JP2013214398A

JP2013214398A - 燃料電池システムの製造方法

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Publication number: JP2013214398A
Application number: JP2012083668A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Okano; 誉之岡野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-10-17

Abstract

【課題】燃料極に含まれる電子導電材料の還元不足を防止し、歩留まりを向上させることができる燃料電池システムの製造方法を提供する。
【解決手段】燃料発生部材１と、固体酸化物型燃料電池部２とを備える燃料電池システムの製造方法であって、前記固体酸化物型燃料電池部の燃料極２Ｂと前記燃料発生部材とが内部に配置され、内部と外部との間でガスを流通させることができるガス流通部が設けられる空間を形成する形成工程と、前記形成工程後に、前記ガス流通部を利用して還元性ガスを前記空間内に流入し、前記燃料極に含まれる電子導電材料を還元する還元工程と、前記還元工程後に、前記ガス流通部を閉鎖して前記空間を閉空間にする閉鎖工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、化学反応により燃料を発生する燃料発生部材と、固体酸化物型燃料電池部とを備える燃料電池システムの製造方法に関する。

固体酸化物型燃料電池は、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）やＬＳＧＭ（ＬａＳｒＭｇＧａＯ）等のランタンガレート系を用いた固体酸化物電解質膜を、燃料極（アノード）と酸化剤極（カソード）とで両側から挟み込んだものを１つのセル構成としている。そして、燃料極に燃料ガス（例えば水素ガス）を供給する燃料ガス流路と、酸化剤極に酸化剤ガス（例えば酸素や空気）を供給する酸化剤ガス流路とが設けられ、これらの流路を介して燃料ガス、酸化剤ガスがそれぞれ燃料極、酸化剤極に供給されることにより発電が行われる。

燃料電池は、原理的に取り出せる電力エネルギーの効率が高いため、省エネルギーになるだけでなく、環境に優れた発電方式であり、地球規模でのエネルギーや環境問題解決の切り札として期待されている。

国際公開第２０１１／０３０６２５号特開２０１１−２９１５３号公報特表平１１−５０１４４８号公報

特許文献１には、燃料電池部と、化学反応により還元性物質である燃料を発生し、前記化学反応の逆反応により再生可能な燃料発生部材とを備える２次電池型燃料電池システムが開示されている。特許文献１で開示されている２次電池型燃料電池システムでは、燃料電池部の燃料極と燃料発生部材とを封じた空間が閉空間になっており、その閉空間内に燃料ガスと、燃料電池部の発電反応によって生成した生成ガスとが存在する。

特許文献１で開示されている２次電池型燃料電池において、例えば、燃料電池部として酸素イオン導電性固体酸化物型燃料電池を用い、燃料発生部材として鉄を用いた場合、発電時の燃料電池部では下記の（１）式の反応が起こる。燃料電池部として用いられている酸素イオン導電性固体酸化物型燃料電池は、燃料極で水素を消費し、酸化剤極で酸素を消費して発電を行う。そして、燃料極側で生成された水蒸気は燃料発生部材に供給される。
Ｈ₂＋１／２Ｏ₂→Ｈ₂Ｏ …（１）

また、発電時の燃料発生部材では下記の（２）式の反応が起こる。燃料発生部材として用いられている鉄は、燃料電池部から供給された水蒸気を消費して水素を生成し、その生成した水素を燃料電池部へと供給する。
３Ｆｅ＋４Ｈ₂Ｏ→Ｆｅ₃Ｏ₄＋４Ｈ₂ …（２）

また、充電時においては、上記の（１）式および（２）式の逆反応がそれぞれ起こる。このため、充電時に燃料電池部は水蒸気を電気分解し、燃料極で水素を生成し、酸化剤極で酸素を生成する。また、充電時に燃料発生部材は、燃料電池部の燃料極から供給された水素を消費して酸化鉄を還元して水蒸気を生成し、その生成した水蒸気を燃料電池部の燃料極へと供給する。

ここで、固体酸化物型燃料電池の燃料極には、電解質として用いた材料（ＹＳＺやＬＳＧＭ等）と、ＮｉやＮｉ−Ｆｅ等の電子導電材料を混合して焼結したサーメット材料を用いることが一般的である。しかしながら、前記燃料極は、焼結工程によって、前記電子導電材料が酸化され電子導電性を失った状態でサーメット材料となるため、そのままの状態では電極として機能しない。よって、特許文献２に記載されているように、前記サーメット材料を電極として機能させるためには、酸化している前記電子導電材料を還元する必要がある。

もし特許文献１で開示されている２次電池型燃料電池システムが前記電子導電材料の還元が不十分な状態で組み立てられてしまった場合、燃料極と燃料発生部材とを封じた空間が閉空間になっていて外部から還元ガスを供給することができないため、図１２に示すように前記閉空間に封入されている還元ガスを使い切っても前記電子導電材料を十分に還元することができないおそれがあった。なお、図１２において、符号２Ａは固体酸化物電解質膜を示し、符号２Ｂは燃料極を示し、符号２Ｃは空気極を示し、符号２１は電解質と同一材料の粒子を示し、符号２２は酸化されている電子導電材料の粒子を示し、符号２３は還元された電子導電材料の粒子を示している。

したがって、特許文献１で開示されている２次電池型燃料電池システムが前記電子導電材料の還元が不十分な状態で組み立てられてしまった場合、最悪発電動作や充電動作が全く行えない状況に陥るおそれがあり、たとえ発電動作や充電動作が行えたとしても、前記電子導電材料が還元されている部分に電流が集中してその部分が破損してしまい、性能が低下するおそれがあった。

また、特許文献３で開示されている電気化学的エネルギ変換貯蔵装置は、燃料電池と燃料発生部材とを備える構成であり、特許文献１とは異なり燃料極が完全に気密封止されておらず多孔性バリアボードを用いているが、水蒸気を補充して水素の前記多孔性バリアボードを介した漏洩を最小化する構成になっている。上記のような構成上の差異はあるが、特許文献３で開示されている電気化学的エネルギ変換貯蔵装置も、特許文献１で開示されている２次電池型燃料電池システムと同様に、前記電子導電材料の還元が不十分な状態で組み立てられてしまった場合、最悪発電動作や充電動作が全く行えない状況に陥るおそれがあり、たとえ発電動作や充電動作が行えたとしても、前記電子導電材料が還元されている部分に電流が集中してその部分が破損してしまい、性能が低下するおそれがあった。

本発明は、上記の状況に鑑み、燃料極に含まれる電子導電材料の還元不足を防止し、歩留まりを向上させることができる燃料電池システムの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る燃料電池システムの製造方法は、化学反応により燃料を発生する燃料発生部材と、酸素を含む酸化剤と前記燃料発生部材から供給される燃料との反応により発電を行う固体酸化物型燃料電池部とを備える燃料電池システムの製造方法であって、前記固体酸化物型燃料電池部の燃料極と前記燃料発生部材とが内部に配置され、内部と外部との間でガスを流通させることができるガス流通部が設けられる空間を形成する形成工程と、前記形成工程後に、前記ガス流通部を利用して還元性ガスを前記空間内に流入し、前記燃料極に含まれる電子導電材料を還元する還元工程と、前記還元工程後に、前記ガス流通部を閉鎖して前記空間を閉空間にする閉鎖工程とを備える構成（第１の構成）とする。

上記第１の構成の製造方法によると、固体酸化物型燃料電池部の燃料極に含まれる電子導電材料を還元してから、燃料極と燃料発生部材とが内部に配置される空間を閉空間にするので、燃料極に含まれる電子導電材料の還元不足を防止し、歩留まりを向上させることができる。

また、上記第１の構成の製造方法において、前記還元工程が、加熱された前記電子導電材料を還元する工程である構成（第２の構成）としてもよい。

また、上記第１またはだ第２の構成の製造方法において、前記燃料が水素であり、前記閉鎖工程が、前記ガス流通部に対して、複数の互いに異なる閉鎖手法を用いて前記ガス流通部を多重に閉鎖する工程である構成（第３の構成）としてもよい。

本発明に係る製造方法によると、固体酸化物型燃料電池部の燃料極に含まれる電子導電材料を還元してから、燃料極と燃料発生部材とが内部に配置される空間を閉空間にするので、燃料極に含まれる電子導電材料の還元不足を防止し、歩留まりを向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る製造方法によって得られる燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。形成工程前半の概要を示す模式図である。形成工程前半の変形例の概要を示す模式図である。形成工程後半の概要を示す模式図である。還元工程の概要を示す模式図である。還元工程の変形例の概要を示す模式図である。還元工程の変形例の概要を示す模式図である。閉鎖工程の変形例の概要を示す模式図である。閉鎖工程の変形例の概要を示す模式図である。閉鎖工程の変形例の概要を示す模式図である。本発明に係る製造方法によって得られる燃料電池システムの他の概略構成を示す模式図である。燃料極に含まれる電子導電材料の還元進行状況を示す模式図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。尚、本発明は、後述する実施形態に限られない。

＜燃料電池システム＞
本発明の一実施形態に係る製造方法によって得られる燃料電池システムの概略構成を図１に示す。図１に示す燃料システムは、燃料発生部材１と、固体酸化物型燃料電池部２と、燃料発生部材１及び固体酸化物型燃料電池部２を収容する容器３と、第１の配管４と、第１のバルブ５と、第２の配管６と、第２のバルブ７とを備えている。また、必要に応じて、容器３内に燃料発生部材１や固体酸化物型燃料電池部２の温度を調節するヒーター、ガスを強制的に循環させる循環器等を設けてもよい。

第１のバルブ５及び第２のバルブ７が閉じられると、固体酸化物型燃料電池部２の固体酸化物電解質膜２Ａと、容器３と、第１の配管４と、第１のバルブ５と、第２の配管６と、第２のバルブ７とによって、固体酸化物型燃料電池部２の燃料極２Ｂと燃料発生部材１とが内部に配置される閉空間が形成される。

＜燃料発生部材＞
燃料発生部材１の材料としては、例えば、金属を母材として、その表面に金属または金属酸化物が添加されており、化学反応によって燃料を発生するものを用いることができる。母材の金属としては例えば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｖ、Ｍｇやこれらを基材とする合金が挙げられ、特にＦｅは安価で、加工も容易なので好ましい。また、添加される金属としては、Ａｌ、Ｒｄ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｖ、Ｍｏが挙げられ、添加される金属酸化物としてはＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂が挙げられる。ただし、母材となる金属と、添加される金属は同一の材料ではない。なお、本実施形態においては、燃料発生部材１として、Ｆｅを主体とする燃料発生部材を用いる。

また、燃料発生部材１においては、その反応性を上げるために単位体積当りの表面積を大きくすることが望ましい。燃料発生部材１の単位体積当りの表面積を増加させる方策としては、例えば、燃料発生部材１の主体を微粒子化し、その微粒子化したものを成型すればよい。微粒子化の方法は例えばボールミル等を用いた粉砕によって粒子を砕く方法が挙げられる。さらに、機械的な手法などにより微粒子にクラックを発生させることで微粒子の表面積をより一層増加させてもよく、酸処理、アルカリ処理、ブラスト加工などによって微粒子の表面を荒らして微粒子の表面積をより一層増加させてもよい。

また、触媒としてＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＮｄなどを添加してもよい。

＜燃料電池部＞
固体酸化物型燃料電池部２は、図１に示す通り、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）やランタンガレート系を用いた固体酸化物電解質膜２Ａの両面に燃料極２Ｂと酸化剤極である空気極２Ｃを接合したＭＥＡ構造(膜・電極接合体：Membrane Electrode Assembly)である。なお、図１では、ＭＥＡを１つだけ設けた構造を図示しているが、ＭＥＡを複数設けたり、さらに複数のＭＥＡを積層構造にしたりしてもよい。

固体酸化物電解質膜２Ａは、電気化学蒸着法（ＣＶＤ−ＥＶＤ法；Chemical Vapor Deposition - Electrochemical Vapor Deposition）等を用いて形成することができる。

燃料極２Ｂの材料としては、電解質として用いた材料（ＹＳＺやＬＳＧＭ等）と、ＮｉやＮｉ−Ｆｅ等の電子導電材料を混合して焼結したサーメット材料を用いる。また、空気極２Ｃの材料としては、例えば、Ｌａ−Ｍｎ−Ｏ系化合物やＬａ−Ｃｏ−Ｃｅ系化合物等を用いることができる。燃料極２Ｂ、空気極２Ｃはそれぞれ、例えば蒸着法等を用いて形成することができる。

＜動作時の化学反応＞
次に、図１に示す燃料システムの動作時において起きる化学反応について説明する。

例えば燃料を水素にした場合、本実施形態では、発電動作時に、燃料極２Ｂにおいて下記の（３）式の反応が起こる。
Ｈ₂＋Ｏ^2-→Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- …（３）

上記の（３）式の反応によって生成された電子は、燃料極２Ｂから外部負荷（不図示）を通って、空気極２Ｃに到達し、空気極２Ｃにおいて下記の（４）式の反応が起こる。
１／２Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｏ^2- …（４）

そして、上記の（４）式の反応によって生成された酸素イオンは、固体酸化物電解質膜２Ａを通って、燃料極２Ｂに到達する。上記の一連の反応を繰り返すことにより、固体酸化物型燃料電池部２が発電動作を行うことになる。

また、燃料発生部材１は、本実施形態では、上記の（２）式に示すＦｅの酸化反応により、固体酸化物型燃料電池部２から供給される水蒸気を消費して、水素ガスを発生させ、水素ガスを固体酸化物型燃料電池部２に供給する。

なお、図１に示す燃料電池システムは、発電動作のみならず充電動作も行うことができる２次電池型燃料電池システムである。充電動作時には、固体酸化物型燃料電池部２が外部電源（不図示）に接続されて電気分解器として作動して、上記の（３）式及び（４）式の逆反応が起こり、燃料極２Ｂ側において水蒸気が消費され水素ガスが生成され、燃料発生部材１は、上記の（２）式の逆反応である還元反応により、酸化鉄から鉄への変化を進めて鉄残量を増やし、すなわち燃料発生部材１は再生されて、固体酸化物型燃料電池部２から供給される水素ガスを消費して、水蒸気を発生させ、水蒸気を固体酸化物型燃料電池部２に供給する。

＜形成工程＞
図１に示す燃料電池システムの製造時の形成工程において、まず始めに、第１の開口部３Ａ及び第２の開口部３Ｂが設けられている第１のパッケージ部材３＿１の内部に燃料発生部材１及び固体酸化物型燃料電池部２を配置して、セラミックボンドやガラスシールのような封止部材３＿３を用いて第１のパッケージ部材３＿１と固体酸化物電解質膜２Ａとを気密に接続し、その後、第１のパッケージ部材３＿１と第２のパッケージ部材３＿２を組み合わせて、封止部材３＿３を用いて第１のパッケージ部材３＿１と第２のパッケージ部材３＿２を接続する（図２参照）。第１のパッケージ部材３＿１と第２のパッケージ部材３＿２と封止部材３＿３とによって容器３が構成される。

なお、上述した容器３の形成方法とは異なり、封止部材３＿３を用いて第１のパッケージ部材３＿１と第２のパッケージ部材３＿２と固体酸化物電解質膜２Ａとを同時に接続するようにしてもよい（図３参照）。

また、容器３を形成するときに燃料極２Ｂと空気極２Ｃのそれぞれから容器３の外部に接続端子を引き出すようにしてもよい。

容器３を形成した後に、図４に示すように、容器３に設けている第１の開口部３Ａに第１の配管４の一端を気密に接続し、容器３に設けている第２の開口部３Ｂに第２の配管６の一端を気密に接続する。なお、第１の配管４の経路上には第１のバルブ５を配置し、第２の配管６の経路上には第２のバルブ７を配置している。

第１のバルブ５を開くことで、第１の開口部３Ａに気密に接続された第１の配管４が、容器３の内部と外部との間でガスを流通させることができる第１のガス流通部となる。同様に、第２のバルブ７を開くことで、第２の開口部３Ｂに気密に接続された第２の配管６が、容器３の内部と外部との間でガスを流通させることができる第２のガス流通部となる。

第１の配管４及び第２の配管６は、セラミクスクロス、ＳＵＳ（ステンレス）、ガラス、樹脂などの気密性を有する材料で構成されている。また、配管自体が高温になる場合は、セラミクスクロス、ＳＵＳ（ステンレス）、ガラスなどの耐熱性材料で構成されることが好ましい。容器３の第１の開口部３Ａ及び第２の開口部３Ｂへの接続方法としては、溶接、陽極接合などの気密性の高い接合方法が好ましい。溶接の場合は、容器３に用いる材料の熱膨張係数と、第１の配管４及び第２の配管６に用いる材料の熱膨張係数とが互いに近いことが好ましい。また、陽極接合の場合は、容器３に用いる材料と第１の配管４及び第２の配管６に用いる材料の組み合わせを、接合可能なガラスと金属にすることが好ましい。金属材料としては、例えば、鉄、ステンレス鋼、シリコン、銅、アルミニウム又はこれらの合金等を挙げることができ、ガラス材料としては、例えば、硼珪酸ガラス、ソーダ石灰ガラス等を挙げることができる。

＜還元工程＞
図１に示す燃料電池システムの製造時の還元工程において、図５に示すように第１の配管４と還元ガス供給装置８側の配管９とをスウェージロック（登録商標）などの継ぎ手１１を用いて気密に接続し、第２の配管６を大気開放する。なお、本実施形態では、配管９の経路上にはバルブやレギュレータなどの圧力調整器１０を配置しているが、圧力調整器１０を配置しない構成であってもよい。また、第２の配管６を大気開放せずに、図６に示すように第２の配管６と排気装置１４側の配管１３とをスウェージロックなどの継ぎ手１２を用いて気密に接続してもよい。また、本実施形態では、配管同士を継ぎ手で接続しているが、接続チューブや溶接などで接続するようにしてもよい。

還元ガス供給装置８としては、例えば、還元ガスボンベ、還元ガス吸蔵合金などの高純度の還元ガスを供給できるものを挙げることができる。排気装置１４としては、例えば、ダクト、気体吸引用ポンプなどを挙げることができる。還元ガスとしては、例えば、水素ガスや一酸化炭素ガス等を挙げることができる。

固体酸化物電解質膜２Ａと容器３とで囲まれ燃料発生部材１及び燃料極２Ｂが内部に配置されている空間に還元ガス供給装置８から還元ガスを供給し、燃料極２Ｂに含まれる電子導電材料を還元する。電子導電材料として例えばＮｉを用いている場合は、酸化している電子導電材料の還元反応が６００℃程度以上の温度で起こるため、燃料極２Ｂを適宜加熱する。燃料極２Ｂの加熱方法としては、例えば、容器３内に設けたヒーターで燃料極２Ｂを加熱する方法や図７に示すように容器３を加熱炉１５内に設置して加熱炉１５によって燃料極２Ｂを加熱する方法等を挙げることができる。

燃料極２Ｂに含まれる電子導電材料の還元反応が十分に進行した時点で還元工程を終了する。

燃料極２Ｂに含まれる電子導電材料の還元反応の進行具合を判断する方法としては、例えば、前記還元反応が進むと前記電子導電材料の電気抵抗が減少することを利用して、燃料極２Ｂから容器３の外部に引き出した接続端子等を用いて燃料極２Ｂの抵抗値を測定し、測定した抵抗値を前記還元反応の進行具合の指標にする方法や、前記還元反応が進むと前記電子導電材料の重量が減少することを利用して、燃料極２Ｂの重量を測定し、測定した重量を前記還元反応の進行具合の指標にする方法等を挙げることができる。なお、燃料極２Ｂが内部に配置されている容器３の重量を測定して燃料極２Ｂの重量を間接的に測定する場合は、燃料発生部材１の還元反応も考慮して燃料極２Ｂの重量を推定するとよい。

また、事前に同様の固体酸化物型燃料電池部２に対して還元ガスを供給し、還元ガスの供給時間と燃料極２Ｂに含まれる電子導電材料の還元反応の進行具合との関係を把握し、その把握した関係に基づいて算出された必要供給時間（燃料極２Ｂに含まれる電子導電材料の還元反応が十分に進行するのに必要な還元ガスの供給時間）の間、還元ガス供給装置８が還元ガスを供給するようにしてもよい。

＜閉鎖工程＞
還元工程の終了後に、第１のバルブ５及び第２のバルブ７を閉じて前記空間を閉空間にする閉鎖工程を実行し、継ぎ手１１を外すと、図１に示す燃料電池システムが完成する。上述した製造方法によると、燃料極２Ｂに含まれる電子導電材料を還元してから、燃料極２Ｂと燃料発生部材１とが内部に配置される空間を閉空間にするので、燃料極２Ｂに含まれる電子導電材料の還元不足を防止し、歩留まりを向上させることができる。

上述した製造方法とは異なりガス流通部を設けない場合は、グローブボックス等を用いて、還元ガス雰囲気下で容器３内に燃料発生部材１や固体酸化物型燃料電池部２を配置する組み立て作業を行う必要があり、作業性が悪いのに対して、上述した製造方法では大気下で組み立て作業や接続作業等を行うことができるので、作業性が良い。

なお、本実施形態では、第１のバルブ５及び第２のバルブ７を閉じることで、第１のガス流通部及び第２のガス流通部を閉鎖しているが、バルブの代わりに、例えば図８に示すような圧着、図９に示すような封着などを用いて第１のガス流通部及び第２のガス流通部を閉鎖してもよい。封着の場合、形状変化部材１６は、最初はガスを流通するための空隙が確保された状態で第１の配管４及び第２の配管６内に固定されており、所定の温度以上になると、溶融して形状変化を起こし、図９に示すように第１の配管４及び第２の配管６を塞ぐ。形状変化部材１６の材料としては、例えば、低融点ガラス（ホウ酸塩系、ケイ酸塩系、ゲルマネート系、バナデート系、リン酸塩系、砒酸塩系、テルライド系など）、低融点金属などの中から、燃料電池システムの作動温度（例えば６００℃）より高い融点の材料を選ぶことができる。

また、上述した実施形態では、第１のガス流通部及び第２のガス流通部それぞれに対して単一の閉鎖手法を用いて第１のガス流通部及び第２のガス流通部を閉鎖したが、第１のガス流通部及び第２のガス流通部それぞれに対して複数の互いに異なる閉鎖手法を用いて第１のガス流通部及び第２のガス流通部を多重に閉鎖してもよい。例えば、バルブ、圧着、封着などを用いた閉鎖に加えて、耐熱シール材、耐熱無機接着剤、配管に嵌めこまれる穴埋め部材などを用いた閉鎖を実行するとよい。圧着と耐熱無機接着剤１７を用いた多重閉鎖の例を図１０に示す。燃料が水素である場合、分子量が小さいため燃料が閉鎖部分から漏れやすいので、多重に閉鎖することは特に有用である。

＜変形例＞
また、上述した実施形態の製造方法で得られる燃料電池システムは、燃料発生部材１と固体酸化物型燃料電池部２とを同一の容器３に収容した構造であるが、図１１に示すように燃料発生部材１と燃料電池装置２とを別々の容器に収容した構造であってもよい。

また、上述した実施形態の製造方法で得られる燃料電池システムでは、１つの固体酸化物型燃料電池部２が発電も水の電気分解も行っているが、燃料発生部材１が、燃料電池（例えば発電専用の固体酸化物燃料電池）と水の電気分解器（例えば水の電気分解専用の固体酸化物燃料電池）それぞれにガス流路上並列に接続される構成にしてもよい。

また、上述した実施形態の製造方法では、複数のガス流通部を用いて還元ガスの供給を行ったが、例えば、ガス流通部の開口部よりも細いパイプをガス流通部の開口部に差し込み、前記パイプから還元ガスを供給する等の特殊な方法を採用すれば、単一のガス流通部を用いて還元ガスの供給を行うことも可能である。

１燃料発生部材
２固体酸化物型燃料電池部
２Ａ固体酸化物電解質膜
２Ｂ燃料極
２Ｃ空気極
３容器
３＿１第１のパッケージ部材
３＿２第２のパッケージ部材
３＿３封止部材
３Ａ第１の開口部
３Ｂ第２の開口部
４第１の配管
５第１のバルブ
６第２の配管
７第２のバルブ
８還元ガス供給装置
９、１３配管
１０圧力調整器
１１、１２継ぎ手
１４排気装置
１５加熱炉
１６形状変化部材
１７耐熱無機接着剤
２１固体酸化物電解質膜と同一材料の粒子
２２酸化されている電子導電材料の粒子
２３還元された電子導電材料の粒子

Claims

化学反応により燃料を発生する燃料発生部材と、酸素を含む酸化剤と前記燃料発生部材から供給される燃料との反応により発電を行う固体酸化物型燃料電池部とを備える燃料電池システムの製造方法であって、
前記固体酸化物型燃料電池部の燃料極と前記燃料発生部材とが内部に配置され、内部と外部との間でガスを流通させることができるガス流通部が設けられる空間を形成する形成工程と、
前記形成工程後に、前記ガス流通部を利用して還元性ガスを前記空間内に流入し、前記燃料極に含まれる電子導電材料を還元する還元工程と、
前記還元工程後に、前記ガス流通部を閉鎖して前記空間を閉空間にする閉鎖工程とを備えることを特徴とする燃料電池システムの製造方法。
前記還元工程において、加熱された前記電子導電材料を還元することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システムの製造方法。
前記燃料が水素であり、
前記閉鎖工程において、前記ガス流通部に対して、複数の互いに異なる閉鎖手法を用いて前記ガス流通部を多重に閉鎖することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池システムの製造方法。