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特開2024-157036導電部材、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置
(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】P2024157036
(43)【公開日】2024-11-06
(54)【発明の名称】導電部材、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置
(51)【国際特許分類】
H01M 8/0245 20160101AFI20241029BHJP
H01M 8/12 20160101ALI20241029BHJP
H01M 8/04 20160101ALI20241029BHJP
H01B 5/02 20060101ALI20241029BHJP
H01M 8/0206 20160101ALI20241029BHJP
H01M 8/0228 20160101ALI20241029BHJP
【ＦＩ】
H01M8/0245
H01M8/12 101
H01M8/04 Z
H01B5/02 Z
H01M8/0206
H01M8/0228
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024139893
(22)【出願日】2024-08-21
(62)【分割の表示】P 2024520630の分割
【原出願日】2023-09-26
(31)【優先権主張番号】P 2022156869
(32)【優先日】2022-09-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】新地 崇大
(57)【要約】
【課題】耐久性が高い導電部材、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置を提供する。
【解決手段】導電部材は、クロムを含有する基材と、導電性酸化物の第１粒子を含む第１層と、導電性酸化物の第２粒子を含む第２層とを備える。第１層は、基材上に位置する。第２層は、第１層上に位置する。第１層は、第２層との界面に開口する開気孔を有する。第２粒子は、開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む。
【選択図】図３Ｂ
【解決手段】導電部材は、クロムを含有する基材と、導電性酸化物の第１粒子を含む第１層と、導電性酸化物の第２粒子を含む第２層とを備える。第１層は、基材上に位置する。第２層は、第１層上に位置する。第１層は、第２層との界面に開口する開気孔を有する。第２粒子は、開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む。
【選択図】図３Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
クロムを含有する基材と、
前記基材上に位置し、導電性酸化物の第１粒子を含む第１層と、
前記第１層上に位置し、導電性酸化物の第２粒子を含む第２層と
を備え、
前記第１層は、前記第２層との界面に開口する開気孔を有し、
前記第２粒子は、前記開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む
導電部材。
前記基材上に位置し、導電性酸化物の第１粒子を含む第１層と、
前記第１層上に位置し、導電性酸化物の第２粒子を含む第２層と
を備え、
前記第１層は、前記第２層との界面に開口する開気孔を有し、
前記第２粒子は、前記開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む
導電部材。
【請求項2】
前記第２粒子の平均粒径は、前記第１層に含まれる第１気孔の平均気孔径より小さい
請求項１に記載の導電部材。
請求項１に記載の導電部材。
【請求項3】
前記第２層に含まれる第２気孔の平均気孔径は、前記第１層に含まれる第１気孔の平均気孔径より小さい
請求項１に記載の導電部材。
請求項１に記載の導電部材。
【請求項4】
前記第１層は、前記基材と向かい合う第１領域と、前記第２層と向かい合い、前記第１領域よりも気孔率が大きい第２領域とを有する
請求項１に記載の導電部材。
請求項１に記載の導電部材。
【請求項5】
前記第２層上に位置し、前記第２粒子よりも平均粒径の大きい第３粒子を含む第３層を備える
請求項１に記載の導電部材。
請求項１に記載の導電部材。
【請求項6】
前記第３層に含まれる第３気孔の平均気孔径は、前記第２粒子の平均粒径より大きい
請求項５に記載の導電部材。
請求項５に記載の導電部材。
【請求項7】
前記第３層は、前記第２層に含まれる金属元素のうち少なくとも１種の元素を含む
請求項５に記載の導電部材。
請求項５に記載の導電部材。
【請求項8】
請求項５～７のいずれか１つに記載の導電部材と、
第１電極を有する電気化学セルと
を備え、
前記第１電極は、前記第３層と接合されている
電気化学セル装置。
第１電極を有する電気化学セルと
を備え、
前記第１電極は、前記第３層と接合されている
電気化学セル装置。
【請求項9】
請求項８に記載の電気化学セル装置と、
前記電気化学セル装置を収納する収納容器と
を備えるモジュール。
前記電気化学セル装置を収納する収納容器と
を備えるモジュール。
【請求項10】
請求項９に記載のモジュールと、
前記モジュールの運転を行うための補機と、
前記モジュールおよび前記補機を収容する外装ケースと
を備えるモジュール収容装置。
前記モジュールの運転を行うための補機と、
前記モジュールおよび前記補機を収容する外装ケースと
を備えるモジュール収容装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、導電部材、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、次世代エネルギーとして、燃料電池セルを複数有する燃料電池セルスタック装置が種々提案されている。燃料電池セルは、水素含有ガス等の燃料ガスと空気等の酸素含有ガスとを用いて電力を得ることができる電気化学セルの一種である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２００９／１３１１８０号
【発明の概要】
【0004】
実施形態の一態様に係る導電部材は、クロムを含有する基材と、導電性酸化物の第１粒子を含む第１層と、導電性酸化物の第２粒子を含む第２層とを備える。第１層は、前記基材上に位置する。第２層は、前記第１層上に位置する。前記第１層は、前記第２層との界面に開口する開気孔を有する。前記第２粒子は、前記開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む。
【0005】
また、本開示の電気化学セル装置は、上記に記載の導電部材と、第１電極を有する電気化学セルとを備える。前記第１電極は、前記第２層上に位置する第３層と接合されている。第３層は、前記第２粒子よりも平均粒径の大きい第３粒子を含む。
【0006】
また、本開示のモジュールは、上記に記載の電気化学セル装置と、電気化学セル装置を収納する収納容器とを備える。
【0007】
また、本開示のモジュール収容装置は、上記に記載のモジュールと、モジュールの運転を行うための補機と、モジュールおよび補機を収容する外装ケースとを備える。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
上述の燃料電池セルスタック装置では、燃料電池セルと接合される導電部材の耐久性に改善の余地があった。
【0010】
そこで、耐久性が高い導電部材、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置の提供が期待されている。
【0011】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する導電部材、電気化学セル装置、モジュールおよびモジュール収容装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの開示が限定されるものではない。
【0012】
また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係、比率などが異なる部分が含まれている場合がある。
【0013】
［第１の実施形態］
＜電気化学セルの構成＞
まず、図１Ａ～図１Ｃを参照しながら、第１の実施形態に係る電気化学セルとして、固体酸化物形の燃料電池セルの例を用いて説明する。電気化学セル装置は、複数の電気化学セルを有するセルスタックを備えていてもよい。複数の電気化学セルを有する電気化学セル装置を、単にセルスタック装置と称する。
＜電気化学セルの構成＞
まず、図１Ａ～図１Ｃを参照しながら、第１の実施形態に係る電気化学セルとして、固体酸化物形の燃料電池セルの例を用いて説明する。電気化学セル装置は、複数の電気化学セルを有するセルスタックを備えていてもよい。複数の電気化学セルを有する電気化学セル装置を、単にセルスタック装置と称する。
【0014】
図１Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セルの一例を示す横断面図である。図１Ｂは、第１の実施形態に係る電気化学セルの一例を空気極側からみた側面図である。図１Ｃは、第１の実施形態に係る電気化学セルの一例をインターコネクタ側からみた側面図である。なお、図１Ａ～図１Ｃは、電気化学セルの各構成の一部を拡大して示している。以下、電気化学セルを単にセルという場合もある。
【0015】
図１Ａ～図１Ｃに示す例において、セル１は中空平板型で、細長い板状である。図１Ｂに示すように、セル１の全体を側面から見た形状は、たとえば、長さ方向Ｌの辺の長さが５ｃｍ～５０ｃｍで、この長さ方向Ｌに直交する幅方向Ｗの長さが、たとえば、１ｃｍ～１０ｃｍの長方形である。このセル１の全体の厚み方向Ｔの厚さは、たとえば、１ｍｍ～５ｍｍである。
【0016】
図１Ａに示すように、セル１は、導電性の支持基板２と、素子部３と、インターコネクタ４とを備えている。支持基板２は、一対の対向する第１面ｎ１、第２面ｎ２、かかる第１面ｎ１および第２面ｎ２を接続する一対の円弧状の側面ｍを有する柱状である。
【0017】
素子部３は、支持基板２の第１面ｎ１上に位置している。素子部３は、燃料極５と、固体電解質層６と、空気極８とを有している。また、図１Ａに示す例では、セル１の第２面ｎ２上にインターコネクタ４が位置している。なお、セル１は、固体電解質層６と空気極８との間に中間層７を備えていてもよい。
【0018】
また、図１Ｂに示すように、空気極８はセル１の下端まで延びていない。セル１の下端部では、固体電解質層６のみが第１面ｎ１の表面に露出している。また、図１Ｃに示すように、インターコネクタ４がセル１の下端まで延びていてもよい。セル１の下端部では、インターコネクタ４および固体電解質層６が表面に露出している。なお、図１Ａに示すように、セル１の一対の円弧状の側面ｍにおける表面では、固体電解質層６が露出している。インターコネクタ４は、セル１の下端まで延びていなくてもよい。
【0019】
以下、セル１を構成する各構成部材について説明する。
【0020】
支持基板２は、ガスが流れるガス流路２ａを内部に有している。図１Ａに示す支持基板２の例は、６つのガス流路２ａを有している。支持基板２は、ガス透過性を有し、ガス流路２ａに流れるガスを燃料極５まで透過させる。支持基板２は導電性を有していてもよい。導電性を有する支持基板２は、素子部３で生じた電気をインターコネクタ４に集電する。
【0021】
支持基板２の材料は、たとえば、鉄族金属成分および無機酸化物を含む。鉄族金属成分は、たとえば、Ｎｉ（ニッケル）および／またはＮｉＯであってもよい。無機酸化物は、たとえば、特定の希土類元素酸化物であってもよい。希土類元素酸化物は、たとえば、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、ＤｙおよびＹｂから選択される１以上の希土類元素を含んでよい。
【0022】
燃料極５の材料には、一般的に公知のものを使用することができる。燃料極５は、電子伝導性を有する材料とイオン伝導性を有する材料とを含む多孔質の導電性セラミックスであってもよい。導電性セラミックスとしては、たとえば酸化カルシウム、酸化マグネシウム、または希土類元素酸化物が固溶しているＺｒＯ２と、Ｎｉおよび／またはＮｉＯとを含むセラミックスなどを用いてもよい。この希土類元素酸化物は、たとえば、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、ＤｙおよびＹｂから選択される複数の希土類元素を含んでもよい。酸化カルシウム、酸化マグネシウム、または希土類元素酸化物が固溶しているＺｒＯ２を安定化ジルコニアと称する場合もある。安定化ジルコニアは、部分安定化ジルコニアも含んでもよい。
【0023】
固体電解質層６は、電解質であり、燃料極５と空気極８との間でイオンの受け渡しをする。同時に、固体電解質層６は、ガス遮断性を有し、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを生じにくくする。
【0024】
固体電解質層６の材料は、たとえば、３モル％～１５モル％の希土類元素酸化物が固溶したＺｒＯ２であってもよい。希土類元素酸化物は、たとえば、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、ＤｙおよびＹｂから選択される１以上の希土類元素を含んでよい。固体電解質層６は、たとえば、Ｙｂ、ＳｃまたはＧｄが固溶したＺｒＯ２を含んでもよく、Ｌａ、ＮｄまたはＹｂが固溶したＣｅＯ２を含んでもよく、ＳｃまたはＹｂが固溶したＢａＺｒＯ３を含んでもよく、ＳｃまたはＹｂが固溶したＢａＣｅＯ３を含んでもよい。
【0025】
空気極８は、ガス透過性を有している。空気極８の開気孔率は、たとえば２０％～５０％、特に３０％～５０％の範囲であってもよい。空気極８の開気孔率を空気極８の空隙率と称する場合もある。
【0026】
空気極８の材料は、一般的に空気極に用いられるものであれば特に制限はない。空気極８の材料は、たとえば、いわゆるＡＢＯ３型のペロブスカイト型酸化物など導電性セラミックスでもよい。
【0027】
空気極８の材料は、たとえば、ＡサイトにＳｒ（ストロンチウム）とＬａ（ランタン）が共存する複合酸化物であってもよい。このような複合酸化物の例としては、ＬａｘＳｒ１－ｘＣｏｙＦｅ１－ｙＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＭｎＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＦｅＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＣｏＯ３などが挙げられる。なお、ｘは０＜ｘ＜１、ｙは０＜ｙ＜１である。
【0028】
また、素子部３が中間層７を有する場合、中間層７は、拡散抑制層としての機能を有する。空気極８に含まれるＳｒ（ストロンチウム）が固体電解質層６に拡散すると、かかる固体電解質層６にＳｒＺｒＯ３の抵抗層が形成される。中間層７は、Ｓｒを拡散させにくくすることで、ＳｒＺｒＯ３が形成されにくくする。
【0029】
中間層７の材料は、一般的に空気極８と固体電解質層６との間の元素の拡散を生じにくくするものであれば特に制限はない。中間層７の材料は、たとえば、Ｃｅ（セリウム）を除く希土類元素が固溶した酸化セリウム（ＣｅＯ２）を含んでもよい。かかる希土類元素としては、たとえば、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｓｍ（サマリウム）などを用いてもよい。
【0030】
また、インターコネクタ４は、緻密質であり、支持基板２の内部に位置するガス流路２ａを流通する燃料ガス、および支持基板２の外側を流通する酸素含有ガスのリークを生じにくくする。インターコネクタ４は、９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していてもよい。
【0031】
インターコネクタ４の材料には、ランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＣｒＯ３系酸化物）、ランタンストロンチウムチタン系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＳｒＴｉＯ３系酸化物）などを用いてもよい。これらの材料は、導電性を有し、かつ水素含有ガスなどの燃料ガスおよび空気などの酸素含有ガスと接触しても還元も酸化もされにくい。
【0032】
＜電気化学セル装置の構成＞
次に、上述したセル１を用いた本実施形態に係る電気化学セル装置について、図２Ａ～図２Ｃを参照しながら説明する。図２Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示すＸ－Ｘ線の断面図である。図２Ｃは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す上面図である。
次に、上述したセル１を用いた本実施形態に係る電気化学セル装置について、図２Ａ～図２Ｃを参照しながら説明する。図２Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示すＸ－Ｘ線の断面図である。図２Ｃは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す上面図である。
【0033】
【0034】
固定部材１２は、固定材１３と、支持部材１４とを有する。支持部材１４は、セル１を支持する。固定材１３は、セル１を支持部材１４に固定する。また、支持部材１４は、支持体１５と、ガスタンク１６とを有する。支持部材１４である支持体１５およびガスタンク１６は、金属製であり導電性を有している。
【0035】
図２Ｂに示すように、支持体１５は、複数のセル１の下端部が挿入される挿入孔１５ａを有している。複数のセル１の下端部と挿入孔１５ａの内壁とは、固定材１３で接合されている。
【0036】
ガスタンク１６は、挿入孔１５ａを通じて複数のセル１に反応ガスを供給する開口部と、かかる開口部の周囲に位置する凹溝１６ａとを有する。支持体１５の外周の端部は、ガスタンク１６の凹溝１６ａに充填された接合材２１によって、ガスタンク１６と接合されている。
【0037】
図２Ａに示す例では、支持部材１４である支持体１５とガスタンク１６とで形成される内部空間２２に燃料ガスが貯留される。ガスタンク１６にはガス流通管２０が接続されている。燃料ガスは、このガス流通管２０を通してガスタンク１６に供給され、ガスタンク１６からセル１の内部のガス流路２ａ（図１Ａ参照）に供給される。ガスタンク１６に供給される燃料ガスは、後述する改質器１０２（図５参照）で生成される。
【0038】
水素リッチな燃料ガスは、原燃料を水蒸気改質などすることによって生成することができる。水蒸気改質により燃料ガスを生成する場合には、燃料ガスは水蒸気を含む。
【0039】
図２Ａに示す例は、２列のセルスタック１１、２つの支持体１５、およびガスタンク１６を備えている。２列のセルスタック１１は、複数のセル１をそれぞれ有する。各セルスタック１１は、各支持体１５に固定されている。ガスタンク１６は上面に２つの貫通孔を有している。各貫通孔には、各支持体１５が配置されている。内部空間２２は、１つのガスタンク１６と、２つの支持体１５とで形成される。
【0040】
挿入孔１５ａの形状は、たとえば、上面視で長円形状である。挿入孔１５ａは、たとえば、セル１の配列方向すなわち厚み方向Ｔの長さが、セルスタック１１の両端に位置する２つの端部集電部材１７の間の距離よりも大きい。挿入孔１５ａの幅は、たとえば、セル１の幅方向Ｗ（図１Ａ参照）の長さよりも大きい。
【0041】
図２Ｂに示すように、挿入孔１５ａの内壁とセル１の下端部との接合部には、固定材１３が充填され、固化されている。これにより、挿入孔１５ａの内壁と複数個のセル１の下端部とがそれぞれ接合・固定され、また、セル１の下端部同士が接合・固定されている。各セル１のガス流路２ａは、下端部で支持部材１４の内部空間２２と連通している。
【0042】
固定材１３および接合材２１は、ガラスなどの導電性が低いものを用いることができる。固定材１３および接合材２１の具体的な材料としては、非晶質ガラスなどを用いてもよく、特に結晶化ガラスなどを用いてもよい。
【0043】
結晶化ガラスとしては、たとえば、ＳｉＯ２－ＣａＯ系、ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３系、Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＭｇＯ系、Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＺｎＯ系、ＳｉＯ２－ＣａＯ－ＺｎＯ系などの材料のいずれかを用いてもよく、特にＳｉＯ２－ＭｇＯ系の材料を用いてもよい。
【0044】
また、図２Ｂに示すように、複数のセル１のうち隣接するセル１の間には、導電部材１８が介在している。導電部材１８は、隣接する一方のセル１の燃料極５と他方のセル１の空気極８とを電気的に直列に接続する。より具体的には、隣接する一方のセル１の燃料極５と電気的に接続されたインターコネクタ４と、他方のセル１の空気極８とを接続している。なお、隣接するセル１と導電部材１８との接続の詳細については、後述する。
【0045】
また、図２Ｂに示すように、複数のセル１の配列方向における最も外側に位置するセル１に、端部集電部材１７が電気的に接続されている。端部集電部材１７は、セルスタック１１の外側に突出する導電部１９に接続されている。導電部１９は、セル１の発電により生じた電気を集電して外部に引き出す。なお、図２Ａでは、端部集電部材１７の図示を省略している。
【0046】
また、図２Ｃに示すように、セルスタック装置１０は、２つのセルスタック１１Ａ、１１Ｂが直列に接続され、一つの電池として機能する。そのため、セルスタック装置１０の導電部１９は、正極端子１９Ａと、負極端子１９Ｂと、接続端子１９Ｃとに区別される。
【0047】
正極端子１９Ａは、セルスタック１１が発電した電力を外部に出力する場合の正極であり、セルスタック１１Ａにおける正極側の端部集電部材１７に電気的に接続される。負極端子１９Ｂは、セルスタック１１が発電した電力を外部に出力する場合の負極であり、セルスタック１１Ｂにおける負極側の端部集電部材１７に電気的に接続される。
【0048】
接続端子１９Ｃは、セルスタック１１Ａにおける負極側の端部集電部材１７と、セルスタック１１Ｂにおける正極側の端部集電部材１７とを電気的に接続する。
【0049】
＜電気化学セル装置の詳細＞
つづいて、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の詳細について、図３Ａ～図４Ｂを参照しながら説明する。図３Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す横断面図である。
つづいて、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の詳細について、図３Ａ～図４Ｂを参照しながら説明する。図３Ａは、第１の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す横断面図である。
【0050】
図３Ａに示すように、セルスタック装置１０は、厚み方向Ｔに隣り合うセル１ａ、１ｂと、セル１ａとセル１ｂとの間に位置する導電部材１８とを有する。
【0051】
導電部材１８は、隣接する一方のセル１であるセル１ａに接続される接続部１８ａと、他方のセル１であるセル１ｂに接続される接続部１８ｂとを有する。また、導電部材１８は、幅方向Ｗの両端に連結部１８ｃを有しており、接続部１８ａ，１８ｂを接続する。これにより、導電部材１８は、厚み方向Ｔに隣り合うセル１同士を電気的に接続することができる。なお、図３Ａでは、セル１の形状を単純化して図示している。
【0052】
図３Ｂは、図３Ａに示すＡ－Ａ線に沿った断面図である。導電部材１８は、セル１の長さ方向Ｌに延在している。図３Ｂに示すように、導電部材１８の接続部１８ａ，１８ｂは、セル１の長さ方向Ｌに沿って互い違いに複数位置している。導電部材１８は、接続部１８ａ，１８ｂでセル１ａ，１ｂのそれぞれと接触している。
【0053】
【0054】
基材４０は、導電性および耐熱性を有する。基材４０は、クロムを含有する。基材４０は、たとえば、ステンレス鋼である。基材４０は、たとえば、金属酸化物を含有してもよい。
【0055】
また、基材４０は、積層構造を有してもよい。図４Ａに示す例では、基材４０は、第１基材部４０ａと、第２基材部４０ｂとを有する。第２基材部４０ｂは、たとえば、クロムの含有率が第１基材部４０ａより大きくてもよい。第２基材部４０ｂは、たとえば、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を含有する。このように基材４０が第２基材部４０ｂを有することにより、導電部材１８の耐久性が高まる。なお、基材４０は、第１基材部４０ａの全体を覆うように第２基材部４０ｂを有してもよく、部分的に第２基材部４０ｂを有してもよい。また、基材４０は、第２基材部４０ｂを有さなくてもよい。基材４０は、さらなる積層構造を有してもよい。
【0056】
第１層４１は、基材４０上に位置する。第１層４１は、基材４０と第２層４２との間に位置している。第１層４１は、導電性の酸化物を有する。かかる酸化物は、たとえば、Ｍｎ（マンガン）およびＣｏ（コバルト）を含んでもよい。また、酸化物はＭｎおよびＣｏ以外の元素、たとえばＺｎ（亜鉛）、Ａｌ（アルミニウム）を含有してもよい。かかる酸化物は、スピネル構造を有する複合酸化物であってもよい。かかる構造を有する複合酸化物としては、たとえば、ＺｎＭｎＣｏＯ４などのＺｎ（ＣｏｘＭｎ１－ｘ）２Ｏ４（０＜ｘ＜１）、Ｍｎ１．５Ｃｏ１．５Ｏ４、ＭｎＣｏ２Ｏ４、ＣｏＭｎ２Ｏ４、などを用いてもよい。第１層４１は、たとえば、ＣｅＯ２を含有してもよい。
【0057】
第１層４１は、導電性酸化物を含有する複数の第１粒子を有してもよい。また、第１層４１は、基材４０を被覆する被膜であってもよい。第１層４１は、基材４０全体を覆う１つの被膜であってもよい。また、第１層４１は、導電性酸化物以外の成分を含んでいてもよい。
【0058】
第１層４１は、焼結体であってもよいし、圧粉体であってもよい。また、第１層４１は、結晶質でもよいし、非晶質でもよい。また、第１層４１中に、結晶質相と非晶質相とが混在してもよい。
【0059】
第２層４２は、第１層４１上に位置する。第２層４２は、基材４０を挟んで向かい合う第１面１８１および第２面１８２を有する。また、導電部材１８は、第１面１８１および第２面１８２をつなぐ第３面１８３，１８４を有する。
【0060】
第２層４２は、導電性酸化物を含有する複数の第２粒子を含んでいる。第２層４２の材料は、たとえば、いわゆるＡＢＯ３型のペロブスカイト型酸化物など導電性セラミックスでもよい。
【0061】
第２層４２の材料は、たとえば、ＡサイトにＳｒ（ストロンチウム）とＬａ（ランタン）が共存する複合酸化物であってもよい。このような複合酸化物の例としては、ＬａｘＳｒ１－ｘＣｏｙＦｅ１－ｙＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＭｎＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＦｅＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＣｏＯ３などが挙げられる。なお、ｘは０＜ｘ＜１、ｙは０＜ｙ＜１である。
【0062】
第２層４２は、たとえばＤＩＰ法等の成膜法により、第１層４１の表面に位置させることができる。
【0063】
導電部材１８（接続部１８ａ）は、第３層４３をさらに有してもよい。第３層４３は、第２層４２上に位置する。図４Ａに示す例では、第３層４３は、第２層４２の第１面１８１の上にのみ位置しているが、たとえば、第３面１８３，１８４の上に第３層４３が位置してもよい。第３層４３は、セル１ａの空気極８と第２層４２との間に位置し、セル１ａの空気極８と導電部材１８とを接合する。空気極８は、導電部材１８と接合される第１電極である。
【0064】
第３層４３の材料は、たとえば、いわゆるＡＢＯ３型のペロブスカイト型酸化物など導電性セラミックスでもよい。
【0065】
第３層４３の材料は、たとえば、ＡサイトにＳｒ（ストロンチウム）とＬａ（ランタン）が共存する複合酸化物であってもよい。このような複合酸化物の例としては、ＬａｘＳｒ１－ｘＣｏｙＦｅ１－ｙＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＭｎＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＦｅＯ３、ＬａｘＳｒ１－ｘＣｏＯ３などが挙げられる。なお、ｘは０＜ｘ＜１、ｙは０＜ｙ＜１である。
【0066】
第３層４３は、ガス透過性を有していてもよい。第３層４３の気孔率は、たとえば５０％以下とすることができる。第３層４３の気孔率は、たとえば、第２層４２の気孔率より大きくてもよい。
【0067】
図４Ｂは、図４Ａに示す領域Ｃの拡大図である。図４Ｂに示すように、導電部材１８の第１層４１は、複数の第１粒子４１１と、複数の第１粒子４１１の間に位置する第１気孔４１２とを有してもよい。第１気孔４１２は、第２層４２との界面４１０に開口する開気孔を含む。第１層４１は、複数の第１粒子４１１の内部、または複数の第１粒子４１１の間に位置する閉気孔を含んでもよい。
【0068】
複数の第１粒子４１１は、たとえば、平均粒径が０．３μｍ以上０．６μｍ以下であってもよい。また、第１気孔４１２の平均気孔径は、たとえば、０．３μｍ以上１．０μｍ以下であってもよい。
【0069】
また、第２層４２は、複数の第２粒子４２１を有してもよい。第２粒子４２１は、界面４１０に開口する第１気孔４１２の径より小さい粒径の第２粒子４２１を含んでもよい。これにより、第２粒子４２１の一部が界面４１０に開口する第１気孔４１２内に入り込みやすくなり、第１層４１と第２層４２との接合強度が大きくなる。このため、第１層４１と第２層４２とが剥離しにくくなることから、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が向上する。
【0070】
また、第２粒子４２１の平均粒径は、第１層４１に含まれる第１気孔４１２の平均気孔径より小さくてもよい。これにより、第２粒子４２１の一部が界面４１０に開口する第１気孔４１２内に入り込みやすくなり、第１層４１と第２層４２との接合強度が大きくなる。このため、第１層４１と第２層４２とが剥離しにくくなることから、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が向上する。
【0071】
また、第２層４２に含まれる第２気孔の平均気孔径は、第１層４１に含まれる第１気孔４１２の平均気孔径より小さくてもよい。これにより、第２層４２の強度が大きくなり、第２層４２の内部にクラックが発生しにくくなることから、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が向上する。
【0072】
第２粒子４２１の平均粒径は、たとえば、０．２μｍ以上０．６μｍ以下であってもよい。また、第２層４２に含まれる第２気孔の平均気孔径は、たとえば、０．０６μｍ以上０．３μｍ以下であってもよい。第２層４２は、たとえば、１０％以上１６％以下の気孔率を有していてもよい。
【0073】
また、第１層４１は、基材４０と向かい合う第１領域４１ａと、第２層４２と向かい合い、第１領域４１ａよりも気孔率が大きい第２領域４１ｂとを有してもよい。これにより、第１領域４１ａは基材４０との密着性が高まることで接合強度が大きくなり、第２領域４１ｂは第２層４２との接合強度が大きくなる。したがって、第１領域４１ａと基材４０、第２領域４１ｂと第２層４２とがそれぞれ剥離しにくくなることから、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が向上する。
【0074】
第１領域４１ａの気孔率は、たとえば、５％以下であってもよい。また、第２領域４１ｂの気孔率は、たとえば、１０％以上３０％以下であってもよい。かかる第１層４１は、たとえば、平均粒径が互いに異なる複数の第１粒子４１１を順次積層させることにより形成してもよく、熱処理に要する時間を異ならせること等により形成してもよい。ただし、第１領域４１ａおよび第２領域４１ｂの作製方法に制限はなく、いかなる方法で作製されたものであってもよい。
【0075】
また、第３層４３は、第２粒子４２１よりも平均粒径の大きい第３粒子４３１を含んでもよい。これにより、第２粒子４２１の一部が第３粒子４３１の隙間に入り込み、第２層４２と第３層４３との接合強度が大きくなる。このため、第２層４２と第３層４３とが剥離しにくくなることから、耐久性が向上する。第３粒子４３１は、さらに第２粒子４２１の平均粒径と同程度の粒径を有する粒子を含んでいてもよいし、第２粒子４２１の平均粒径より小さい粒径を有する粒子を含んでいてもよい。
【0076】
また、第３層４３に含まれる第３気孔の平均気孔径は、第２粒子４２１の平均粒径より大きくてもよい。これにより、第２粒子４２１が第３粒子４３１の隙間に入り込みやすくなり、第２層４２と第３層４３との接合強度が大きくなる。このため、第２層４２と第３層４３とが剥離しにくくなることから、導電部材１８およびセルスタック装置１０の耐久性が向上する。
【0077】
また、第３層４３は、第２層４２に含まれる金属元素のうち少なくとも１種の元素を含んでもよい。これにより、第２層４２と第３層４３との親和性が高くなり、第２層４２と第３層４３との接合強度が大きくなる。このため、第２層４２と第３層４３とが剥離しにくくなることから、耐久性が向上する。第３層４３および第２層４２に含まれる金属元素の特定は、たとえば導電部材１８の断面において、ＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ（高角度環状暗視野走査透過型電子顕微鏡）、ＦＩＢ－ＳＥＭ（収束イオンビーム走査電子顕微鏡）またはＥＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザ）を用いて各元素の点分析、線分析、マッピングなどを行うことで確認できる。
【0078】
第３層４３の材料は、第２層４２の材料と同じ結晶構造を有していてもよい。第３層４３の材料は、第２層４２の材料と同じ組成を有していてもよい。第３層４３の材料が第２層４２の材料と同じ結晶構造または同じ組成を有していると、第２層４２と第３層４３との親和性がさらに高くなり、第２層４２と第３層４３との接合強度がさらに大きくなる。
【0079】
第３層４３に含まれる第３粒子４３１の平均粒径は、たとえば、０．２５μｍ以上６．５μｍ以下であってもよい。また、第３気孔の平均気孔径は、たとえば、０．１μｍ以上０．９μｍ以下であってもよい。なお、第３層４３は、第２粒子４２１の平均粒径より粒径の小さい第３粒子４３１を有してもよい。
【0080】
このように、導電部材１８が第１層４１、第２層４２および第３層４３を有することにより、導電部材１８内での接合強度が大きくなり、耐久性が向上する。また、かかる導電部材１８と空気極８とを、導電部材１８の第３層４３を用いて接合することにより、導電部材１８と空気極８との接合強度が向上する。これにより、セルスタック装置１０の耐久性を向上することができる。
【0081】
なお、第１層４１、第２層４２および第３層４３が有する各粒子の平均粒径、第１層４１、第２層４２および第３層４３の気孔率、ならびに第１層４１、第２層４２および第３層４３が有する各気孔の平均気孔径は、導電部材１８の断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）で観察した結果に基づいて測定することができる。
【0082】
＜モジュール＞
次に、上述したセルスタック装置１０を用いた本開示の実施形態に係るモジュールについて、図５を用いて説明する。図５は、第１の実施形態に係るモジュールを示す外観斜視図である。図５では、収納容器１０１の一部である前面および後面を取り外し、内部に収納される燃料電池のセルスタック装置１０を後方に取り出した状態を示している。
次に、上述したセルスタック装置１０を用いた本開示の実施形態に係るモジュールについて、図５を用いて説明する。図５は、第１の実施形態に係るモジュールを示す外観斜視図である。図５では、収納容器１０１の一部である前面および後面を取り外し、内部に収納される燃料電池のセルスタック装置１０を後方に取り出した状態を示している。
【0083】
図５に示すように、モジュール１００は、収納容器１０１、および収納容器１０１内に収納されたセルスタック装置１０を備えている。また、セルスタック装置１０の上方には、改質器１０２が配置されている。
【0084】
かかる改質器１０２は、天然ガス、灯油などの原燃料を改質して燃料ガスを生成し、セル１に供給する。原燃料は、原燃料供給管１０３を通じて改質器１０２に供給される。なお、改質器１０２は、水を気化させる気化部１０２ａと、改質部１０２ｂとを備えていてもよい。改質部１０２ｂは、図示しない改質触媒を備えており、原燃料を燃料ガスに改質する。このような改質器１０２は、効率の高い改質反応である水蒸気改質を行うことができる。
【0085】
そして、改質器１０２で生成された燃料ガスは、ガス流通管２０、ガスタンク１６、および支持部材１４を通じて、セル１のガス流路２ａ（図１Ａ参照）に供給される。
【0086】
また、上述の構成のモジュール１００では、ガスの燃焼およびセル１の発電に伴い、通常発電時におけるモジュール１００内の温度が５００℃～１０００℃程度となる。
【0087】
このようなモジュール１００においては、上述したように、耐久性を向上することができるセルスタック装置１０を収納して構成されることにより、耐久性を向上することができるモジュール１００とすることができる。
【0088】
＜モジュール収容装置＞
図６は、第１の実施形態に係るモジュール収容装置の一例を示す分解斜視図である。本実施形態に係るモジュール収容装置１１０は、外装ケース１１１と、図５で示したモジュール１００と、図示しない補機と、を備えている。補機は、モジュール１００の運転を行う。モジュール１００および補機は、外装ケース１１１内に収容されている。なお、図６においては一部構成を省略して示している。
図６は、第１の実施形態に係るモジュール収容装置の一例を示す分解斜視図である。本実施形態に係るモジュール収容装置１１０は、外装ケース１１１と、図５で示したモジュール１００と、図示しない補機と、を備えている。補機は、モジュール１００の運転を行う。モジュール１００および補機は、外装ケース１１１内に収容されている。なお、図６においては一部構成を省略して示している。
【0089】
図６に示すモジュール収容装置１１０の外装ケース１１１は、支柱１１２と外装板１１３とを有する。仕切板１１４は、外装ケース１１１内を上下に区画している。外装ケース１１１内の仕切板１１４より上側の空間は、モジュール１００を収容するモジュール収容室１１５であり、外装ケース１１１内の仕切板１１４より下側の空間は、モジュール１００を運転する補機を収容する補機収容室１１６である。なお、図６では、補機収容室１１６に収容する補機を省略して示している。
【0090】
また、仕切板１１４は、補機収容室１１６の空気をモジュール収容室１１５側に流すための空気流通口１１７を有している。モジュール収容室１１５を構成する外装板１１３は、モジュール収容室１１５内の空気を排気するための排気口１１８を有している。
【0091】
このようなモジュール収容装置１１０においては、上述したように、耐久性を向上することができるモジュール１００をモジュール収容室１１５に備えていることにより、耐久性を向上することができるモジュール収容装置１１０とすることができる。
【0092】
なお、上述の実施形態では、中空平板型の支持基板を用いた場合を例示したが、円筒型の支持基板を用いたセルスタック装置に適用することもできる。
【0093】
【0094】
図７Ａ、図７Ｂに示すように、セル１Ａは、燃料極５、固体電解質層６、および空気極８が積層された素子部３Ａと、支持基板２とを有している。支持基板２は、素子部３Ａの燃料極５と接する部位に貫通孔または細孔を有するとともに、ガス流路２ａの外側に位置する部材１２０を有する。支持基板２は、ガス流路２ａと素子部３Ａとの間でガスを流通させることができる。支持基板２は、たとえば、１または複数の金属板で構成されてもよい。金属板の材料は、クロムを含有していてもよい。金属板は、導電性の被覆層を有していてもよい。
【0095】
導電部材１８は、隣接するセル１Ａ同士を電気的に接続する。導電部材１８は、隣接する一方のセル１であるセル１ａに接続される接続部１８ａと、他方のセル１であるセル１ｂに接続される接続部１８ｂとを有する。
【0096】
【0097】
図８Ａに示すように、導電部材１８の接続部１８ａは、クロムを含有する基材４０と、基材４０上に位置する導電性酸化物の第１粒子を含む第１層４１と、第１層４１上に位置する導電性酸化物の第２粒子を含む第２層４２とを備える。第１層４１は、第２層４２との界面に開口する開気孔を有している。第２粒子は、第１層４１が有する開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む。これにより、第２粒子の一部が第１層４１と第２層４２との界面に開口する開気孔内に入り込みやすくなり、第１層４１と第２層４２との接合強度が大きくなる。このため、第１層４１と第２層４２とが剥離しにくくなることから、導電部材１８およびセルスタック装置１０Ａの耐久性が向上する。
【0098】
また、導電部材１８は、第２層４２上に位置する第３層４３を備えてもよい。かかる第３層４３は、たとえば、第２粒子よりも平均粒径の大きい第３粒子を含む。セル１ａの空気極８は、第３層４３と接合されている。これにより、導電部材１８とセル１ａとが剥離しにくくなることから、セルスタック装置１０Ａの耐久性が向上する。
【0099】
図８Ｂに示すように、導電部材１８の接続部１８ｂは、クロムを含有する基材４０と、基材４０上に位置する導電性酸化物の第１粒子を含む第１層４１と、第１層４１上に位置する導電性酸化物の第２粒子を含む第２層４２とを備える。第１層４１は、第２層４２との界面に開口する開気孔を有している。第２粒子は、第１層４１が有する開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む。これにより、第２粒子の一部が第１層４１と第２層４２との界面に開口する開気孔内に入り込みやすくなり、第１層４１と第２層４２との接合強度が大きくなる。このため、第１層４１と第２層４２とが剥離しにくくなることから、導電部材１８およびセルスタック装置１０Ａの耐久性が向上する。
【0100】
また、導電部材１８は、第２層４２上に位置する第３層４３ａを備えてもよい。かかる第３層４３ａは、たとえば、第２粒子よりも平均粒径の大きい第３粒子を含む。セル１ｂの部材１２０は、第３層４３ａと接合されている。これにより、導電部材１８とセル１ａとが剥離しにくくなることから、セルスタック装置１０Ａの耐久性が向上する。なお、第３層４３ａの材料は、第３層４３の材料と同じであってもよく、異なってもよい。
【0101】
図７Ａに示す例では、燃料極５の側面は固体電解質層６により被覆され、燃料ガスが流れるガス流路２ａを気密に封止している。図７Ｂに示すように、燃料極５の側面は緻密な封止材９で被覆され、封止されていてもよい。燃料極５の側面を被覆する封止材９は、電気絶縁性を有していてもよい。封止材９の材料は、例えばガラスまたはセラミックスであってもよい。
【0102】
図８Ｃは、第２の実施形態に係る導電部材の他の一例を示す拡大断面図である。図８Ｃに示すように、支持基板２の部材１２０は、クロムを含有する基材５０と、基材５０上に位置する導電性酸化物の第１粒子を含む第１層５１と、第１層５１上に位置する導電性酸化物の第２粒子を含む第２層５２とを備えてもよい。基材５０は、第１基材部５０ａと、クロムの含有率が第１基材部５０ａより大きい第２基材部５０ｂとを有してもよい。第１層５１は、第２層５２との界面に開口する開気孔を有してもよい。第２粒子は、第１層５１が有する開気孔の径より小さい粒径の粒子を含んでもよい。これにより、第２粒子の一部が第１層５１と第２層５２との界面に開口する開気孔内に入り込みやすくなり、第１層５１と第２層５２との接合強度が大きくなる。このため、第１層５１と第２層５２とが剥離しにくくなることから、部材１２０およびセルスタック装置１０Ａの耐久性が向上する。なお、基材５０、第１層５１、第２層５２の材料は、基材４０、第１層４１、第２層４２の材料と同じであってもよく、異なってもよい。
【0103】
［第３の実施形態］
図９は、第３の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す横断面図である。図９に示すように、支持基板２のガス流路２ａは、図７Ａに示す導電部材１８に代えて、凹凸を有する部材１２０により形成されていてもよい。部材１２０は、隣接するセル１Ｂ同士を電気的に接続する導電部材１８の一例である。
図９は、第３の実施形態に係る電気化学セル装置の一例を示す横断面図である。図９に示すように、支持基板２のガス流路２ａは、図７Ａに示す導電部材１８に代えて、凹凸を有する部材１２０により形成されていてもよい。部材１２０は、隣接するセル１Ｂ同士を電気的に接続する導電部材１８の一例である。
【0104】
図１０は、図９に示す領域Ｅの拡大図である。図１０に示すように、導電部材１８としての部材１２０は、クロムを含有する基材４０と、基材４０上に位置する導電性酸化物の第１粒子を含む第１層４１と、第１層４１上に位置する導電性酸化物の第２粒子を含む第２層４２とを備える。第１層４１は、第２層４２との界面に開口する開気孔を有している。第２粒子は、第１層４１が有する開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む。これにより、第２粒子の一部が第１層４１と第２層４２との界面に開口する開気孔内に入り込みやすくなり、第１層４１と第２層４２との接合強度が大きくなる。このため、第１層４１と第２層４２とが剥離しにくくなることから、部材１２０およびセルスタック装置１０Ｂの耐久性が向上する。
【0105】
また、部材１２０は、第２層４２上に位置する第３層４３を備えてもよい。かかる第３層４３は、たとえば、第２粒子よりも平均粒径の大きい第３粒子を含む。セル１ａの空気極８は、第３層４３と接合されている。これにより、導電部材１８とセル１ａとが剥離しにくくなることから、セルスタック装置１０Ｂの耐久性が向上する。
【0106】
なお、第３層４３は、セル１ａと向かい合う面１２１の全体に位置してもよく、空気極８との接合部分にのみ位置してもよい。
【0107】
【0108】
図１１Ａに示すように、平板型の電気化学セルであるセル１Ｃは、燃料極５、固体電解質層６および空気極８が積層された素子部３Ｃを有している。複数の平板型セルを積層させたセルスタック装置は、たとえば複数のセル１Ｃが、互いに隣り合う金属層である導電部材９１，９２により電気的に接続されている。導電部材９１，９２は、隣接するセル１Ｃ同士を電気的に接続するとともに、燃料極５または空気極８にガスを供給するガス流路を有している。
【0109】
図１１Ｂに示すように、本実施形態では、導電部材１８としての導電部材９２は、空気極８にガスを供給するガス流路９３を有している。導電部材９２は、クロムを含有する基材４０と、基材４０上に位置する導電性酸化物の第１粒子を含む第１層４１と、第１層４１上に位置する導電性酸化物の第２粒子を含む第２層４２とを備える。第１層４１は、第２層４２との界面に開口する開気孔を有している。第２粒子は、第１層４１が有する開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む。これにより、第２粒子の一部が第１層４１と第２層４２との界面に開口する開気孔内に入り込みやすくなり、第１層４１と第２層４２との接合強度が大きくなる。このため、第１層４１と第２層４２とが剥離しにくくなることから、導電部材９２およびセル１Ｃの耐久性が向上する。
【0110】
また、導電部材９２は、第２層４２上に位置する第３層４３を備えてもよい。かかる第３層４３は、たとえば、第２粒子よりも平均粒径の大きい第３粒子を含む。セル１Ｃの空気極８は、第３層４３と接合されている。これにより、導電部材９２と素子部３Ｃとが剥離しにくくなることから、セルスタック装置の耐久性が向上する。
【0111】
なお、導電部材９２は、第３層４３を介さず素子部３Ｃと接触していてもよい。換言すれば、本実施形態では、第３層４３を用いずに、第２層４２が素子部３Ｃに直接接続されていてもよい。
【0112】
［その他の実施形態］
つづいて、その他の実施形態に係る電気化学セル装置について説明する。
つづいて、その他の実施形態に係る電気化学セル装置について説明する。
【0113】
上記した各実施形態では、「電気化学セル」、「電気化学セル装置」、「モジュール」および「モジュール収容装置」の一例として燃料電池セル、燃料電池セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置を示したが、他の例としてはそれぞれ、電解セル、電解セルスタック装置、電解モジュールおよび電解装置であってもよい。電解セルは、第１電極であるアノード（酸素極）、および第２電極であるカソードを有し、電力の供給により水蒸気を水素と酸素に分解する、または二酸化炭素を一酸化炭素と酸素に分解する。また、上記した各実施形態では電気化学セルの電解質材料の一例として酸化物イオン伝導体または水素イオン伝導体を示したが、水酸化物イオン伝導体であってもよい。
【0114】
以上、本開示について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
【0115】
一実施形態において、（１）導電部材は、クロムを含有する基材と、
前記基材上に位置し、導電性酸化物の第１粒子を含む第１層と、
前記第１層上に位置する導電性酸化物の第２粒子を含む第２層と
を備え、
前記第１層は、前記第２層との界面に開口する開気孔を有し、
前記第２粒子は、前記開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む。
前記基材上に位置し、導電性酸化物の第１粒子を含む第１層と、
前記第１層上に位置する導電性酸化物の第２粒子を含む第２層と
を備え、
前記第１層は、前記第２層との界面に開口する開気孔を有し、
前記第２粒子は、前記開気孔の径より小さい粒径の粒子を含む。
【0116】
（２）上記（１）の導電部材において、前記第２粒子の平均粒径は、前記第１層に含まれる第１気孔の平均気孔径より小さくてもよい。
【0117】
（３）上記（１）または（２）の導電部材において、前記第２層に含まれる第２気孔の平均気孔径は、前記第１層に含まれる第１気孔の平均気孔径より小さくてもよい。
【0118】
（４）上記（１）～（３）のいずれか１つの導電部材において、前記第１層は、前記基材と向かい合う第１領域と、前記第２層と向かい合い、前記第１領域よりも気孔率が大きい第２領域とを有してもよい。
【0119】
（５）上記（１）～（４）のいずれか１つの導電部材において、前記第２層上に位置し、前記第２粒子よりも平均粒径の大きい第３粒子を含む第３層を備えてもよい。
【0120】
（６）上記（５）の導電部材において、前記第３層に含まれる第３気孔の平均気孔径は、前記第２粒子の平均粒径より大きくてもよい。
【0121】
（７）上記（５）または（６）の導電部材において、前記第３層は、前記第２層に含まれる金属元素のうち少なくとも１種の元素を含んでもよい。
【0122】
一実施形態において、（８）電気化学セル装置は、上記（５）～（７）のいずれか１つの導電部材と、
第１電極を有する電気化学セルと
を備え、
前記第１電極は、前記第３層と接合されている。
第１電極を有する電気化学セルと
を備え、
前記第１電極は、前記第３層と接合されている。
【0123】
（９）モジュールは、上記（８）の電気化学セル装置と、
前記電気化学セル装置を収納する収納容器とを備える。
前記電気化学セル装置を収納する収納容器とを備える。
【0124】
（１０）モジュール収容装置は、上記（９）のモジュールと、
前記モジュールの運転を行うための補機と、
前記モジュールおよび前記補機を収容する外装ケースとを備える。
前記モジュールの運転を行うための補機と、
前記モジュールおよび前記補機を収容する外装ケースとを備える。
【0125】
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【0126】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ セル
２ 支持基板
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 素子部
４ インターコネクタ
５ 燃料極
６ 固体電解質層
７ 中間層
８ 空気極
１０，１０Ａ，１０Ｂ セルスタック装置
１１ セルスタック
１２ 固定部材
１３ 固定材
１４ 支持部材
１５ 支持体
１６ ガスタンク
１７ 端部集電部材
１８ 導電部材
４０ 基材
４１ 第１層
４２ 第２層
４３ 第３層
１００ モジュール
１１０ モジュール収容装置
２ 支持基板
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 素子部
４ インターコネクタ
５ 燃料極
６ 固体電解質層
７ 中間層
８ 空気極
１０，１０Ａ，１０Ｂ セルスタック装置
１１ セルスタック
１２ 固定部材
１３ 固定材
１４ 支持部材
１５ 支持体
１６ ガスタンク
１７ 端部集電部材
１８ 導電部材
４０ 基材
４１ 第１層
４２ 第２層
４３ 第３層
１００ モジュール
１１０ モジュール収容装置
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】