本發(fā)明涉及導(dǎo)電構(gòu)件、蓄電池組(cell stack)裝置、模塊、模塊收納裝置以及導(dǎo)電構(gòu)件的制造方法。

背景技術(shù)：

近幾年，作為下一代能源，提出了各種在收納容器內(nèi)容納了可利用燃料氣體(含氫氣體)和含氧氣體(空氣)來獲得電力的燃料電池單元的燃料電池模塊、在外裝殼體內(nèi)容納了燃料電池模塊的燃料電池裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

在構(gòu)成這樣的燃料電池裝置的蓄電池組裝置中，通過在燃料電池單元間配置由含有具備耐熱性的鉻(Cr)的合金制作的導(dǎo)電構(gòu)件，從而將各燃料電池單元串聯(lián)地電連接。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：JP特開2007-59377號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，近幾年，要求發(fā)電效率進(jìn)一步得到提升的模塊收納裝置，作為其一個(gè)形態(tài)，要求導(dǎo)電性得到提升的導(dǎo)電構(gòu)件，還要求具備該導(dǎo)電構(gòu)件的蓄電池組裝置、模塊以及模塊收納裝置。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種導(dǎo)電性得到提升的導(dǎo)電構(gòu)件、具備該導(dǎo)電構(gòu)件的蓄電池組裝置、模塊以及模塊收納裝置。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的導(dǎo)電構(gòu)件的特征在于，具有：含有鉻(Cr)的基材；和設(shè)置于該基材的表面且含有三氧化二鉻(Cr₂O₃)的第1層，該第1層還含有鈦(Ti)。

此外，本發(fā)明的蓄電池組裝置具有：多個(gè)單電池；和配置在多個(gè)該單電池之間并電連接相鄰的各個(gè)該單電池的上述的導(dǎo)電構(gòu)件。

此外，本發(fā)明的模塊具有：收納容器；和容納于該收納容器中的上述的蓄電池組裝置。

此外，本發(fā)明的模塊收納裝置具有：外裝殼體；容納于該外裝殼體內(nèi)的上述的模塊；和容納于所述外裝殼體內(nèi)且用于使所述模塊工作的輔助設(shè)備。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的導(dǎo)電構(gòu)件的制造方法包括：準(zhǔn)備含有鉻(Cr)以及鈦(Ti)的基材的工序；和對(duì)該基材實(shí)施熱處理，在該基材的表面設(shè)置含有三氧化二鉻(Cr₂O₃)以及鈦的第1層的工序。

發(fā)明效果

本發(fā)明的導(dǎo)電構(gòu)件可成為導(dǎo)電性得到提升的導(dǎo)電構(gòu)件。

此外，本發(fā)明的蓄電池組裝置、模塊、模塊收納裝置通過具備導(dǎo)電性得到提升的導(dǎo)電構(gòu)件，從而能夠作為導(dǎo)電性得到提升的蓄電池組裝置、模塊、模塊收納裝置。

此外，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電構(gòu)件的制造方法，能夠制造導(dǎo)電性得到提升的導(dǎo)電構(gòu)件。

附圖說明

圖1是表示本實(shí)施方式的導(dǎo)電構(gòu)件的一例的立體圖。

圖2(a)是沿圖1所示的導(dǎo)電構(gòu)件的A-A線的放大剖視圖，(b)是將沿圖1所示的導(dǎo)電構(gòu)件的B-B線的剖面的一部分提取出來表示的放大剖視圖。

圖3表示圖2所示的導(dǎo)電構(gòu)件的另一例，(a)、(b)都是導(dǎo)電構(gòu)件的放大剖視圖。

圖4表示本實(shí)施方式的蓄電池組裝置的一例，(a)是示意性表示蓄電池組裝置的側(cè)視圖，(b)是將(a)的蓄電池組裝置的被虛線包圍的部分的一部分放大表示的剖視圖。

圖5是表示本實(shí)施方式的模塊的一例的外觀立體圖。

圖6是示意性表示本實(shí)施方式的模塊收納裝置的一例的分解立體圖。

圖7是表示測(cè)定了使鈦對(duì)三氧化二鉻的含有量發(fā)生變化時(shí)的導(dǎo)電率的結(jié)果的曲線圖。

具體實(shí)施方式

使用圖1以及圖2來說明本實(shí)施方式的導(dǎo)電構(gòu)件1。

圖1所示的導(dǎo)電構(gòu)件1是為了將多個(gè)相鄰的單電池(在圖1以及2中未圖示)彼此分別電連接而配置在單電池之間的構(gòu)件。該導(dǎo)電構(gòu)件1具備以下各部分作為基本結(jié)構(gòu)：與相鄰的一個(gè)單電池接合的一個(gè)接合部2a；與相鄰的另一個(gè)單電池接合的另一個(gè)接合部2b；和對(duì)這一對(duì)接合部2a、2b的兩端分別進(jìn)行連接的連接部3。另外，在以后的說明中，使用燃料電池單元作為單電池來進(jìn)行說明，由接合部2a、2b和連接部3構(gòu)成集電部。

更詳細(xì)來說，相對(duì)于連接部3在前后交替地折彎接合部2a、2b來構(gòu)成集電部，多個(gè)接合部2a、2b形成在配置于左右的連接部3之間且呈帶狀。經(jīng)由導(dǎo)電性連結(jié)片4連接多個(gè)該集電部，沿燃料電池單元7的長(zhǎng)邊方向L連續(xù)地形成集電部，從而形成一體的導(dǎo)電構(gòu)件1。

另外，作為燃料電池單元，已知有各種燃料電池單元，但是作為發(fā)電效率好的燃料電池單元，已知有固體氧化物形的燃料電池單元。具備固體氧化物形的燃料電池單元的燃料電池裝置相對(duì)于單位電力可實(shí)現(xiàn)小型化，并且能夠容易地進(jìn)行家庭用燃料電池裝置所要求的對(duì)變動(dòng)的負(fù)載進(jìn)行跟蹤的負(fù)載跟蹤運(yùn)行。

在此，如后述那樣，固體氧化物形的燃料電池裝置構(gòu)成為，在收納容器內(nèi)容納了燃料電池單元裝置，該燃料電池單元裝置組合多個(gè)固體氧化物形的燃料電池單元而成。并且，向各燃料電池單元7的燃料極層供給燃料氣體(含氫氣體)，并向氧極層供給空氣(含氧氣體)，在600～900℃的高溫下發(fā)電。因此，對(duì)導(dǎo)電構(gòu)件1、用于向燃料電池單元7供給燃料氣體的歧管8等各構(gòu)件要求耐熱性，作為形成各構(gòu)件的基材，使用含有鉻(Cr)的合金。

但是，在每次將這樣的含有鉻的合金用作導(dǎo)電構(gòu)件時(shí)，要求導(dǎo)電性得到提升的導(dǎo)電構(gòu)件。因此，如圖2所示，在本實(shí)施方式的導(dǎo)電構(gòu)件1中，具有：含有鉻的基材5；和設(shè)置于基材5的表面且含有三氧化二鉻(Cr₂O₃)的第1層6a，第1層6a還含有鈦(Ti)。另外，由于第1層6a含有鉻，所以能夠使第1層6a的熱膨脹率接近基材5的熱膨脹率，能夠提高與基材5接合的接合強(qiáng)度。

構(gòu)成導(dǎo)電構(gòu)件1的基材5由于需要具有導(dǎo)電性以及耐熱性，因此利用含兩種以上的金屬的合金形成。例如，基材5相對(duì)于合金含有4～30原子％的鉻。作為含有鉻的基材5，能夠使用鎳-鉻系合金或者鐵-鉻系合金，能夠使用奧氏體系、鐵素體系、奧氏體-鐵素體系的不銹鋼。此外，基材5可含有錳(Mn)、鋁(Al)作為鉻以外的其他元素。

基材5的表面的第1層6a含有三氧化二鉻。第1層6a的主成分是三氧化二鉻。第1層6a含有80～99.9％的三氧化二鉻。測(cè)定方法將在后面敘述。另外，在第1層6a中，除了三氧化二鉻以外，也可以含有可含在上述的基材5中的錳、鋁。例如，在含有錳的情況下，可含有鉻和錳的復(fù)合氧化物，即作為尖晶石型結(jié)晶的MnCr₂O₄。

并且，在本實(shí)施方式的導(dǎo)電構(gòu)件1中，第1層6a含有鈦。由此，能夠提高第1層6a的導(dǎo)電性，進(jìn)而能夠提高導(dǎo)電構(gòu)件1的導(dǎo)電性。另外，從抑制鉻的擴(kuò)散的觀點(diǎn)出發(fā)，設(shè)第1層6a的厚度為0.1μm～3μm。

第1層6a中含有的鈦的比例優(yōu)選相對(duì)于鉻而言，Ti/(Ti+Cr)在0.1％以上。由此，能夠高效率地提高導(dǎo)電性。另外，第1層6a中是否含有鈦能夠使用STEM(掃描透射型電子顯微鏡)來確認(rèn)。進(jìn)一步地，第1層6a中含有的鈦的比例同樣能夠使用STEM，以第1層6a進(jìn)入視野的方式按照3000倍的倍率來進(jìn)行拍攝，利用EDS(Energy-Dispersive-Spectroscopy)進(jìn)行測(cè)定。例如，在第1層6a的中央部對(duì)后述的九個(gè)部位進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)定的鈦和鉻的濃度分別設(shè)為Ti和Cr時(shí)，利用Ti/(Ti+Cr)的式子來求取即可。此外，第1層6a中的三氧化二鉻的比例也以同樣的方法通過對(duì)鈦和鉻的濃度進(jìn)行測(cè)定來求取即可。具體來說，只要算出Cr/(Ti+Cr)的值即可。

第1層6a的“中央部”的定義指的是，在第1層6a的厚度中，從基材5與第1層6a的邊界起30％～70％的部分。

以下，說明前述的九個(gè)部位的測(cè)定部位。

首先，為了確定基材5與第1層6a的邊界，在以基材5以及第1層6a進(jìn)入視野這樣的倍率放大的部分中，確認(rèn)含有成分的映射(mapping)。接著，在基材5和第1層6a中，確定存在上有差異的成分。如果該成分例如是鐵，則能夠通過鐵的映射來確定基材5與第1層6a的邊界。另外，在映射中，由于能夠利用色調(diào)來確認(rèn)濃度差，所以也能夠根據(jù)該濃度差來確定基材5與第1層6a的邊界。

接著，為了確定第1層6a與后述的第2層6b的邊界，在以第1層6a和第2層6b進(jìn)入視野這樣的倍率放大的部分中，對(duì)含有成分的映射進(jìn)行確認(rèn)。接著，在第1層6a和第2層6b中，確定在存在上具有差異的成分。如果該成分例如是鋅，則能夠通過鋅的映射來確定第1層6a與第2層6b的邊界。另外，在映射中，由于能夠利用色調(diào)來確定濃度差，所以也能夠根據(jù)該濃度差來確定第1層6a與第2層6b的邊界。此外，在未在第1層6a上設(shè)置第2層6b而是設(shè)置了導(dǎo)電性粘合劑的情況下，也能夠通過與上述方法相同的方法來確定第1層6a與導(dǎo)電性粘合劑的邊界，這一點(diǎn)將后述。作為在存在上具有差異的成分，例如是鑭。

如上所述，能夠確定第1層6a兩側(cè)的邊界。接著，從第1層6a的一個(gè)邊界向另一個(gè)邊界，在厚度方向上引出3條垂線。

接著，在各個(gè)垂線上，測(cè)定從一個(gè)邊界側(cè)起厚度為30％的部位、50％的部位、70％的部位這三個(gè)部位的鈦以及鉻的濃度。通過以上的方法測(cè)定共計(jì)九個(gè)部位的鈦以及鉻的濃度，將所得到的測(cè)定值的平均分別作為鈦的濃度以及鉻的濃度。

在第1層6a中，厚度方向上的基材5側(cè)的鈦的濃度可以高于厚度方向上的中央部的鈦的濃度。由此，能夠在第1層6a與基材5的邊界處提高導(dǎo)電性。

第1層6a的“厚度方向上的基材5側(cè)”的定義指的是，從基材5與第1層6a的邊界起至厚度為25％為止的部分。

在第1層6a中，厚度方向上的基材5的相反側(cè)的鈦的濃度可以高于厚度方向上的中央部的鈦的濃度。由此，例如在第1層6a的表面設(shè)置了其他構(gòu)件的情況下，能夠在該其他構(gòu)件與第1層6a的邊界處提高導(dǎo)電性。

第1層6a的“厚度方向上的基材5的相反側(cè)”的定義指的是，從第1層6a與第2層6b(或?qū)щ娦哉澈蟿?的邊界起至厚度為25％為止的部分。換言之，是從基材5與第1層6a的邊界起至厚度為75％～100％為止的部分。

在第1層6a中，厚度方向上的基材5側(cè)的鈦的濃度可以高于厚度方向上的基材5的相反側(cè)的鈦的濃度。由此，由于在第1層6a中，在基材5側(cè)具有比較多的鈦，所以在基材5除了上述材料以外還含有鈦的情況下，能夠在與含有鈦的基材5之間提高接合力。

“在第1層6a中，厚度方向上的基材5側(cè)的鈦的濃度可以高于厚度方向上的中央部的鈦的濃度”的確認(rèn)方法如下。首先，以第1層6a包含在視野中的方式使用STEM按照3000倍的倍率來進(jìn)行拍攝。然后，使用EDS進(jìn)行元素映射。此時(shí)，在第1層6a中，“厚度方向上的基材5側(cè)的鈦的濃度高于厚度方向上的中央部的鈦的濃度”的情況能夠通過映射的圖像來視覺確認(rèn)，該映射的圖像根據(jù)特性X射線的強(qiáng)度(計(jì)數(shù)值)表示鈦的濃度分布。在映射中，一般來說，用暖色表示濃度分布高的部分，用冷色表示濃度分布低的部分。因此，在這樣顯示時(shí)，相比第1層6a的中央部，用暖色表示厚度方向上的基材5側(cè)。

另外，也說明元素映射以外的確認(rèn)方法。進(jìn)行厚度方向上的中央部的五個(gè)部位和第1層6a的厚度方向上的基材5側(cè)的五個(gè)部位的特性X射線的強(qiáng)度的比較，如果第1層6a的厚度方向上的基材5側(cè)的特性X射線的強(qiáng)度全都高于中央部的特性X射線的強(qiáng)度，則能夠視為在第1層6a中，厚度方向上的基材5側(cè)的鈦的濃度高于厚度方向上的中央部的鈦的濃度。

“在第1層6a中，厚度方向上的基材5的相反側(cè)的鈦的濃度高于厚度方向上的中央部的鈦的濃度”的確認(rèn)方法如下。首先，得到與前述相同的映射圖像。然后，在進(jìn)行了映射的圖像上，相比第1層6a的厚度方向上的中央部，用暖色表示厚度方向上的基材5的相反側(cè)。

“在第1層6a中，厚度方向上的基材5側(cè)的鈦的濃度高于厚度方向上的基材5的相反側(cè)的鈦的濃度”的確認(rèn)方法如下。首先，得到與前述相同的映射圖像。然后，在進(jìn)行了映射的圖像上，相比第1層6a的厚度方向上的基材5的相反側(cè)，用暖色表示厚度方向上的基材5側(cè)。

此外，也可以在第1層6a上設(shè)置第2層6b。第2層6b例如是包含氧化鋅的層。由此，能夠抑制鉻的擴(kuò)散的同時(shí)提高導(dǎo)電性。在該情況下，優(yōu)選含有全部重量的70摩爾％以上的氧化鋅，更優(yōu)選含有全部重量的90摩爾％以上的氧化鋅。通過該結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步抑制鉻的擴(kuò)散的同時(shí)提高導(dǎo)電性。

此外，第2層6b可以是含有鋅(Zn)、錳(Mn)以及鈷(Co)的層。由此，能夠抑制鉻的擴(kuò)散的同時(shí)提高導(dǎo)電性。

此外，在第2層6b含有鋅(Zn)、錳(Mn)以及鈷(Co)的情況下，第2層6b整體的鈦的平均濃度可以低于第1層6a整體的鈦的平均濃度。在第2層6b含有鈦的情況下，與含有鈦的第1層6a接合的接合力得到提升。另一方面，鋅、錳以及鈷組合的合金的導(dǎo)電性比鈦高。因此，通過減少第2層6b整體的鈦的平均濃度，能夠維持高的導(dǎo)電性。

在此，“第2層6b整體的鈦的平均濃度低于第1層6a整體的鈦的平均濃度”的確認(rèn)方法如下。首先，得到與前述相同的映射圖像。然后，在進(jìn)行了映射的圖像上，相比第2層6b整體，用冷色表示第1層6a整體。

也說明元素映射以外的確認(rèn)方法。為了求取第1層6a整體的鈦的平均濃度，與前述同樣地，在第1層6a的九個(gè)部位處進(jìn)行鈦的濃度的測(cè)定后計(jì)算出平均值。其中，各個(gè)垂線上的測(cè)定部位設(shè)為從一個(gè)邊界側(cè)起厚度為15％、50％、85％。此外，在第2層6b中，也利用與第1層6a相同的方法在九個(gè)部位進(jìn)行鈦的濃度測(cè)定后計(jì)算出平均值。另外，為了確定第2層6b與導(dǎo)電性粘合劑的邊界，針對(duì)作為導(dǎo)電性粘合劑的成分之一的元素進(jìn)行映射。例如，針對(duì)鑭進(jìn)行映射。根據(jù)其結(jié)果，將鑭分布多的區(qū)域設(shè)為導(dǎo)電性粘合劑，將沒有分布或者分布為少量的區(qū)域設(shè)為第2層6b，將這兩個(gè)區(qū)域的邊界設(shè)為第2層6b與導(dǎo)電性粘合劑的邊界。由此，如果第2層6b的九個(gè)部位的平均值低于第1層6a的九個(gè)部位的平均值，則能夠視為第2層6b整體的鈦的平均濃度低于第1層6a整體的鈦的平均濃度。

另外，在每次設(shè)置包含氧化鋅的層作為第2層6b時(shí)，雖然純粹的氧化鋅是絕緣體，但是Zn_1+δO為陽離子透過型的n型半導(dǎo)體，通過添加原子價(jià)高的雜質(zhì)元素，成為n型雜質(zhì)半導(dǎo)體。在此，由于氧化鋅中的鋅為+2價(jià)的離子，所以通過固溶+3價(jià)以上的離子的金屬元素，從而賦予導(dǎo)電性。特別是，通過固溶+3價(jià)以上的離子的鐵、鋁，從而能夠賦予導(dǎo)電性。

此外，在每次將燃料電池單元和導(dǎo)電構(gòu)件1接合時(shí)，能夠使用導(dǎo)電性粘合劑(未圖示)來接合。作為導(dǎo)電性粘合劑，雖然只要是在發(fā)電氣氛、發(fā)電溫度下具有導(dǎo)電性的粘合劑即可，但是特別期望是具有鑭(La)的鈣鈦礦型復(fù)合氧化物。具體來說，能夠使用LaFeO₃系或者LaMnO₃系的鈣鈦礦型氧化物。特別是，期望是含有鑭、鈷、鐵的鈣鈦礦型復(fù)合氧化物。導(dǎo)電性粘合劑的厚度設(shè)為1～50μm。導(dǎo)電構(gòu)件的導(dǎo)電率在50S/cm以上，更優(yōu)選在300S/cm以上，特別優(yōu)選在440S/cm以上。

在每次制作上述的導(dǎo)電構(gòu)件1時(shí)，作為基材5，準(zhǔn)備相對(duì)于合金含有4～30原子％的鉻、70～96原子％的鎳或者鐵、以及0.05～0.5原子％的鈦的基材5。對(duì)該基材5進(jìn)行熱處理。例如，在800～1050℃下進(jìn)行2小時(shí)熱處理。由此，基材5中含有的鉻在基材5的表面析出且被氧化，從而生成含有三氧化二鉻的第1層，并且同樣地從基材5析出的鈦被含在第1層6a中。另外，在每次調(diào)整鈦在第1層6a中的濃度時(shí)，除了調(diào)整基材5含有的鈦的量以外，通過調(diào)整進(jìn)行熱處理的溫度、時(shí)間，也能夠適當(dāng)調(diào)整鈦在第1層6a中的濃度。

此外，也能夠在基材5直接設(shè)置第1層6a。在該情況下，作為基材5，準(zhǔn)備具有鉻以及鎳或者鐵的基材5。接著，混合三氧化二鉻的粉末、二氧化鈦的粉末和粘結(jié)劑，將該混合物涂敷于基材5的表面。接著，在還原氣氛下，在溫度1500℃下燒成兩小時(shí)，能夠在基材5上直接設(shè)置第1層6a。

接著，使用圖4，說明作為本實(shí)施方式的蓄電池組裝置的一例的燃料電池蓄電池組裝置。

圖4表示本實(shí)施方式的蓄電池組裝置的一例，(a)是示意性表示蓄電池組裝置的側(cè)視圖，(b)是將(a)的蓄電池組裝置的被虛線包圍的部分的一部分放大示出的剖視圖。

圖4所示的蓄電池組裝置9具有蓄電池組16，該蓄電池組16在內(nèi)部具有氣體流路10，且具備多個(gè)柱狀的燃料電池單元7，該燃料電池單元7在具有一對(duì)對(duì)置的平坦面的剖面為扁平狀且整體為柱狀的導(dǎo)電性支撐體11的一個(gè)平坦面上依次層疊了作為內(nèi)側(cè)電極層的燃料極層12、固體電解質(zhì)層13和作為外側(cè)電極層的空氣極層14，并且在另一個(gè)平坦面之中未形成空氣極層14的部位層疊了內(nèi)部連接器15。并且，隔著本實(shí)施方式的導(dǎo)電構(gòu)件1配置相鄰的燃料電池單元7，從而將燃料電池單元7彼此串聯(lián)地電連接。另外，在內(nèi)部連接器15的外面以及空氣極層14的外面，設(shè)置導(dǎo)電性的粘合劑17，經(jīng)由粘合劑17將導(dǎo)電構(gòu)件1連接到空氣極層14以及內(nèi)部連接器15，從而兩者的接觸成為歐姆接觸，減少電壓降，能夠有效地抑制導(dǎo)電性能的降低。

并且，構(gòu)成蓄電池組16的各燃料電池單元7的下端通過玻璃等密封件18被固定于用于經(jīng)由氣體流路10向燃料電池單元7供給反應(yīng)氣體的歧管8。

此外，具備將下端固定于歧管8的可彈性變形的端部導(dǎo)電構(gòu)件19，從燃料電池單元7的排列方向(圖1所示的X方向)的兩端隔著導(dǎo)電構(gòu)件1夾持蓄電池組16。在此，在圖4所示的端部導(dǎo)電構(gòu)件19中，以沿著燃料電池單元7的排列方向向外側(cè)延伸的形狀，設(shè)置電流引出部20，用于引出通過蓄電池組16(燃料電池單元7)的發(fā)電產(chǎn)生的電流。

在這樣的燃料電池蓄電池組裝置9中，由于具備提高了導(dǎo)電性的導(dǎo)電構(gòu)件1，所以能夠作為導(dǎo)電性得到提升進(jìn)而發(fā)電效率也得到提升的燃料電池蓄電池組裝置9。

以下，說明圖4中示出的構(gòu)成燃料電池單元7的各構(gòu)件。

例如，燃料極層12一般能夠使用公知的材料，能夠由多孔質(zhì)的導(dǎo)電性陶瓷例如固溶了稀土類元素的ZrO₂(稱為穩(wěn)定化氧化鋯，也包括部分穩(wěn)定化)、Ni和/或NiO形成。

固體電解質(zhì)層13需要具有作為進(jìn)行電極間的電子橋接的電解質(zhì)的功能，同時(shí)為了防止燃料氣體和含氧氣體的泄露，需要具有氣體阻隔性，其由固溶了3～15摩爾％的稀土類元素的ZrO₂形成。另外，只要具有上述特性，就也可以使用其他材料等來形成。

空氣極層14只要是一般使用的材料就沒有特別限制，例如，能夠由以所謂的ABO₃型的鈣鈦礦型氧化物構(gòu)成的導(dǎo)電性陶瓷來形成?？諝鈽O層14需要具有氣體透過性，開口氣孔率在20％以上，特別優(yōu)選在30～50％的范圍。

內(nèi)部連接器15雖然能夠由導(dǎo)電性陶瓷形成，但是由于與燃料氣體(含氫氣體)以及含氧氣體(空氣等)接觸，所以需要具有耐還原性以及耐氧化性，正因?yàn)槿绱?，最好使用鑭鉻鐵礦系的鈣鈦礦型氧化物(LaCrO₃系氧化物)。內(nèi)部連接器15為了防止流過形成于導(dǎo)電性支撐體11的多個(gè)氣體流路10的燃料氣體、以及流過導(dǎo)電性支撐體11的外側(cè)的含氧氣體的泄露，必須是致密質(zhì)性的，優(yōu)選具有93％以上、特別是95％以上的相對(duì)密度。

作為導(dǎo)電性支撐體11，為了使燃料氣體透過到燃料極層12，需要是氣體透過性的，進(jìn)一步為了經(jīng)由內(nèi)部連接器15進(jìn)行集電，需要是導(dǎo)電性的。因此，作為導(dǎo)電性支撐體11，需要采用滿足相關(guān)要求的材料作為材質(zhì)，例如能夠使用導(dǎo)電性陶瓷、金屬陶瓷等。在每次制作燃料電池單元7時(shí)，通過與燃料極層12或者固體電解質(zhì)層13的同時(shí)燒成來制作導(dǎo)電性支撐體11的情況下，優(yōu)選由鐵屬金屬成分和特定稀土類氧化物(Y₂O₃、Yb₂O₃等)來形成導(dǎo)電性支撐體11。此外，導(dǎo)電性支撐體11為了具備所需氣體透過性，開口氣孔率最好在30％以上，特別是在35～50％的范圍，并且優(yōu)選其導(dǎo)電率在300S/cm以上，特別優(yōu)選在440S/cm以上。

另外，雖然未圖示，但是在固體電解質(zhì)層13和空氣極層14之間，也能夠以加強(qiáng)固體電解質(zhì)層13與空氣極層14的接合的同時(shí)抑制固體電解質(zhì)層13的成分和空氣極層14的成分發(fā)生反應(yīng)而形成電阻大的反應(yīng)層為目的，具備中間層。

在此，作為中間層，能夠由含有Ce(鈰)和其他稀土類元素的組成來形成，例如，優(yōu)選具有由以下式子表示的組成：

(1)：(CeO₂)_1-x(REO_1.5)_x

式中，RE是Sm、Y、Yb、Gd中的至少1種，x是滿足0＜x≤0.3的數(shù)。進(jìn)一步地，從減小電阻這樣的點(diǎn)來看，優(yōu)選使用Sm、Gd作為RE，例如優(yōu)選由固溶了10～20摩爾％的SmO_1.5或者GdO_1.5的CeO₂形成。

此外，以加強(qiáng)固體電解質(zhì)層13與空氣極層14的接合的同時(shí)進(jìn)一步抑制固體電解質(zhì)層13的成分和空氣極層14的成分發(fā)生反應(yīng)而形成電阻大的反應(yīng)層為目的，還能夠由兩層來形成中間層。

此外，雖然未圖示，但是在內(nèi)部連接器15與導(dǎo)電性支撐體11之間，還能夠?yàn)榱藴p輕內(nèi)部連接器15與導(dǎo)電性支撐體11之間的熱膨脹系數(shù)差而設(shè)置緊貼層。

作為緊貼層，能夠設(shè)為與燃料極層12類似的組成，例如，能夠由固溶了YSZ等稀土類元素的ZrO₂(稱為穩(wěn)定化氧化鋯)、Ni和/或NiO來形成。另外，固溶了稀土類元素的ZrO₂、Ni和/或NiO優(yōu)選其體積比在40∶60～60∶40的范圍。

圖5是表示容納了作為本實(shí)施方式的一例的燃料電池蓄電池組裝置9的模塊即燃料電池模塊(以下，略記為模塊)的外觀立體圖。

在圖5中，模塊21構(gòu)成為在長(zhǎng)方體狀的收納容器22的內(nèi)部容納了燃料電池蓄電池組裝置9。

另外，在圖5中，為了得到在燃料電池單元7中使用的燃料氣體，在蓄電池組16的上方配置用于使天然氣體、燈油等原始燃料改質(zhì)而生成燃料氣體的改質(zhì)器23。并且，改質(zhì)器23中生成的燃料氣體經(jīng)由氣體流通管24被供給到歧管8，并經(jīng)由歧管8被供給到設(shè)置于燃料電池單元7的內(nèi)部的氣體流路10。

此外，在圖5中，示出了將收納容器22的一部分(前后面)卸下，將容納于內(nèi)部的燃料電池蓄電池組裝置9以及改質(zhì)器23取出到后方的狀態(tài)。在此，在圖5所示的模塊21中，能夠?qū)⑷剂想姵匦铍姵亟M裝置9滑動(dòng)到收納容器22內(nèi)并容納在其中。另外，燃料電池蓄電池組裝置9也可以包括改質(zhì)器23。

此外，設(shè)置于收納容器22的內(nèi)部的含氧氣體導(dǎo)入構(gòu)件25在圖5中配置在與歧管8并設(shè)的蓄電池組16之間，并且向燃料電池單元7的下端部供給含氧氣體，使得含氧氣體(空氣)與燃料氣體的流動(dòng)一起，在燃料電池單元7的側(cè)方從下端部流向上端部。并且，使由燃料電池單元7的氣體流路10排出的燃料氣體和含氧氣體在燃料電池單元7的上端部側(cè)燃燒，從而能夠使燃料電池單元7的溫度上升，能夠提前燃料電池蓄電池組裝置9的啟動(dòng)。此外，在燃料電池單元7的長(zhǎng)邊方向L的上端部側(cè)，使從燃料電池單元7的氣體流路10排出的燃料氣體燃燒，從而能夠?qū)ε渲糜谌剂想姵貑卧?(蓄電池組16)的上方的改質(zhì)器23加溫。由此，能夠通過改質(zhì)器23高效地進(jìn)行改質(zhì)反應(yīng)。

在這樣的模塊21中，由于具備導(dǎo)電性得到提升的燃料電池蓄電池組裝置9，所以能夠作為導(dǎo)電性得到提升進(jìn)而發(fā)電效率得到提升的模塊21。

圖6是表示將圖5所示的模塊21容納于外裝殼體中的模塊收納裝置、即燃料電池裝置26的分解立體圖。另外，在圖6中，省略一部分結(jié)構(gòu)來示意。

圖6所示的燃料電池裝置26構(gòu)成為，通過分隔板29對(duì)由支柱27和外裝板28構(gòu)成的外裝殼體內(nèi)進(jìn)行上下劃分，將其上方側(cè)作為容納上述的模塊21的模塊收納室30，將下方側(cè)作為容納用于使模塊21工作的輔助設(shè)備類的輔助設(shè)備收納室31。另外，示意中省略了容納于輔助設(shè)備收納室31的輔助設(shè)備類。

此外，在分隔板29設(shè)置用于使輔助設(shè)備收納室31的空氣流向模塊收納室30側(cè)的空氣流通口32，在構(gòu)成模塊收納室30的外裝板28的一部分，設(shè)置用于排出模塊收納室30內(nèi)的空氣的排氣口33。

在這樣的燃料電池裝置26中，由于在這樣的模塊21中具備導(dǎo)電性得到提升的模塊21，所以能夠作為導(dǎo)電性得到提升進(jìn)而發(fā)電效率得到提升的燃料電池裝置26。

以上，詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變更、改良等。

例如，在上述方式中，說明了燃料電池單元7、燃料電池蓄電池組裝置9、模塊21以及燃料電池裝置26，但是也能夠應(yīng)用于通過對(duì)單電池賦予水蒸氣和電壓來使水蒸氣(水)電分解從而生成氫和氧(O₂)的電解單電池(SOEC)及具備該電解單電池的電解蓄電池組裝置以及電解模塊、電解裝置。

實(shí)施例

將三氧化二鉻的粉末、二氧化鈦的粉末和粘結(jié)劑混合，在還原氣氛下，在溫度1500℃下進(jìn)行2小時(shí)燒成來制作20×5×5mm的第1層的試料。此時(shí)，對(duì)于二氧化鈦的粉末而言，第1層中含有的鈦的比例可表示為Ti/(Ti+Cr)，以圖7所示的量進(jìn)行添加。另外，在添加了二氧化鈦的試料中，利用透射型電子顯微鏡確認(rèn)到是含有鈦的第1層。

利用4端子法在還原氣氛下測(cè)定所得到的各試料的導(dǎo)電率，求取各試料在各溫度下的導(dǎo)電率，將結(jié)果在縱軸以log來表征導(dǎo)電率，在橫軸作為1000/絕對(duì)溫度來表示。另外，在曲線圖中，意義是越往右溫度越低，越往上導(dǎo)電率越高。

如圖7所示，相對(duì)于不含二氧化鈦的試料，在第1層中含有鈦的各試料(第1層含有的鈦的比例以Ti/(Ti+Cr)表示時(shí)在0.1％以上)中，特別是在溫度低的區(qū)域(曲線圖的右側(cè))，導(dǎo)電率變高，能夠確認(rèn)到通過第1層含有鈦，能夠提高導(dǎo)電性。

符號(hào)說明

1：導(dǎo)電構(gòu)件

5：基材

6a：第1層

6b：第2層

9：燃料電池蓄電池組裝置

21：燃料電池模塊

26：燃料電池裝置