と略一致している。上側ターミナルプレート７０は、Ｚ軸方向視で、上側エンドプレート１０４の外周線から外側に突出した突出部７８を備えており、該突出部７８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する。また、下側ターミナルプレート８０は、Ｚ軸方向視で、下側エンドプレート１０６の外周線から外側に突出した突出部８８を備えており、該突出部８８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。

【0026】

（発電単位１０２の構成）
図４は、図２に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２（最上部に位置する２つの発電単位１０２）のＸＺ断面構成を示す説明図であり、図５は、図３に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２（最上部に位置する２つの発電単位１０２）のＹＺ断面構成を示す説明図である。

【0027】

図４および図５に示すように、発電単位１０２は、燃料電池単セル（以下、「単セル」という。）１１０と、単セル用セパレータ１２０と、空気極側フレーム１３０と、燃料極側フレーム１４０と、燃料極側集電部材１４８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１９０および一対のインターコネクタ用セパレータ（以下、「ＩＣ用セパレータ」という。）１８０とを備えている。単セル用セパレータ１２０、空気極側フレーム１３０、燃料極側フレーム１４０、ＩＣ用セパレータ１８０におけるＺ軸方向回りの周縁部には、上述したボルト２２が挿通される連通孔１０８に対応する孔が形成されている。

【0028】

単セル１１０は、電解質層１１２と、電解質層１１２のＺ軸方向の一方側（上側）に配置された空気極１１４と、電解質層１１２のＺ軸方向の他方側（下側）に配置された燃料極１１６と、電解質層１１２と空気極１１４との間に配置された中間層１１８とを備える。なお、本実施形態の単セル１１０は、燃料極１１６で単セル１１０を構成する他の層（電解質層１１２、空気極１１４、中間層１１８）を支持する燃料極支持形の単セルである。単セル１１０は、Ｚ軸方向視において電解質層１１２と空気極１１４と燃料極１１６とが重なっている発電部ＰＧを有する。発電部ＰＧは、特許請求の範囲における反応部の一例である。

【0029】

電解質層１１２は、Ｚ軸方向視で略矩形の平板形状部材であり、固体酸化物（例えば、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア））を含むように構成されている。すなわち、本実施形態の単セル１１０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。空気極１１４は、Ｚ軸方向視で電解質層１１２より小さい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））を含むように構成されている。燃料極１１６は、Ｚ軸方向視で電解質層１１２と略同じ大きさの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（例えば、ＹＳＺ）からなるサーメット、Ｎｉ基合金等により多孔質に形成されている。燃料極１１６のＺ軸方向の厚さは、例えば、５μｍ以上、かつ１２００μｍ以下である。中間層１１８は、Ｚ軸方向視で空気極１１４と略同じ大きさの略矩形の平板形状部材であり、例えばＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）とＹＳＺとを含むように構成されている。中間層１１８は、空気極１１４から拡散した元素（例えば、Ｓｒ）が電解質層１１２に含まれる元素（例えば、Ｚｒ）と反応して高抵抗な物質（例えば、ＳｒＺｒＯ_３）が生成されることを抑制する機能を有する。

【0030】

単セル用セパレータ１２０は、中央付近にＺ軸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導電性部材であり、例えば、金属により形成されている。単セル用セパレータ１２０は、Ｚ軸方向において単セル１１０の少なくとも一部と重なった状態で単セル１１０に接合されている。より詳細には、単セル用セパレータ１２０における孔１２１を取り囲む部分（以下、「貫通孔周囲部」という。）は、電解質層１１２における空気極１１４の側（上側）の表面の周縁部に対向している。単セル用セパレータ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。単セル用セパレータ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（クロスリーク）が抑制される。

【0031】

単セル用セパレータ１２０は、単セル用セパレータ１２０の貫通孔周囲部（孔１２１を取り囲む部分）を含む内側部１２６と、内側部１２６より外周側に位置する外側部１２７と、内側部１２６と外側部１２７とを連結する連結部１２８とを備える。本実施形態では、内側部１２６および外側部１２７は、Ｚ軸方向に略直交する方向に延びる略平板状である。また、連結部１２８は、内側部１２６と外側部１２７との両方に対して下側に突出するように湾曲した形状となっている。連結部１２８における下側（燃料室１７６側）の部分は凸部となっており、連結部１２８における上側（空気室１６６側）の部分は凹部となっている。このため、連結部１２８は、Ｚ軸方向における位置が内側部１２６および外側部１２７とは異なる部分を含んでいる。

【0032】

単セル用セパレータ１２０における孔１２１付近には、ガラスを含む絶縁性のガラスシール部１２５が配置されている。ガラスシール部１２５は、接合部１２４に対して空気室１６６側に位置しており、単セル用セパレータ１２０の貫通孔周囲部の表面と、単セル１１０（本実施形態では電解質層１１２）の表面とにわたって配置されている。ガラスシール部１２５により、単セル１１０と単セル用セパレータ１２０との間がシールされ、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（クロスリーク）が効果的に抑制される。

【0033】

図４および図５に示すように、インターコネクタ１９０は、略矩形の平板形状の平板部１５０と、平板部１５０から空気極１１４側に突出した複数の略柱状の空気極側集電部１３４とを有する導電性の部材であり、金属（例えば、フェライト系ステンレス）により形成されている。本実施形態では、インターコネクタ１９０の表面（空気室１６６に面する表面）に、例えばスピネル型酸化物により構成された導電性の被覆層１９４が形成されている。以下では、被覆層１９４に覆われたインターコネクタ１９０を、単にインターコネクタ１９０という。インターコネクタ１９０（より詳細には、インターコネクタ１９０の各空気極側集電部１３４）は、例えばスピネル型酸化物により構成された導電性接合材１９６を介して、単セル１１０の空気極１１４に接合されることにより、空気極１１４と電気的に接続されている。インターコネクタ１９０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１９０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１９０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１９０と同一部材である。また、燃料電池スタック１００において最も下側に位置する発電単位１０２の下側のインターコネクタ１９０は、導電性接合材１９６を介して下側ターミナルプレート８０に電気的に接続されている。また、燃料電池スタック１００において最も上側に位置する発電単位１０２の上側のインターコネクタ１９０は、ＩＣ用セパレータ１８０および／または後述する他の部材（接続部材４８、カバー部材５０、カバー用セパレータ６０）を介して上側ターミナルプレート７０に電気的に接続されている。

【0034】

ＩＣ用セパレータ１８０は、中央付近にＺ軸方向に貫通する略矩形の孔１８１が形成されたフレーム状の導電性部材であり、例えば、金属により形成されている。ＩＣ用セパレータ１８０における孔１８１を取り囲む部分（以下、「貫通孔周囲部」という。）は、インターコネクタ１９０（の平板部１５０）の周縁部における上側の表面に、例えば溶接により接合されている。ある発電単位１０２に含まれる一対のＩＣ用セパレータ１８０のうち、上側のＩＣ用セパレータ１８０は、該発電単位１０２の空気室１６６と、該発電単位１０２に対して上側に隣り合う他の発電単位１０２の燃料室１７６とを区画する。また、ある発電単位１０２に含まれる一対のＩＣ用セパレータ１８０のうち、下側のＩＣ用セパレータ１８０は、該発電単位１０２の燃料室１７６と、該発電単位１０２に対して下側に隣り合う他の発電単位１０２の空気室１６６とを区画する。このように、ＩＣ用セパレータ１８０により、発電単位１０２の周縁部における発電単位１０２間のガスのリークが抑制される。

【0035】

ＩＣ用セパレータ１８０は、ＩＣ用セパレータ１８０の貫通孔周囲部（孔１８１を取り囲む部分）を含む内側部１８６と、内側部１８６より外周側に位置する外側部１８７と、内側部１８６と外側部１８７とを連結する連結部１８８とを備える。本実施形態では、内側部１８６および外側部１８７は、Ｚ軸方向に略直交する方向に延びる略平板状である。また、連結部１８８は、内側部１８６と外側部１８７との両方に対して下側に突出するように湾曲した形状となっている。連結部１８８における下側（空気室１６６側）の部分は凸部となっており、連結部１８８における上側（燃料室１７６側）の部分は凹部となっている。このため、連結部１８８は、Ｚ軸方向における位置が内側部１８６および外側部１８７とは異なる部分を含んでいる。

【0036】

図４および図５に示すように、空気極側フレーム１３０は、中央付近にＺ軸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の孔１３１は、空気極１１４に面する空気室１６６を構成する。空気極側フレーム１３０は、単セル用セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側とは反対側（上側）の表面の周縁部と、上側のＩＣ用セパレータ１８０における空気室１６６に対向する側（下側）の表面の周縁部とに接触しており、両者の間のガスシール性（すなわち、空気室１６６のガスシール性）を確保するシール部材として機能する。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ＩＣ用セパレータ１８０間（すなわち、一対のインターコネクタ１９０間）が電気的に絶縁される。また、空気極側フレーム１３０には、酸化剤ガス供給マニホールド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。

【0037】

図４および図５に示すように、燃料極側フレーム１４０は、中央付近にＺ軸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導電性部材であり、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、単セル用セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側（下側）の表面の周縁部と、下側のＩＣ用セパレータ１８０における燃料室１７６に対向する側（上側）の表面の周縁部とに接触している。また、燃料極側フレーム１４０には、燃料ガス供給マニホールド１７１と燃料室１７６とを連通する燃料ガス供給連通孔１４２と、燃料室１７６と燃料ガス排出マニホールド１７２とを連通する燃料ガス排出連通孔１４３とが形成されている。

【0038】

燃料極側集電部材１４８は、燃料室１７６内に配置されている。燃料極側集電部材１４８は、導電性部１４４と弾性部１４９とを有する。導電性部１４４は、燃料極１１６とインターコネクタ１９０とを電気的に接続する部分であり、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。導電性部１４４は、燃料極１１６の下側の表面に接触した電極対向部１４５と、インターコネクタ１９０の上側の表面に接触したインターコネクタ対向部１４６と、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とを有している。また、弾性部１４９は、燃料極側集電部材１４８の弾性を確保するための部分であり、例えば、マイカ等により形成されている。導電性部１４４のうちのインターコネクタ対向部１４６は、Ｚ軸方向においてインターコネクタ１９０と弾性部１４９との間に配置され、導電性部１４４のうちの電極対向部１４５は、Ｚ軸方向において燃料極１１６と弾性部１４９との間に配置されている。これにより、燃料極側集電部材１４８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、燃料極側集電部材１４８を介した燃料極１１６とインターコネクタ１９０との電気的接続が良好に維持される。燃料極側集電部材１４８は、例えば、平板状の材料（例えば、厚さ１０～２００μｍのニッケル箔）に切り込みを入れ、該材料の上に複数の孔が形成されたシート状の弾性部１４９を配置した状態で、複数の矩形部分を曲げ起こして弾性部１４９を挟むように加工することにより作製される。曲げ起こされた各矩形部分が電極対向部１４５となり、曲げ起こされた部分以外の穴が開いた状態の平板部分がインターコネクタ対向部１４６となり、電極対向部１４５とインターコネクタ対向部１４６とをつなぐ部分が連接部１４７となる。

【0039】

また、図４および図５に示すように、本実施形態の各発電単位１０２は、さらに、空気室１６６および燃料室１７６に配置されたフェルト部材４１を備える。フェルト部材４１は、アルミナ－シリカ（二酸化ケイ素）系のフェルト材料により構成された絶縁性部材である。すなわち、フェルト部材４１は、セラミックスであるアルミナと、シリカ成分とを含んでいる。フェルト部材４１がアルミナを含むことにより、フェルト部材４１の耐熱性や柔軟性を向上させることができる。

【0040】

図４および図５に示すように、空気室１６６において、フェルト部材４１は、酸化剤ガスＯＧの主たる流れ方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）の両端の位置（Ｚ軸方向において単セル１１０の空気極１１４と重ならない位置）に充填されている。空気室１６６において、フェルト部材４１の一部（単セル１１０の中心に近い側の部分）は、Ｚ軸方向においてインターコネクタ１９０の外周部と対向するように配置されている。また、図４および図５に示すように、燃料室１７６において、フェルト部材４１は、燃料ガスＦＧの主たる流れ方向（Ｙ軸方向）に直交する方向（Ｘ軸方向）の両端の位置（Ｚ軸方向において単セル１１０の空気極１１４と重ならない位置）に充填されている。フェルト部材４１の存在により、空気室１６６に供給された酸化剤ガスＯＧまたは燃料室１７６に供給された燃料ガスＦＧが、発電にあまり寄与しない領域を通過して空気室１６６または燃料室１７６から排出されることを抑制することができ、発電効率を向上させることができる。

【0041】

また、図４および図５に示すように、本実施形態の燃料電池スタック１００は、最も上側に位置する発電単位１０２（以下、「特定発電単位１０２Ｘ」ともいう。）より上側に配置されたカバー部材５０およびカバー用セパレータ６０を備える。カバー部材５０は、Ｚ軸方向視で略矩形の平板形状部材であり、導電性材料（例えば金属）により形成されている。カバー部材５０は、上側ターミナルプレート７０に形成された孔７１内に配置されており、特定発電単位１０２Ｘに含まれる上側のインターコネクタ１９０に対してＺ軸方向に離間しつつ隣り合っている。すなわち、カバー部材５０と、特定発電単位１０２Ｘに含まれる上側のインターコネクタ１９０との間には、空間（上側ターミナルプレート７０の孔７１により構成される空間であり、以下、「特定空間５８」という。）が形成されている。特定空間５８は、燃料電池スタック１００に含まれる複数の単セル１１０（すべての単セル１１０）に対して上側に位置している。

【0042】

また、カバー用セパレータ６０は、中央付近にＺ軸方向に貫通する略矩形の孔６１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。カバー用セパレータ６０における孔６１を取り囲む部分（以下、「貫通孔周囲部」という。）は、カバー部材５０の周縁部における上側の表面に、例えば溶接により接合されている。また、カバー用セパレータ６０における周縁部は、ターミナルプレート７０の上側の表面に、例えばロウ付けにより接合されている。カバー用セパレータ６０（および特定発電単位１０２Ｘに含まれる上側のインターコネクタ１９０に接合されたＩＣ用セパレータ１８０）により、特定空間５８が区画される。

【0043】

カバー用セパレータ６０は、カバー用セパレータ６０の貫通孔周囲部（孔６１を取り囲む部分）を含む内側部６６と、内側部６６より外周側に位置する外側部６７と、内側部６６と外側部６７とを連結する連結部６８とを備える。本実施形態では、内側部６６および外側部６７は、Ｚ軸方向に略直交する方向に延びる略平板状である。また、連結部６８は、内側部６６と外側部６７との両方に対して下側に突出するように湾曲した形状となっている。連結部６８における下側（特定空間５８側）の部分は凸部となっており、連結部６８における上側（外部空間側）の部分は凹部となっている。このため、連結部６８は、Ｚ軸方向における位置が内側部６６および外側部６７とは異なる部分を含んでいる。

【0044】

また、本実施形態の燃料電池スタック１００は、さらに、特定空間５８に配置された接続部材４８を備える。本実施形態では、接続部材４８は、燃料極側集電部材１４８と同様の構成を有している。すなわち、接続部材４８は、導電性部４４と弾性部４９とを有する。導電性部４４は、カバー部材５０と、特定発電単位１０２Ｘに含まれる上側のインターコネクタ１９０とを電気的に接続する部分であり、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。導電性部４４は、カバー部材５０の下側の表面に接触したカバー部材対向部４５と、インターコネクタ１９０の上側の表面に接触したインターコネクタ対向部４６と、カバー部材対向部４５とインターコネクタ対向部４６とをつなぐ連接部４７とを有している。また、弾性部４９は、接続部材４８の弾性を確保するための部分であり、例えば、マイカ等により形成されている。導電性部４４のうちのインターコネクタ対向部４６は、Ｚ軸方向においてインターコネクタ１９０と弾性部４９との間に配置され、導電性部４４のうちのカバー部材対向部４５は、Ｚ軸方向においてカバー部材５０と弾性部４９との間に配置されている。接続部材４８は、例えば、上述した燃料極側集電部材１４８の作製方法と同様の方法により作製することができる。

【0045】

Ａ－２．燃料電池スタック１００の動作：
図２および図４に示すように、酸化剤ガス供給マニホールド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供給マニホールド１６１に供給され、酸化剤ガス供給マニホールド１６１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。また、図３および図５に示すように、燃料ガス供給マニホールド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供給マニホールド１７１に供給され、燃料ガス供給マニホールド１７１から各発電単位１０２の燃料ガス供給連通孔１４２を介して、燃料室１７６に供給される。

【0046】

各発電単位１０２の空気室１６６に酸化剤ガスＯＧが供給され、燃料室１７６に燃料ガスＦＧが供給されると、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。こ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は導電性接合材１９６を介してインターコネクタ１９０に電気的に接続され、燃料極１１６は燃料極側集電部材１４８を介してインターコネクタ１９０に電気的に接続されている。すなわち、燃料電池スタック１００に含まれる複数の発電単位１０２は、電気的に直列に接続されている。また、燃料電池スタック１００において、最も上側に位置する発電単位１０２の上側のインターコネクタ１９０は上側ターミナルプレート７０に電気的に接続されており、最も下側に位置する発電単位１０２の下側のインターコネクタ１９０は下側ターミナルプレート８０に電気的に接続されている。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一対のターミナルプレート７０，８０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】

各発電単位１０２の空気室１６６から排出された酸化剤オフガスＯＯＧは、図２および図４に示すように、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、各発電単位１０２の燃料室１７６から排出された燃料オフガスＦＯＧは、図３および図５に示すように、燃料ガス排出連通孔１４３を介して燃料ガス排出マニホールド１７２に排出され、さらに燃料ガス排出マニホールド１７２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。

【0048】

Ａ－３．発電単位１０２の燃料極１１６周辺の詳細構成：
図６は、発電単位１０２の燃料極１１６周辺（図５の一部）を拡大して示す説明図である。

【0049】

上述したように、発電単位１０２が備える単セル１１０は、Ｚ軸方向視において電解質層１１２と空気極１１４と燃料極１１６とが重なっている発電部ＰＧを有する。

【0050】

燃料極１１６は、発電部ＰＧに含まれる部分（以下、「燃料極発電部」という。）ＦＰＧを有する。燃料極発電部ＦＰＧは、燃料室１７６の一部であって、Ｚ軸方向に交差するＹ軸方向に燃料ガスＦＧが流れる空間である燃料ガス流路ＦＰの一部を画定している。なお、燃料極発電部ＦＰＧは、特許請求の範囲における燃料極反応部の一例である。Ｙ軸方向は、特許請求の範囲における第２の方向の一例である。燃料ガスＦＧは、特許請求の範囲における反応ガスの一例である。燃料ガス流路ＦＰは、特許請求の範囲における反応ガス流路の一例である。

【0051】

燃料極１１６はＰ（リン）を含有している。燃料極発電部ＦＰＧもＰを含有している。

【0052】

燃料極発電部ＦＰＧを、Ｙ軸方向のガス流れ上流側（Ｙ軸正方向側）に位置する第１の部分ＦＰＧ１と、Ｙ軸方向のガス流れ下流側（Ｙ軸負方向側）に位置する第２の部分ＦＰＧ２と、に２分したときに、第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量は、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い。第１の部分ＦＰＧ１は、燃料極発電部ＦＰＧを、ガス流れ方向（Ｙ軸方向）に直交する仮想平面Ｂ１であって、燃料極発電部ＦＰＧの中央を通る仮想平面Ｂ１を境界として２つの部分（ＦＰＧ１，ＦＰＧ２）に分けたときのガス流れ上流側（Ｙ軸正方向側）の部分である。第２の部分ＦＰＧ２は、当該２つの部分（ＦＰＧ１，ＦＰＧ２）のうちのガス流れ下流側（Ｙ軸負方向側）の部分である。以下、上記の「第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量は、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い」という条件を第１特定条件という。

【0053】

各部位（第１の部分ＦＰＧ１、第２の部分ＦＰＧ２）のＰの含有量を特定する方法は、次の通りである。まず、燃料極１１６のＺ軸方向に沿った断面における評価対象箇所（第１の部分ＦＰＧ１に含まれる５箇所、第２の部分ＦＰＧ２に含まれる５箇所）について、二次イオン質量分析法（以下、「ＳＩＭＳ」という。）を用いた分析を行い、Ｐの含有量（単位はｐｐｍ）を特定した。以上のように、比較対象である各部位（第１の部分ＦＰＧ１、第２の部分ＦＰＧ２）の５箇所のＰの含有量の平均値を算出し、各部位の当該平均値を比較したときに第１の部分ＦＰＧ１における当該平均値の方が大きければ、第１特定条件（第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量は、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い）を満たす、とすることができる。また、この定義において、上述したＰの含有量を特定する際の測定箇所の数を、比較対象である各部位（第１の部分ＦＰＧ１、第２の部分ＦＰＧ２）のいずれかの１箇所としてもよい。また、これらの定義において、比較する値（Ｐの含有量）の差が１０ｐｐｍ以上であることを条件として第１特定条件を満たすとしてもよい。

【0054】

燃料極発電部ＦＰＧを、Ｚ軸方向の電解質層１１２側（Ｚ軸正方向側）に位置する第３の部分ＦＰＧ３と、第３の部分ＦＰＧ３に対してＺ軸方向の電解質層１１２とは反対側（Ｚ軸負方向側）に位置する第４の部分ＦＰＧ４と、に２分したときに、第３の部分ＦＰＧ３におけるＰの含有量は、第４の部分ＦＰＧ４におけるＰの含有量よりも多い。第３の部分ＦＰＧ３は、燃料極発電部ＦＰＧを、Ｚ軸方向に直交する仮想平面Ｂ２であって、燃料極発電部ＦＰＧの中央を通る仮想平面Ｂ２を境界として２つの部分（ＦＰＧ３，ＦＰＧ４）に分けたときの電解質層１１２側（Ｚ軸正方向側）の部分である。第２の部分ＦＰＧ２は、当該２つの部分（ＦＰＧ３，ＦＰＧ４）のうちの電解質層１１２とは反対側（Ｚ軸負方向側）の部分である。以下、上記の「第３の部分ＦＰＧ３におけるＰの含有量は、第４の部分ＦＰＧ４におけるＰの含有量よりも多い」という条件を第２特定条件という。

【0055】

各部位（第３の部分ＦＰＧ３、第４の部分ＦＰＧ４）のＰの含有量を特定する方法は、上述した方法（第１の部分ＦＰＧ１、第２の部分ＦＰＧ２についての方法）と同様である。第２特定条件を満たすか否かに関する定義（測定箇所の数、比較する値の差）についても、上述した定義（第１の部分ＦＰＧ１、第２の部分ＦＰＧ２についての定義）と同様である。

【0056】

なお、第１の部分ＦＰＧ１や第３の部分ＦＰＧ３におけるＰの含有量は、例えば、５０ｐｐｍ以上であり、かつ、５００ｐｐｍ以下である。第２の部分ＦＰＧ２や第４の部分ＦＰＧ４におけるＰの含有量は、例えば、１ｐｐｍ以上であり、かつ、５０ｐｐｍ以下である。

【0057】

単セル１１０は、燃料極１１６のうち、発電部ＰＧに含まれない燃料極非発電部ＦＮを備える。

【0058】

燃料極非発電部ＦＮは、燃料極発電部ＦＰＧに対してＹ軸方向のガス流れ上流側（Ｙ軸正方向側）に位置する部分（以下、「非発電特定部」という。）ＦＮＳを有する。上述したように燃料極１１６はＰを含有しており、非発電特定部ＦＮＳもＰを含有している。非発電特定部は、特許請求の範囲における非反応特定部の一例である。

【0059】

非発電特定部ＦＮＳにおけるＰの含有量は、燃料極発電部ＦＰＧにおけるＰの含有量よりも少ない。以下、この「非発電特定部ＦＮＳにおけるＰの含有量は、燃料極発電部ＦＰＧにおけるＰの含有量よりも少ない」を第３特定条件という。

【0060】

各部位（燃料極発電部ＦＰＧ、非発電特定部ＦＮＳ）のＰの含有量を特定する方法は、上述した方法（第１の部分ＦＰＧ１、第２の部分ＦＰＧ２についての方法）と同様である。第３特定条件を満たすか否かに関する定義（測定箇所の数、比較する値の差）についても、上述した定義（第１の部分ＦＰＧ１、第２の部分ＦＰＧ２についての定義）と同様である。

【0061】

なお、燃料極非発電部ＦＮ（非発電特定部ＦＮＳを含む）におけるＰの含有量は、例えば、０．１ｐｐｍ以上であり、かつ、５０ｐｐｍ以下であって、燃料極発電部ＦＰＧにおけるＰの含有量より少ない量である。

【0062】

Ａ－４．燃料電池スタック１００の製造方法：
図７は、燃料電池スタック１００の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の燃料電池スタック１００は、例えば以下のように製造することができる。

【0063】

Ａ－４－１．完成前燃料電池スタック２００の準備（準備工程）
まず、電解質層１１２となる部材である電解質層用部材２１２と、空気極１１４となる部材である空気極用部材２１４と、燃料極１１６となる燃料極用部材２１６であって、Ｐを含有する燃料極用部材２１６と、を含む完成前単セル２１０を備える完成前燃料電池スタック２００を準備する（図７のＳＴ１）。以下、この工程を「準備工程ＳＴ１」という。なお、完成前燃料電池スタック２００は、特許請求の範囲における完成前電気化学反応装置の一例である。

【0064】

Ａ－４－１－１．完成前単セル２１０の作製
（電解質層用部材２１２と燃料極用部材２１６との積層体の形成）
ＹＳＺ粉末に対して、ブチラール樹脂と、可塑剤であるジオクチルフタレート（ＤＯＰ）と、分散剤と、トルエンとエタノールとの混合溶剤とを加え、ボールミルにて混合して、スラリーを調製する。得られたスラリーをドクターブレード法により薄膜化して電解質層用グリーンシートを得る。また、ＮｉＯの粉末をＮｉ重量に換算して５５質量部となるように秤量し、ＹＳＺの粉末４５質量部と混合して混合粉末を得る。この混合粉末に対して、ブチラール樹脂と、可塑剤であるＤＯＰと、分散剤と、トルエンとエタノールとの混合溶剤とを加え、ボールミルにて混合して、スラリーを調製する。このとき、Ｐを含有する分散材を使用することにより当該スラリーにＰを含有させる。得られたスラリーをドクターブレード法により薄膜化して、Ｐを含有する燃料極用グリーンシートを得る。次に、電解質層用グリーンシートと燃料極用グリーンシートとを貼り付けて、乾燥させる。その後、例えば１４００℃、１～５時間にて焼成を行う。これにより、電解質層用部材２１２と燃料極用部材２１６との積層体を得る。こうして得られる積層体の燃料極用部材２１６におけるＰの含有量の配分は、基本的には、均一であり、上記第１特定条件（第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量は、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い）や上記第３特定条件（第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量は、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い）を満たしていない。

【0065】

（空気極用部材２１４の形成）
ＬＳＣＦ粉末と、有機バインダとしてのポリビニルアルコールと、有機溶媒としてのブチルカルビトールとを混合し、粘度を調整して、空気極用ペーストを調製する。調整された空気極用ペーストを、上述した電解質層用部材２１２と燃料極用部材２１６との積層体における電解質層用部材２１２の表面に、例えばスクリーン印刷によって塗布して乾燥させ、空気極用ペーストが塗布された積層体を所定の焼成条件（例えば１０００～１２００℃、１～２０時間）で焼成する。これにより空気極用部材２１４が形成され、電解質層用部材２１２と空気極用部材２１４と燃料極用部材２１６とを備える完成前単セル２１０が作製される。なお、完成前単セル２１０の作製方法としては、従来の種々の方法（例えば特開２０２０－１１３５０４号公報に記載の方法）を採用することができる。

【0066】

上述した方法で完成前単セル２１０を複数作製し、これらと複数のセパレータ１２０および空気極側フレーム１３０等を組み合わせた複合体を準備し、この複合体をボルト２２およびナット２４により締結する。更に、当該複合体をＺ軸方向に加圧しつつ接合部１２４を硬化させる工程や、残りの組み立て等の工程を行うことにより、完成前燃料電池スタック２００を準備する。その後、完成前燃料電池スタック２００を発電運転可能な状態とするため、燃料極用部材２１６を還元する（すなわち、燃料極用部材２１６に含まれるＮｉＯをＮｉに還元する）還元工程を行う。還元工程は、例えば、燃料極用部材２１６を、所定の温度の水素雰囲気に所定の時間だけ晒すことにより行う。なお、還元工程に利用される還元ガスは、水素に限定されず、メタンガス等の他のガスでもよい。以上により、発電運転可能な状態の完成前燃料電池スタック２００の準備が完了する。

【0067】

Ａ－４－１－２．特定工程
次に、完成前燃料電池スタック２００を（例えば、７００℃、１５時間の条件で）発電動作（反応動作）させる。これにより、燃料ガス流路ＦＰにおいて、Ｙ軸方向に燃料ガスＦＧを流し、当該燃料ガスＦＧの流れにより、燃料極用部材２１６中のＰをＹ軸方向に移動させる。その結果として、上記第１特定条件（第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量は、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い）を満たす燃料極１１６を形成する（図７のＳＴ２）。なお、本実施形態では、上述したように第２特定条件（第３の部分ＦＰＧ３におけるＰの含有量は、第４の部分ＦＰＧ４におけるＰの含有量よりも多い）および第２特定条件（非発電特定部ＦＮＳにおけるＰの含有量は、燃料極発電部ＦＰＧにおけるＰの含有量よりも少ない）も満たすようにする。以下、この工程を「特定工程ＳＴ２」という。

【0068】

なお、完成前燃料電池スタック２００を発電動作させる際の温度や、燃料ガス流路ＦＰに流す燃料ガスＦＧの流量や流速等を適宜変更することにより、燃料極用部材２１６におけるＰの移動の範囲や程度等を調節することができる。

【0069】

以上により、上記第１特定条件（、上記第２特定条件、および上記第３特定条件）を満たす燃料電池スタック１００の製造が完了する。

【0070】

Ａ－５．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の燃料電池スタック１００が備える発電単位１０２は、単セル１１０を備える。単セル１１０は、電解質層１１２と、電解質層１１２を挟んでＺ軸方向に互いに対向する空気極１１４および燃料極１１６と、を含む。単セル１１０は、Ｚ軸方向視において電解質層１１２と空気極１１４と燃料極１１６とが重なっている発電部ＰＧを有する。燃料電池スタック１００には、燃料極１１６が面する燃料室１７６の一部である燃料ガス流路ＦＰが形成されている。燃料ガス流路ＦＰは、燃料極１１６のうち、発電部ＰＧに含まれる部分である燃料極発電部ＦＰＧにより画定されている。燃料ガス流路ＦＰにおいて、Ｚ軸方向に交差するＹ軸方向に燃料ガスＦＧが流れる。燃料極発電部ＦＰＧは、Ｐを含有する。燃料極発電部ＦＰＧを、Ｙ軸方向のガス流れ上流側（Ｙ軸正方向側）に位置する第１の部分ＦＰＧ１と、Ｙ軸方向のガス流れ下流側（Ｙ軸負方向側）に位置する第２の部分ＦＰＧ２と、に２分したときに、第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量は、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い。

【0071】

燃料ガス流路ＦＰに流れ、ひいては燃料極１１６に供給される燃料ガスＦＧは、燃料ガスＦＧを生成するために用いる水にＣｌ（塩素）が含まれること等に起因してＣｌが含まれていることがある。このＣｌが燃料極１１６に付着することにより、単セル１１０の性能（発電性能、特に耐久特性）が低下する「燃料極１１６の被毒」が生じるおそれがある。これは、Ｃｌが燃料極１１６のＮｉに付着し、当該Ｎｉが燃料ガスＦＧに晒される面積が減少し、これによりＮｉと燃料ガスＦＧとの界面での反応（Ｈ_２⇒２Ｈ+＋２ｅ^－）が阻害されることによるものと推測される。

【0072】

本実施形態の発電単位１０２においては、燃料ガスＦＧに含まれるＣｌが燃料極発電部ＦＰＧに含まれるＰと反応して化合物（例えばＰＯＣｌ_３）となる。これにより、当該燃料ガスＦＧに含まれるＣｌが燃料極１１６に付着することが抑制される。そのため、本実施形態の発電単位１０２によれば、燃料極１１６の被毒を抑制することができ、ひいては単セル１１０の性能（発電性能、特に耐久特性）を向上させることができる。但し、後述するように、この効果が得られる条件として、燃料極発電部ＦＰＧにおけるＰの含有量が適切に配分されることが必要となる。

【0073】

Ｙ軸方向のガス流れ上流側（Ｙ軸正方向側）に位置する第１の部分ＦＰＧ１は、Ｙ軸方向のガス流れ下流側（Ｙ軸負方向側）に位置する第２の部分ＦＰＧ２よりも発電反応に対する寄与が大きいため、上述した燃料極１１６の被毒の影響を比較的受けやすい。そのため、第２の部分ＦＰＧ２に対して第１の部分ＦＰＧ１において、Ｐの含有量が多いとされることにより、上記効果（ＰとＣｌとの反応により燃料極１１６の被毒を抑制する効果）を特に奏することが好ましい。一方で、燃料極１１６の被毒の影響を比較的受けにくい第２の部分ＦＰＧ２においては、当該効果は比較的不要であり、また、燃料極発電部ＦＰＧにおいてＣｌとの反応が生じないＰは、燃料極１１６を劣化させることにより、かえって単セル１１０の性能を低下させるおそれがあることから、Ｐの含有量が比較的少ないとされることが好ましい。これらの点が考慮された本実施形態の発電単位１０２においては、第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量が第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多いことにより、効率的に単セル１１０の性能を向上させることができる。なお、この効果の観点から、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量に対する第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量の割合は、基本的には多いほど好ましく、１０１％以上、更には１１０％以上、更には１５０％以上、更には２００％以上であることが特に好ましい。

【0074】

また、本実施形態の燃料電池スタック１００においては、燃料極発電部ＦＰＧを、電解質層１１２側（Ｚ軸正方向側）に位置する第３の部分ＦＰＧ３と、第３の部分ＦＰＧ３に対してＺ軸方向の電解質層１１２とは反対側（Ｚ軸負方向側）に位置する第４の部分ＦＰＧ４と、に２分したときに、第３の部分ＦＰＧ３におけるＰの含有量は、第４の部分ＦＰＧ４におけるＰの含有量よりも多い。

【0075】

電解質層１１２側（Ｚ軸正方向側）に位置する第３の部分ＦＰＧ３は、第３の部分ＦＰＧ３に対してＺ軸方向の電解質層１１２とは反対側（Ｚ軸負方向側）に位置する第４の部分ＦＰＧ４よりも発電反応に対する寄与が大きいため、上述した燃料極１１６の被毒の影響を比較的受けやすい。そのため、第４の部分ＦＰＧ４に対して第３の部分ＦＰＧ３においては、Ｐの含有量が多いとされることにより、上記効果（ＰとＣｌとの反応により燃料極１１６の被毒を抑制する効果）を特に奏することが好ましい。一方で、燃料極１１６の被毒の影響を比較的受けにくい第４の部分ＦＰＧ４においては、当該効果は比較的不要であり、また、燃料極発電部ＦＰＧにおいてＣｌとの反応が生じないＰは、燃料極１１６を劣化させることにより、かえって単セル１１０の性能を低下させるおそれがあることから、Ｐの含有量が比較的少ないとされることが好ましい。これらの点が考慮された本実施形態の発電単位１０２においては、第３の部分ＦＰＧ３におけるＰの含有量が第４の部分ＦＰＧ４におけるＰの含有量よりも多いことにより、効率的に単セル１１０の性能を向上させることができる。なお、この効果の観点から、第４の部分ＦＰＧ４におけるＰの含有量に対する第３の部分ＦＰＧ３におけるＰの含有量の割合は、基本的には多いほど好ましく、１０１％以上、更には１１０％以上、更には１５０％以上、更には２００％以上であることが特に好ましい。また、第１の部分ＦＰＧ１と第３の部分ＦＰＧ３との重複部分（Ｙ軸方向のガス流れ上流側（Ｙ軸正方向側）であり、かつ電解質層１１２側（Ｚ軸正方向側）に位置する部分）におけるＰの含有量は、燃料極発電部ＦＰＧの残りの部分のＰの含有量よりも多い、としてもよい。

【0076】

また、本実施形態の燃料電池スタック１００においては、単セル１１０は、燃料極１１６のうち、発電部ＰＧに含まれない燃料極非発電部ＦＮを備える。燃料極非発電部ＦＮのうち、燃料極発電部ＦＰＧに対してＹ軸方向のガス流れ上流側（Ｙ軸正方向側）に位置する非発電特定部ＦＮＳは、Ｐを含有する。

【0077】

仮に、燃料極非発電部ＦＮのうち、燃料極発電部ＦＰＧに対してＹ軸方向のガス流れ上流側（Ｙ軸正方向側）に位置する非発電特定部ＦＮＳがＰを含有していない構成では、非発電特定部ＦＮＳ内を通り、非発電特定部ＦＮＳと燃料極発電部ＦＰＧとの境界ＢＤ付近にまで流れる燃料ガスＦＧに含まれるＣｌにより、当該境界ＢＤ付近で、燃料極１１６の被毒が生じることがある。

【0078】

これに対し、本実施形態の発電単位１０２においては、当該境界ＢＤ付近に流れる燃料ガスＦＧに含まれるＣｌが、非発電特定部ＦＮＳが含有するＰと反応して化合物となる。そのため、本実施形態の発電単位１０２によれば、当該境界ＢＤ付近で燃料極１１６の被毒が生じることを抑制することができる。

【0079】

また、本実施形態の燃料電池スタック１００においては、非発電特定部ＦＮＳにおけるＰの含有量は、燃料極発電部ＦＰＧにおけるＰの含有量よりも少ない。そのため、本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、単セル１１０のうち発電部ＰＧに含まれない非発電部に、接合部１２４を介して単セル用セパレータ１２０を接合した場合であっても、非発電特定部ＦＮＳの近傍に位置する接合部１２４にＰが飛散することによって生じる悪影響を抑制することができる。

【0080】

本実施形態の燃料電池スタック１００の製造方法は、上述した準備工程ＳＴ１と特定工程ＳＴ２とを備える。準備工程ＳＴ１は、電解質層１１２となる部材である電解質層用部材２１２と、空気極１１４となる部材である空気極用部材２１４と、燃料極１１６となる燃料極用部材２１６であって、Ｐを含有する燃料極用部材２１６と、を含む完成前単セル２１０を備える完成前燃料電池スタック２００を準備する工程である。特定工程ＳＴ２は、完成前燃料電池スタック２００を反応動作（発電動作）させる工程であって、燃料ガス流路ＦＰにおいて、Ｙ軸方向に燃料ガスＦＧを流し、これにより、燃料極用部材２１６中のＰをＹ軸方向に移動させることにより、第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量は、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い、とする工程である。本製造方法によれば、「第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量は、第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い」という条件（第１特定条件）を満たす構成を容易に実現（製造）することができる。

【0081】

Ａ－６．性能評価：
本実施形態の性能評価について説明する。図８は、性能評価結果を示す説明図である。

【0082】

Ｐの含有量が異なる複数の単セル１１０のサンプルを用いて発電劣化率（％ 耐久性能）に関する性能評価を行った。具体的には、各サンプルについて、上述した構成の燃料電池スタック１００を組み立て、１０００時間の定格発電運転を行った後の電圧（試験後電圧）を測定し、初期電圧に対する初期電圧と試験後電圧との差の割合を、発電劣化率として算出した。

【0083】

各サンプルについて、発電劣化率が１％未満であった場合に「特に良い（Ａ）」と評価し、発電劣化率が１％以上であり、かつ、５％未満であった場合に「良い（Ｂ）」と評価し、発電劣化率が５％以上であった場合に「不合格（Ｃ）」と評価した。

【0084】

その結果、図８に示すように、「燃料極発電部ＦＰＧがＰを含有し、かつ、第１の部分ＦＰＧ１におけるＰの含有量が第２の部分ＦＰＧ２におけるＰの含有量よりも多い」という条件（第１特定条件）を満たすサンプルＳＡ１，ＳＡ２は「良い（Ｂ）」以上という評価結果であり、当該条件を満たさないサンプルＳＡ３，ＳＡ４は「不合格（Ｃ）」という評価結果であった。この結果から、第１特定条件を満たす構成においては、単セル１１０の性能（発電性能、特に耐久特性）を向上させることができることが確認された。これは、燃料極１１６の被毒が抑制されたことによると推測される。

【0085】

また、更に「第３の部分ＦＰＧ３におけるＰの含有量が第４の部分ＦＰＧ４におけるＰの含有量よりも多い」という条件（第２特定条件）を満たすサンプルＳＡ１は「特に良い（Ａ）」という評価結果であるに対し、当該条件を満たさないサンプルＳＡ２は「良い（Ｂ）」という評価結果であった。この結果から、第２特定条件を満たす構成においては、単セル１１０の性能（発電性能、特に耐久特性）を特に向上させることができることが確認された。

【0086】

Ｂ．変形例：
本明細書に開示される技術は、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。

【0087】

上記実施形態では、上述した第１特定条件、第２特定条件、および第３特定条件を満たす構成であるが、上述した第１特定条件を満たし、かつ、第２特定条件と第３特定条件との一方または両方を満たさない構成であってもよい。

【0088】

上記実施形態における燃料電池スタック１００や発電単位１０２の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。

【0089】

上記実施形態では、燃料電池スタック１００に含まれるすべての発電単位１０２において、上述した第１特定条件を満たす構成が採用されているが、燃料電池スタック１００に含まれる少なくとも１つの発電単位１０２において該構成が採用されていればよい。第２特定条件や第３特定条件についても同様である。

【0090】

上記実施形態では、単セル１１０は燃料極支持形の単セルであるが、電解質支持型や金属支持型等の他のタイプの単セルであってもよい。

【0091】

上記実施形態において、燃料電池スタック１００に含まれる単セル１１０の個数（発電単位１０２の個数）は、あくまで一例であり、単セル１１０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、上記実施形態における各部材を構成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により構成されていてもよい。

【0092】

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、本明細書に開示される技術は、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電解セル（ＳＯＥＣ）の構成単位である電解セル単位や、電解セル単位を複数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、電解セル単位および電解セルスタックの構成は、例えば特開２０１６－８１８１３号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発電単位１０２および燃料電池スタック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、単セル１１０を電解単セル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、マニホールド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、マニホールド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、上記実施形態と同様の構成を採用すると、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0093】

上記実施形態では、いわゆる平板型の燃料電池スタックおよび発電単位を例に用いて説明したが、本明細書に開示される技術は、平板型に限らず、他のタイプ（いわゆる円筒平板型や円筒型）の燃料電池スタックおよび発電単位にも同様に適用可能である。

【0094】

上記実施形態では、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を例に説明したが、本明細書に開示される技術は、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）といった他のタイプの燃料電池（または電解セル）にも適用可能である。

【符号の説明】

【0095】

２２（２２Ａ、…、２２Ｅ）：ボルト ２４：ナット ２６：絶縁シート ２７：ガス通路部材 ２８：（ガス通路部材の）本体部 ２９：（ガス通路部材の）分岐部 ３２，３４：孔 ４１：フェルト部材 ４４：導電性部 ４５：（導電性部の）カバー部材対向部 ４６：（導電性部の）インターコネクタ対向部 ４７：（導電性部の）連接部 ４８：（導電性部の）接続部材 ４９：（導電性部の）弾性部 ５０：カバー部材 ５８：特定空間 ６０：カバー用セパレータ ６１：孔 ６６：（カバー用セパレータの）内側部 ６７：（カバー用セパレータの）外側部 ６８：（カバー用セパレータの）連結部 ７０：上側ターミナルプレート ７１：孔 ７８：（上側ターミナルプレートの）突出部 ８０：下側ターミナルプレート ８８：（下側ターミナルプレートの）突出部 ９２：絶縁シート １００：燃料電池スタック １０２：発電単位 １０２Ｘ：特定発電単位 １０３：発電ブロック １０４：上側エンドプレート １０６：下側エンドプレート １０８：連通孔 １１０：単セル １１２：電解質層 １１４：空気極 １１６：燃料極 １１８：中間層 １２０：単セル用セパレータ １２１：孔 １２４：接合部 １２５：ガラスシール部 １２６：（単セル用セパレータの）内側部 １２７：（単セル用セパレータの）外側部 １２８：（単セル用セパレータの）連結部 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：空気極側集電部 １４０：燃料極側フレーム １４１：孔 １４２：燃料ガス供給連通孔 １４３：燃料ガス排出連通孔 １４４：導電性部 １４５：（導電性部の）電極対向部 １４６：（導電性部の）インターコネクタ対向部 １４７：（導電性部の）連接部 １４８：燃料極側集電部材 １４９：（燃料極側集電部材の）弾性部 １５０：（燃料極側集電部材の）平板部 １６１：酸化剤ガス供給マニホールド １６２：酸化剤ガス排出マニホールド １６６：空気室 １７１：燃料ガス供給マニホールド １７２：燃料ガス排出マニホールド １７６：燃料室 １８０：ＩＣ用セパレータ １８１：孔 １８６：（ＩＣ用セパレータの）内側部 １８７：（ＩＣ用セパレータの）外側部 １８８：（ＩＣ用セパレータの）連結部 １９０：インターコネクタ １９４：被覆層 １９６：導電性接合材 ２００：完成前燃料電池スタック ２１０：完成前単セル ２１２：電解質層用部材 ２１４：空気極用部材 ２１６：燃料極用部材 Ｂ１：仮想平面 Ｂ２：仮想平面 ＢＤ：境界 ＦＧ：燃料ガス ＦＮ：燃料極非発電部 ＦＮＳ：非発電特定部 ＦＯＧ：燃料オフガス ＦＰ：燃料ガス流路 ＦＰＧ：燃料極発電部 ＦＰＧ１：（燃料極発電部の）第１の部分 ＦＰＧ２：（燃料極発電部の）第２の部分 ＦＰＧ３：（燃料極発電部の）第３の部分 ＦＰＧ４：（燃料極発電部の）第４の部分 ＯＧ：酸化剤ガス ＯＯＧ：酸化剤オフガス ＰＧ：発電部 ＳＴ１：準備工程 ＳＴ２：特定工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】