燃料电池组的制作方法
本发明涉及一种燃料电池组。
背景技术
在层叠多个燃料电池单元而构成的燃料电池组中，在电池组的中央部，由于相邻的燃料电池单元彼此被保温，因此成为高温。另一方面，越接近电池组的上端和下端，热量越容易向外部传递(被外部夺走)，因此温度降低。这样，在燃料电池组中，若在燃料电池单元的层叠方向上产生温度分布的不均匀，则燃料电池的输出性能有可能降低。
在JP2008－311112A中公开了交替层叠多个燃料电池单元和隔板而形成的燃料电池组。在该燃料电池组中，在电池组的中央部设置散热体，利用该散热体的散热效果使电池组中央部的温度接近电池组两端的温度。
在专利文献1所记载的燃料电池组中，由于设置有与电池组分体的散热体，因此装置整体大型化。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种不使装置大型化而使燃料电池组的温度分布均匀化的燃料电池结构。
根据本发明的一方式，提供一种燃料电池组，其包含多个燃料电池单元，该燃料电池单元通过层叠阳极电极层、阴极电极层以及由阳极电极层和阴极电极层夹持的固体电解质层而构成，将这些燃料电池单元经由隔板层叠。该燃料电池组具备：通过隔板分别形成在相邻的两个燃料电池单元之间的、使燃料流过的燃料流路；以及连接燃料流路和阳极层的U形回转流路。燃料流路形成为沿燃料电池单元的层叠面方向延伸，并具备调整燃料电池单元的热平衡的热平衡调整单元，U形回转流路形成为从燃料流路的一端向阳极层折弯。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的燃料电池组的概略结构图。
图2是沿图1的A－A线的剖面图。
图3是沿图1的B－B线的剖面图。
图4是图2中用圆圈圈起的部分的放大剖面图，是说明改性催化剂的微观结构的概略剖面图。
图5是说明电池组端部的燃料电池单元的热平衡的图。
图6是说明电池组中央的燃料电池单元的热平衡的图。
图7是表示电池组两端和电池组中央的燃料电池单元的温度的曲线图。
图8是第二实施方式的燃料电池组的概略结构图。
图9是沿图8的C－C线的剖面图。
图10是沿图8的D－D线的剖面图。
图11是沿图8的E－E线的剖面图。
图12是第三实施方式的燃料电池组的概略结构图。
图13是沿图12的F－F线的剖面图。
图14是沿图12的G－G线的剖面图。
图15是第四实施方式的燃料电池组的概略结构图。
图16是沿图15的H－H线的剖面图。
图17是沿图15的I－I线的剖面图。
图18是沿图15的J－J线的剖面图。
图19是第五实施方式的燃料电池组的概略结构图。
图20是沿图19的K－K线的剖面图。
图21是沿图19的L－L线的剖面图。
图22是第六实施方式的燃料电池组的概略结构图。
图23是沿图22的M－M线的剖面图。
图24是沿图22的N－N线的剖面图。
图25是沿图22的O－O线的剖面图。
图26是第七实施方式的燃料电池组中的燃料流路的示意图。
图27是变形例的燃料流路的示意图。
图28是变形例的燃料流路的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图等对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式的燃料电池组(燃料电池)100的概略结构图。
燃料电池组(燃料电池)100例如是作为固体氧化物型燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells：SOFC)构成的、通过依次层叠多个燃料电池单元10和隔板20而构成的层叠电池。在本实施方式中，燃料电池组100以搭载于电动汽车或混合动力汽车等移动车辆为前提，但也可以作为各种电气设备的电源等使用。另外，在图1中，层叠有3个燃料电池单元10，但燃料电池单元10的层叠数量不限于此。
固体氧化物型的燃料电池组100的动作温度高达600℃左右。在固体氧化物型的燃料电池组100中，使用空气作为阴极气体，使用氢、甲烷(CH4)等烃类燃料作为阳极气体。燃料电池组100中使用的阳极气体等的燃料气体根据所构建的燃料电池系统来选择。
如图1所示，燃料电池组100具备：多个燃料电池单元10、设置在相邻的燃料电池单元10之间的隔板20、通过隔板20形成的燃料流路30、以及构成燃料电池组100的周缘的电池组框架40。在电池组框架40的一端设置有将燃料流路30与燃料电池单元10连接的U形回转流路50、和与燃料电池单元10连接的空气供给流路60。另外，在电池组框架40的另一端设置有与燃料流路30连接的燃料供给流路70、与燃料电池单元10连接的燃料排出流路80及空气排出流路90。
燃料电池单元10具备：电解质层11、配置在电解质层11的一个面上的阴极层12、配置在电解质层11的另一个面上的阳极层13、以支承阳极层13的方式设置的金属支承体14。
电解质层(固体电解质层)11是由具有氧离子传导性的氧化物形成的薄膜体，被阳极电极层13和阴极电极层12夹持。作为该氧化物，例如可以使用氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、钪稳定氧化锆(SSZ)、钐掺杂氧化铈(SDC)、钆掺杂氧化铈(GDC)、锶镁掺杂镓酸镧(LSGM)等。在燃料电池组100运转时，燃料电池单元10因电解质层11的电阻而发热。
阴极层12例如是由镧锶钴复合氧化物(LSC)、镧锶钴铁氧化物(LSCF)等形成的板状部件，以与电解质层11的上表面相接的方式设置。在阴极层12中，发生还原阴极气体(空气)中的氧的还原反应。另外，也可以在阴极层12的与电解质层11相接的一侧的相反侧的面上压接具有集电功能的集电体。
阳极层13是由例如镍(Ni)等金属及氧化钇稳定氧化锆(YSZ)等氧化物形成的板状部件。阳极电极层13以与电解质层11的下表面相接的方式设置，并载置于金属支承体14上。在阳极层13中，通过在电解质层11中传导的氧化物离子，发生氧化含有氢等的阳极气体的氧化反应。燃料电池单元10基于在阴极层12和阳极层13中的电极反应进行发电。另外，也可以在阳极层13的与电解质层11相接的一侧的相反侧的面上压接具有集电功能的集电体，使其介于阳极层13和金属支承体14之间。
金属支承体14是多孔质性的板状部件，以支承阳极电极层13的方式设置，作为用于增强燃料电池单元10的强度的结构部件发挥功能。这样，燃料电池单元10构成为在作为支承体的金属支承体14上层叠阳极电极层13、电解质层11及阴极电极层12的所谓金属支承式的燃料电池。另外，为了增强燃料电池单元10的强度，优选设置金属支承体14，但金属支承体14不是必须的结构，也可以是利用后述的隔板20直接支承阳极电极层13的结构。
燃料电池组100通过层叠上述的燃料电池单元10而构成，在相邻的燃料电池单元10之间设有板状的隔板20。形成隔板20的材料只要是导电性且导热性材料即可，没有特别限定，例如可以使用含有铁(Fe)或铬(Cr)的合金、金属等，优选使用铁素体类的不锈钢。作为铁素体类不锈钢，例如可以举出SUS430、SUS434、ZMG(注册商标)、Crofer(注册商标)等。另外，隔板20例如也可以使用导电性的陶瓷。隔板20是通过对上述导电性且导热性的材料进行冲压成形而形成的板状部件，与燃料电池单元10电连接。另外，隔板20构成为在相邻的燃料电池单元10之间形成使燃料通过的燃料流路30。如图1所示，燃料流路30形成为经由隔板20与燃料电池单元10的层叠面相接，并沿燃料电池单元10的层叠面方向延伸。
如图1所示，在与层叠方向上端及下端的燃料电池单元10相接的燃料流路30(以下称为电池组端部的燃料流路30)上涂敷有改性催化剂31。另一方面，在与层叠方向中央的燃料电池单元10相接的燃料流路30(以下称为电池组中央的燃料流路30)上未涂敷改性催化剂31。如后叙所述，改性催化剂31具有作为调整燃料电池单元10的热平衡的单元的功能。
电池组框架40构成燃料电池组100的周缘部，在燃料电池单元10的面方向的一端(以下称为电池组框架40的一端)分别形成有构成后述的U形回转流路50及空气供给流路60的孔。构成U形回转流路50的孔形成为与燃料流路30的一端32和阳极层13的一端131连接。构成空气供给流路60的孔形成为与阴极层12的一端121连接。另外，在燃料电池单元10的面方向的另一端(以下称为电池组框架40的另一端)分别形成有构成后述的燃料供给流路70、燃料排出流路80及空气排出流路90的孔。构成燃料供给流路70的孔形成为与燃料流路30的另一端33连接，构成燃料排出流路80的孔形成为与阳极层13的另一端132连接。另外，构成空气排出流路90的孔形成为与阴极层12的另一端122连接。
U形回转流路50设置在电池组框架40的一端，将燃料流路30和阳极层13连接。U形回转流路50由形成为与燃料流路30和阳极层13连接的电池组框架40的孔构成，并形成为从燃料流路30的一端32向阳极层13的一端131折弯。流过燃料流路30的燃料(或阳极气体)通过U形回转流路50进行U形转弯，供给到阳极层13。另外，U形回转流路50可以具有任何形状，只要能够使燃料(阳极气体)从燃料流路30的一端32供给到阳极层13的一端131即可。这样，通过形成为经由U形回转流路50向阳极层13供给燃料(阳极气体)的结构，如后叙所述，能够将燃料流路30用作调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整用的流路。
空气供给流路60设置在电池组框架40的一端，向各燃料电池单元10的阴极层12分配空气。空气供给流路60由形成为与各阴极层12的一端121连接的电池组框架40的孔构成。空气供给流路60在电池组框架40的下端，从入口61取入外部的空气，并将取入的空气从阴极层连接部62分配给各阴极层12。
燃料供给流路70设置在电池组框架40的另一端，向各燃料流路30分配燃料。燃料供给流路70由形成为与各燃料流路30的另一端33连接的电池组框架40的孔构成。燃料供给流路70将从燃料电池组100的外部供给的燃料从电池组框架40下端的入口71导入，并将导入的燃料从阳极层连接部72分配到各燃料流路30。燃料供给流路70与空气供给流路60设置在电池组框架40的相反侧的端部，因此，空气与燃料向相反方向流动。如后叙所述，在配置有改性催化剂31的燃料流路30中，在燃料流路30内发生改性反应，但改性反应容易在燃料流路30中的供给燃料的入口附近发生。由于改性反应是吸热反应，因此，若在冷空气大量流入的空气供给流路60的入口61附近发生改性反应，则局部温度的降低变大，有可能对燃料电池组100的输出产生影响。因此，在本实施方式中，通过使空气和燃料的流动相反，使容易发生改性反应的部位与进入大量冷空气的空气供给流路60的入口61之间的距离远离。
燃料排出流路80设置在电池组框架40的另一端，将各燃料电池单元10的阳极废气排出到燃料电池组100的外部。燃料排出流路80由形成为与各阳极层13的另一端132连接的电池组框架40的孔构成。燃料排出流路80从阳极层连接部81导入各阳极层13的阳极废气，并将导入的阳极废气从电池组框架40下端的出口82排出到燃料电池组100的外部。
空气排出流路90设置在电池组框架40的另一端，将各燃料电池单元10的阴极废气排出到燃料电池组100的外部。空气排出流路90由形成为与各阴极层12的另一端122连接的电池组框架40的孔构成。空气排出流路90从阴极层连接部91导入各阴极层12的阴极废气，并将导入的阴极废气从电池组框架40下端的出口92排出到燃料电池组100的外部。
通过以上的结构，空气及燃料按下述顺序向燃料电池组100供给及排出。即，首先，从燃料电池组100的外部供给到空气供给流路60的空气被分配到各阴极层12。从各阴极层12排出的阴极废气通过空气排出流路90汇集成一个，并排出到燃料电池组100的外部。另一方面，供给到燃料供给流路70的燃料分配到各燃料流路30，并经由U形回转流路50供给到阳极层13。从各阳极层排出的阳极废气通过燃料排出流路80汇集成一个，并排出到燃料电池组100的外部。
接着，对燃料流路30进行详细说明。
图2是沿图1的A－A线的剖面图，是说明电池组端部的燃料流路30的图。另外，图3是沿图1的B－B线的剖面图，是说明电池组中央的燃料流路30的图。
如图2及图3所示，隔板20具备：第一抵接部21，其与支承相邻的两个燃料电池单元10中的一个燃料电池单元10的阳极层13的金属支承体14(阳极层侧)抵接；第二抵接部22，其与相邻的两个燃料电池单元10中的另一个燃料电池单元10的阴极层12(阴极层侧)抵接。另外，隔板20具备连结第一抵接部21和第二抵接部22的多个第一连结部23和连结各第一连结部23彼此的第二连结部24。第一抵接部21和第二抵接部22在隔板宽度方向上隔开一定的间隔设置，第一抵接部21的一端和第二抵接部22的一端、第一抵接部21的另一端和第二抵接部22的另一端分别通过第一连结部23连结。第一连结部23在燃料电池单元10的层叠方向的中央(中央部)具有向层叠方向弯折的弯折部25，由此，形成图2及图3所示的由第一抵接部21、第二抵接部22及第一连结部23包围的六角形状的燃料流路30。这样，由于第一连结部23具有弯折部25，因此，在存在燃料电池单元10的层叠方向的膨胀位移的情况下，能够通过弯折部25的弯折来吸收该位移。将第一抵接部21和第二抵接部22的一端彼此连结的第一连结部23的弯折部25与将第一抵接部21和第二抵接部22的另一端彼此连结的第一连结部23的弯折部25通过第二连结部24连结。
如图2所示，在电池组端部的燃料流路30中，在燃料流路30的整个内周面涂敷有改性催化剂31。由此，在燃料电池组100运转时，若从燃料供给流路70向电池组端部的燃料流路30供给含有甲烷(CH4)的改性燃料(烃类燃料)，则烃类燃料被改性催化剂31促进而发生改性反应，生成含有氢(H2)的阳极气体。在燃料流路30内改性而生成的阳极气体从燃料流路30的一端32经由U形回转流路50供给到阳极层13(参照图1)。
图4是图2中用圆圈圈起的部分的放大剖面图，是说明改性催化剂31的微观结构的剖面图。
如图4所示，改性催化剂31是使担载体34担载催化剂微颗粒35而构成。作为担载催化剂微颗粒35的方法，例如可以使用浸渍法等。如上所述，改性催化剂31涂敷在燃料流路30的整个内周面上。
催化剂微颗粒35可以使用已知的任一种，例如包含镍(Ni)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、钼(Mo)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)及铱(Ir)中的任一种或多种。
担载体34由氧化物构成，可以使用已知的任一种物质，例如包含氧化铝(Al2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铈－氧化锆固溶体中的任一种。通过将催化剂微颗粒35担载在担载体34上，防止催化剂微颗粒35彼此凝聚/粗大化。另外，通过由氧化物构成的担载体34，可以抑制碳从燃料中析出。另外，担载体34具有一定程度的绝热功能。
如上所述，改性催化剂31配置(施加)在电池组端部的燃料流路30内。另一方面，如图3所示，在电池组中央的燃料流路30中，在燃料流路30内没有涂敷改性催化剂31。因此，即使燃料通过电池组中央的燃料流路30，在燃料流路内也保持没有被改性的状态，未改性的烃类燃料经由U形回转流路50供给到阳极层13。供给到阳极层13的燃料在阳极层13内被改性。另外，优选在层叠方向中央的燃料电池单元10的阳极电极层13内滴下改性催化剂31。由此，可促进阳极电极层13内的改性。
接着，参照图5及图6对燃料电池单元10的热平衡进行说明。
图5是说明层叠方向上端及下端(电池组端部)的燃料电池单元10的热平衡的图。在图5中，表示了电池组端部的燃料电池单元10及电池组端部的燃料流路30的层叠方向的剖面，图中的箭头表示了电池组端部的燃料电池单元10中的热的移动。另外，图6是说明层叠方向中央(电池组中央)的燃料电池单元10的热平衡的图。在图6中，表示了电池组中央的燃料电池单元10及电池组中央的燃料流路30的层叠方向的剖面，图中的箭头表示了电池组中央的燃料电池单元10中的热的移动。
在层叠多个燃料电池单元10而构成的燃料电池组100中，通常在电池组中央，由于相邻的燃料电池单元10彼此被保温，因此成为高温。另一方面，越接近电池组端部，热越容易向外部传递，因此，温度降低。在燃料电池组100中，若在燃料电池单元10的层叠方向上产生这样的温度分布的不均匀，则燃料电池的输出性能有可能降低。相对于此，可以在燃料电池组100的中央部设置散热体等，利用散热体的散热效果使电池组中央部的温度接近电池组端部的温度，但若设置与电池组分体的散热体，则装置整体大型化。另一方面，在本实施方式中，从燃料流路30的一端32经由U形回转流路50向燃料电池单元10(阳极层13)供给燃料(阳极气体)，因此能够在燃料流路30中调整燃料电池单元10的热平衡。即，在从燃料流路30向阳极层13直接供给燃料(或阳极气体)的情况下，在燃料流路30中难以调整燃料电池单元10的热平衡，但在本实施方式中，由于具备U形回转流路50，因此能够将燃料流路30用作热平衡调整用的流路。具体而言，如以下说明的那样，通过在电池组端部的燃料流路30内配置改性催化剂31，来调整电池组中央及两端的燃料电池单元10的热平衡。因此，不会使装置整体大型化，能够抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
如图5和图6所示，在燃料电池单元10的电解质层11中，由于与电流的大小对应的电阻而引起发热。由电解质层11产生的热传递到阳极层13。
如图5所示，由于在电池组端部的燃料流路30内配置有改性催化剂31，因此燃料在燃料流路30内被改性。在此，改性反应是吸热反应，但如上所述，由于改性催化剂31的担载体34具有绝热功能，因此可抑制燃料电池单元10(阳极层13)的热通过燃料流路30内的改性反应(吸热反应)而被吸热。
另一方面，如图6所示，在电池组中央的燃料流路30内没有配置改性催化剂31。另外，在电池组中央的燃料电池单元10内，通过向阳极层13滴下的改性催化剂31，在阳极层13内形成催化剂层15。因此，通过了电池组中央的燃料流路30的燃料以未改性的状态经由U形回转流路50供给到阳极层13，在阳极层13中被改性。由此，在电池组中央的燃料电池单元10中，由电解质层11的发热产生的热通过阳极电极层13中的改性反应(吸热反应)而被吸热。通过阳极电极层13内的改性反应引起的吸热，电池组中央的燃料电池单元10被冷却。
如上所述，在电池组端部(电池组端部的燃料电池单元10及燃料流路30)，通过改性催化剂31使改性反应(吸热反应)主要在燃料流路30内发生，且改性催化剂31的担载体34具有绝热功能，因此，燃料电池单元10难以被冷却。另一方面，在电池组中央(电池组中央的燃料电池单元10及燃料流路30)，由于在燃料流路30内没有配置改性催化剂31，因此改性反应(吸热反应)主要在阳极电极层13内发生，燃料电池单元10容易被冷却。因此，能够抑制电池组中央成为高温而电池组端部成为低温的情况，能够抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。这样，在本实施方式中，通过在燃料流路30内是否配置改性催化剂31来调整燃料电池单元10的热平衡。即，改性催化剂31具有作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元的功能。
另外，在电池组端部的燃料流路30内，也存在燃料的一部分未被改性而直接经由U形回转流路50向阳极层13供给的情况，但在该情况下，作为整体，燃料流路30内的改性反应成为支配性的，因此可抑制温度分布的不均匀。
图7是表示电池组两端和电池组中央的燃料电池单元10的温度的曲线图。在图7中，对在电池组端部的燃料流路30中未配置改性催化剂31的情况下的燃料电池单元10的温度(比较例)和本实施方式的燃料电池单元10的温度进行比较。
在电池组端部的燃料流路30中未配置改性催化剂31的情况下(比较例)，在电池组端部和电池组中央的燃料电池单元10中，燃料的改性均在阳极层13内进行。因此，在电池组两端及电池组中央的燃料电池单元10的任一个中，燃料电池单元10的热都通过阳极电极层13内的改性而同样地被吸热。因此，不能抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀，在电池组中央和两端的燃料电池单元10之间产生大的温度差。比较例的阳极层13的平均位置(中央)的温度差由图7的图表的ΔT'ave表示。
另一方面，在燃料电池组端部的燃料流路30中配置了改性催化剂31的本实施方式中，可抑制由于电池组端部的燃料电池单元10中的改性反应而引起的温度降低，并且与比较例相比，可抑制电池组中央与电池组端部之间的温度差。本实施方式的阳极电极层13的平均位置(中央)的温度差的平均由图7的曲线图的ΔTave表示。通过比较ΔTave和ΔT'ave，在本实施方式中，明显地可抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据上述的第一实施方式的燃料电池组100，能够得到以下的效果。
根据燃料电池组100，在相邻的2个燃料电池单元10之间形成燃料流路30，并且燃料流路30的一端131和阳极层13通过U形回转流路50连接。而且，燃料流路30具备调整燃料电池单元10的热平衡的改性催化剂31(热平衡调整单元)。通过这样设置U形回转流路50，能够将燃料(阳极气体)从燃料流路30经由U形回转流路50供给到燃料电池单元10。因此，能够将燃料流路30作为具备改性催化剂31(热平衡调整单元)的燃料电池单元10的热平衡调整用的流路使用。这样，由于能够在燃料流路30中调整燃料电池单元10的热平衡，因此，能够不设置与电池组分体的散热体等而调整燃料电池单元10的温度。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据燃料电池组100，在与层叠方向上端及下端的燃料电池单元10相接的燃料流路30(电池组端部的燃料流路30)的内部配置有改性催化剂31。由此，通过电池组端部的燃料流路30的燃料主要在燃料流路30内被改性。因此，在电池组端部的燃料电池单元10中，与燃料在阳极电极层13内被改性的情况相比，改性引起的吸热少，燃料电池单元10难以冷却。即，在电池组端部的燃料电池单元10中，与电池组中央的燃料电池单元10相比，由改性引起的温度的冷却变小，电池组端部与中央的燃料电池单元10的温度差变小。这样，不设置与电池组分体的散热体等，而通过在燃料流路30的内部配置改性催化剂31来抑制电池组端部的燃料电池单元10的温度降低。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
另外，在本实施方式中，以层叠3个燃料电池单元10的情况为例进行了说明，但燃料电池单元10的层叠数量不限于此，例如也可以层叠4个以上的燃料电池单元10。在这种情况下，改性催化剂31仅配置在电池组端部的燃料流路30的内部，而在其它燃料流路30中不配置改性催化剂31。
(第二实施方式)
参照图8～图11说明第二实施方式的燃料电池组100。在本实施方式中，与第一实施方式的不同点在于，越是接近层叠方向端部的与燃料电池单元10相接的燃料流路30(以下称为接近电池组端部的燃料流路30)，在燃料流路30内配置越多的改性催化剂31。另外，对与第一实施方式相同的要素标注相同的符号，并省略其说明。
图8是第二实施方式的燃料电池组100的概略结构图。与第一实施方式相同，燃料电池组100通过层叠多个(在此例如为5个)燃料电池单元10而构成。
如图8所示，在本实施方式中，也与第一实施方式同样，在相邻的燃料电池单元10之间通过隔板20形成燃料流路30，燃料流路30的一端131和燃料电池单元10的阳极层13通过U形回转流路50连接。另外，在燃料流路30内配置有改性催化剂31。
图9是沿图8的C－C线的剖面图，是说明电池组端部的燃料流路30的图。图10是沿图8的D－D线的剖面图，是说明电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30的图。另外，图11是沿图8的E－E线的剖面图，是说明电池组中央的燃料流路30的图。
如图9所示，在电池组端部的燃料流路30的内周的整个面上涂敷有改性催化剂31。因此，与第一实施方式同样，在电池组端部，由于燃料主要在燃料流路30内被改性，所以相对于燃料电池单元10，改性引起的吸热少，与燃料在阳极层13内被改性的情况相比，燃料电池单元10难以冷却。
接着，如图10所示，在电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30的内周，也在整个面上涂敷有改性催化剂31。然而，改性催化剂31的厚度(涂敷量)薄于涂敷在图9所示的电池组端部的燃料流路30内的改性催化剂31。即，配置在电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30中的改性催化剂31的量少于配置在电池组端部的燃料流路30内的改性催化剂31。因此，在电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30中，燃料的一部分被改性，但一部分的燃料以未改性的状态经由U形回转流路50供给到阳极层13，在阳极层13内被改性。即，与电池组的端部相比，以未改性的状态供给到阳极层13的燃料的量更多。因此，与电池组端部相比，在阳极电极层13内被改性的燃料变多，对燃料电池单元10的改性引起的吸热也比电池组端部大。另外，由于改性催化剂31的厚度也比电池组端部的燃料流路30内的改性催化剂31薄，因此，改性催化剂31的担载体34的绝热功能也变小。因此，在电池组中央与电池组端部之间，燃料电池单元10比电池组端部容易被冷却。
另一方面，如图11所示，在电池组中央的燃料流路30内没有配置改性催化剂31。因此，与第一实施方式相同，在电池组中央的燃料电池单元10中，未改性的燃料从U形回转流路50供给到阳极层13，燃料主要在阳极层13内被改性。因此，在电池组中央的燃料电池单元10中，与电池组中央与电池组端部之间的燃料电池单元10相比，由改性引起的吸热更大，燃料电池单元10更容易被冷却。
如上所述，通过配置在燃料流路30内的改性催化剂31的量，能够调整对燃料电池单元10的改性反应引起的吸热的大小。即，改性催化剂31作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元发挥功能。而且，越是接近层叠方向端部的燃料流路30，越在燃料流路内配置更多的改性催化剂31，由此越是接近层叠方向端部的燃料电池单元10，由改性反应吸收的热量越小，能够抑制温度降低。因此，可抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
另外，在本实施方式中，以层叠5个燃料电池单元10的例子进行了说明，但燃料电池单元10的层叠数量可以是任意层，越接近层叠方向端部的燃料流路30，在燃料流路30内配置越多的改性催化剂31即可。
另外，在本实施方式中，在电池组中央的燃料流路30内没有配置改性催化剂31，但不限于此，也可以在电池组中央的燃料流路30内配置改性催化剂31。但是，在该情况下，在电池组中央的燃料流路30内配置(涂敷)比电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30内更少的量(厚度)的改性催化剂31。
根据上述的第二实施方式的燃料电池组100，能够得到以下的效果。
根据燃料电池组100，燃料流路30形成在相邻的两个燃料电池单元10之间，并且燃料流路30的一端131和阳极层13通过U形回转流路50连接。而且，燃料流路30具备调整燃料电池单元10的热平衡的改性催化剂31(热平衡调整单元)。这样，通过具备U形回转流路50，能够将燃料流路30作为配置有改性催化剂31(热平衡调整单元)的热平衡调整用的流路使用。因此，由于能够在燃料流路30中调整燃料电池单元10的热平衡，因此能够不设置与电池组分体的散热体等而调整燃料电池单元10的温度。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据燃料电池组100，越是接近层叠方向端部的与燃料电池单元10相接的燃料流路30，越在燃料流路30内配置更多的改性催化剂31。因此，越接近层叠方向端部，在燃料流路30内越多地发生改性反应，越接近层叠方向中央，在燃料电池单元10的阳极层13内越多地发生改性反应。因此，越是接近层叠方向端部的燃料电池单元10，由改性反应引起的吸热量越小，可抑制温度降低，可抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。这样，不设置与电池组分体的散热体等，通过调整配置在燃料流路30中的改性催化剂31的量来调整燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
另外，在本实施方式中，通过调整改性催化剂31的厚度(量)来调整燃料电池单元10的热平衡，但使用了改性催化剂31的燃料电池单元10的热平衡调整不限于此。例如，也可以根据改性催化剂31的种类来调整燃料电池单元10的热平衡。例如，对更接近燃料电池组端部的燃料流路30涂敷使用了较高导热率的担载体34的改性催化剂31。由此，能够促进向催化剂微颗粒35的热传导，越接近电池组端部，燃料流路30内的改性反应越变得可支配，燃料电池单元10的热难以被吸热。另外，例如，对更接近燃料电池组端部的燃料流路30涂敷使用了较低孔隙率的担载体34的改性催化剂31。由此，向催化剂微颗粒35的热传导面积扩大，促进热传导，因此越接近电池组端部，燃料流路30内的改性反应越变得可支配，燃料电池单元10的热难以被吸热。
(第三实施方式)
参照图12～图14说明第三实施方式的燃料电池组100。在本实施方式中，与第一及第二实施方式的不同点在于，作为调整燃料电池单元10的热平衡的单元，在与层叠方向上端及下端的燃料电池单元10相接的燃料流路30(电池组端部的燃料流路30)的内部配置有绝热材料36。另外，对与第一及第二实施方式相同的要素标注相同的符号，并省略其说明。
图12是第三实施方式的燃料电池组100的概略结构图。如图12所示，在电池组端部的燃料流路30中配置有绝热材料36。另一方面，在电池组中央的燃料流路30中没有配置绝热材料36。
绝热材料36只要具有绝热性即可，没有特别限定，例如可以使用已知的绝热涂料。
图13是沿图12的F－F线的剖面图，是说明电池组端部的燃料流路30的图。图14是沿着图12的G－G线的剖面图，是用于说明电池组中央的燃料流路30的图。
如图13所示，在电池组端部的燃料流路30的内部，在燃料流路30的与阴极层12相对的面上(即，第一抵接部21的内周面侧)涂敷(配置)有绝热材料36。
如上所述，在层叠多个燃料电池单元10而构成的燃料电池组100中，越接近电池组端部，热越容易向外部传递(被外部夺走)。另一方面，在本实施方式中，如上所述，由于在电池组端部的燃料流路30的内部配置有绝热材料36，因此，能够抑制电池组端部的燃料电池单元10(阳极层13)的热量传递。
另一方面，如图14所示，由于在电池组中央的燃料流路30的内部没有配置绝热材料36，因此，与电池组端部相比，在电池组中央，燃料电池单元10(阳极层13)的热容易传递。
这样，通过有无向燃料流路30配置绝热材料36来调整燃料电池单元10的热平衡。即，在本实施方式中，绝热材料36具有作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元的功能。
如上所述，在燃料流路30中配置有绝热材料36的电池组端部的燃料电池单元10中，由于热量不易传递，因此可抑制温度降低。另一方面，在燃料流路30中未配置绝热材料36的电池组中央，燃料电池单元10的热容易传递，容易被冷却。因此，电池组端部与中央的燃料电池单元10的温度差变小，可抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据上述第三实施方式的燃料电池组100，能够得到以下的效果。
根据燃料电池组100，在燃料流路30的内部配置有作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元的绝热材料36。因此，由于能够在燃料流路30中调整燃料电池单元10的热平衡，因此能够不设置与电池组分体的散热体等而调整燃料电池单元10的温度。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据燃料电池组100，在与层叠方向上端及下端的燃料电池单元10相接的燃料流路30(电池组端部的燃料流路30)的内部的、与阴极层12相对的面上配置有绝热材料36。由此，在电池组端部的燃料电池单元10中，热量不易传递，可抑制温度降低，电池组端部与中央的燃料电池单元10的温度差变小。这样，不设置与电池组分体的散热体等，通过在燃料流路30的内部配置绝热材料36，抑制电池组端部的燃料电池单元10的温度降低。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
(第四实施方式)
参照图15～图17，说明第四实施方式的燃料电池组100。与第三实施方式的不同点在于，在本实施方式中，越是与接近层叠方向端部的燃料电池单元10相接的燃料流路30(接近电池组端部的燃料流路30)，在燃料流路30内配置越多的绝热材料36。另外，对与其他实施方式相同的要素标注相同的符号，并省略其说明。
图15是第四实施方式的燃料电池组100的概略结构图。如图15所示，在燃料流路30内配置有绝热材料36。
图16是沿图15的H－H线的剖面图，是说明电池组端部的燃料流路30的图。图17是沿图15的I－I线的剖面图，是说明电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30的图。另外，图18是沿图15的J－J线的剖面图，是说明电池组中央的燃料流路30的图。
如图16所示，在电池组端部的燃料流路30的内部，在燃料流路30的与阴极层12相对的面上(第一抵接部21的内周面侧)涂敷有绝热材料36。因此，与第三实施方式相同，在电池组端部，燃料电池单元10(阳极电极层13)的热难以传递。
接着，如图17所示，在电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30的内部也配置有绝热材料36。但是，绝热材料36的厚度比图16所示的配置在电池组端部的燃料流路30内的绝热材料36薄。因此，尽管在电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30也具有一定程度的绝热效果，但是燃料电池单元10(阳极层13)的热比电池组端部更容易传递。即，在电池组中央与电池组端部之间，与电池组端部相比燃料电池单元10更容易冷却。
另一方面，如图18所示，在电池组中央的燃料流路30内没有配置绝热材料36。因此，与电池组端部以及电池组中央与电池组端部之间相比，燃料电池单元10(阳极电极层13)的热容易传递，燃料电池单元10更容易被冷却。
如上所述，通过配置在燃料流路30内的绝热材料36的厚度(量)，能够调整从燃料电池单元10传递的热的大小。即，绝热材料36作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元发挥功能。而且，越是接近层叠方向端部的燃料流路30，越配置更多的绝热材料36，由此越是接近层叠方向端部的燃料电池单元10，传递的热的量越小，可抑制温度降低。因此，可抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据上述第四实施方式的燃料电池组100，能够得到以下的效果。
根据燃料电池组100，在燃料流路30的内部配置有作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元的绝热材料36。因此，由于能够在燃料流路30中调整燃料电池单元10的热平衡，因此能够不设置与电池组分体的散热体等而调整燃料电池单元10的温度。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据燃料电池组100，越是与接近层叠方向端部的燃料电池单元10相接的燃料流路30，越在燃料流路30的内部配置更多的绝热材料36。由此，越是接近电池组端部的燃料电池单元10，热越难以传递，可抑制温度降低，可抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。这样，不设置与电池组分体的散热体等，通过调整配置在各燃料流路30中的绝热材料36的量来调整燃料电池单元10的温度。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
另外，在本实施方式中，以层叠了5个燃料电池单元10的例子进行了说明，但燃料电池单元10的层叠数量可以是任意层，越接近层叠方向端部的燃料流路30，在燃料流路30内配置越多的绝热材料36即可。
另外，在本实施方式中，在电池组中央的燃料流路30内没有配置绝热材料36，但不限于此，也可以在电池组中央的燃料流路30内配置绝热材料36。但是，在该情况下，在电池组中央的燃料流路30内配置(涂敷)比电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30内更少的量(厚度)的绝热材料36。
(第五实施方式)
参照图19～图21说明第五实施方式的燃料电池组100。在本实施方式中，与其他实施方式的不同点在于，作为调整燃料电池单元10的热平衡的单元，在与层叠方向上端及下端的燃料电池单元10相接的燃料流路30(电池组端部的燃料流路30)的内部配置有绝热材料36及改性催化剂31。另外，对与其他实施方式相同的要素标注相同的符号，并省略其说明。
图19是第五实施方式的燃料电池组100的概略结构图。
如图19所示，在电池组端部的燃料流路30中配置有绝热材料36和改性催化剂31。另一方面，在电池组中央的燃料流路30中没有配置绝热材料36和改性催化剂31。
图20是沿图19的K－K线的剖面图，是说明电池组端部的燃料流路30的图。图21是沿图19的L－L线的剖面图，是说明电池组中央的燃料流路30的图。
如图20所示，在电池组端部的燃料流路30的内部，在燃料流路30的与阴极层12相对的面上(第一抵接部21的内周面侧)涂敷有绝热材料36。另外，在绝热材料36的与阴极层12相对的面上(绝热材料36上)以及构成燃料流路30内周面的隔板20的表面(燃料流路30的内周面)配置(涂敷)有改性催化剂31。
如上所述，在层叠多个燃料电池单元10而构成的燃料电池组100中，越接近电池组端部，热越容易向外部传递。另一方面，在本实施方式中，如上所述，在电池组端部的燃料流路30的内部配置有绝热材料36和改性催化剂31。因此，通过改性催化剂31的担载体34和绝热材料36的绝热效果，可抑制电池组端部的燃料电池单元10(阳极层13)的热量传递。
另外，在电池组端部的燃料流路30内，在绝热材料36的表面上和燃料流路30的内周面上配置有改性催化剂31，因此，被改性催化剂31促进，燃料的改性反应主要在燃料流路30内产生。如上所述，改性反应是吸热反应，但是由于改性催化剂31的担载体34和绝热材料36的绝热效果，电池组端部的燃料电池单元10(阳极层13)的热几乎不被吸收。在电池组端部的燃料流路30内被改性的阳极气体经由U形回转流路50供给到阳极层13。
另一方面，如图21所示，由于在电池组中央的燃料流路30的内部没有配置绝热材料36和改性催化剂31，因此，在电池组中央，与电池组端部相比，燃料电池单元10(阳极层13)的热容易传递，容易被冷却。
另外，由于在电池组中央的燃料流路30的内部没有配置改性催化剂31，因此，在电池组中央，未改性的燃料经由U形回转流路50供给到阳极层13，在阳极层13内发生改性反应。因此，在电池组中央，燃料电池单元10的热通过阳极电极层13中的改性反应(吸热反应)而被吸热，燃料电池单元10通过改性反应而被冷却。
这样，通过有无向燃料流路30配置绝热材料36和改性催化剂31，来调整燃料电池单元10的热平衡。即，在本实施方式中，绝热材料36和改性催化剂31作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元发挥功能。
如上所述，在燃料流路30中配置有绝热材料36和改性催化剂31的电池组端部的燃料电池单元10中，由于热量不易传递，因此可抑制温度降低。另一方面，在燃料流路30中未配置绝热材料36和改性催化剂31的电池组中央，燃料电池单元10的热容易传递，容易被冷却。因此，电池组端部与中央的燃料电池单元10的温度差变小，可抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据上述的第五实施方式的燃料电池组100，能够得到以下的效果。
根据燃料电池组100，在燃料流路30的内部配置有作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元的改性催化剂31和绝热材料36。因此，由于能够在燃料流路30中调整燃料电池单元10的热平衡，因此能够不设置与电池组分体的散热体等而调整燃料电池单元10的温度。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据燃料电池组100，在与层叠方向上端及下端的燃料电池单元10(电池组端部的燃料电池单元10)相接的燃料流路30的内部的、与阴极层12相对的面上配置有绝热材料36。另外，在与层叠方向上端及下端的燃料电池单元10(电池组端部的燃料电池单元10)相接的燃料流路30的内部的、燃料流路30内周面上和绝热材料36上配置有改性催化剂31。由此，在电池组端部的燃料电池单元10中，热量不易传递，可抑制温度降低，电池组端部与中央的燃料电池单元10的温度差变小。这样，不设置与电池组分体的散热体等，而通过在燃料流路30的内部配置绝热材料36和改性催化剂31来抑制电池组端部的燃料电池单元10的温度降低。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
(第六实施方式)
参照图22～图25说明第六实施方式的燃料电池组100。在本实施方式中，与第五实施方式的不同点在于，越是与接近层叠方向端部的燃料电池单元10相接的燃料流路30(接近电池组端部的燃料流路30)，越在燃料流路30内配置更多的绝热材料36和改性催化剂31。另外，对与其他实施方式相同的要素标注相同的符号，并省略其说明。
图22是第六实施方式的燃料电池组100的概略结构图。如图22所示，在燃料流路30中配置有绝热材料36和改性催化剂31。
图23是沿图22的M－M线的剖面图，是说明电池组端部的燃料流路30的图。图24是沿图22的N－N线的剖面图，是说明电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30的图。另外，图25是沿图22的O－O线的剖面图，是说明电池组中央的燃料流路30的图。
如图23所示，在电池组端部的燃料流路30的内部，在燃料流路30的与阴极层12相对的面上(第一抵接部21的内周面侧)涂敷有绝热材料36，在绝热材料36上和燃料流路30内周面上配置(涂敷)有改性催化剂31。因此，与第五实施方式相同，在电池组端部，燃料电池单元10(阳极电极层13)的热难以传递。
接着，如图24所示，在电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30的内部，在燃料流路30的与阴极层12相对的面上(第一抵接部21的内周面侧)涂敷绝热材料36，并在绝热材料36上和燃料流路30的内周面上配置(涂敷)改性催化剂31。但是，绝热材料36的厚度比图23所示的配置在电池组端部的燃料流路30内的绝热材料36薄。另外，改性催化剂31的厚度也比图23所示的配置在电池组端部的燃料流路30内的改性催化剂31薄。因此，尽管在电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30也具有一定程度的绝热效果，但是绝热效果不如电池组的端部的燃料流路30那么大。另外，由于改性催化剂31的量也比配置在电池组端部的燃料流路30中的改性催化剂31少，因此以未改性的状态供给到阳极层13，在阳极层13内被改性的燃料也比电池组端部多。因此，在电池组中央与电池组端部之间的燃料电池单元10(阳极电极层13)中，与电池组端部相比，热量容易传递，容易被冷却。
另一方面，如图25所示，在电池组中央的燃料流路30内没有配置绝热材料36和改性催化剂31。因此，与电池组端部以及电池组中央与电池组端部之间相比，燃料流路30的绝热效果小。另外，由于燃料的改性主要在阳极电极层13内发生，因此，对燃料电池单元10的改性反应(吸热反应)引起的吸热大。即，与电池组端部以及电池组中央与电池组端部之间相比，燃料电池单元10(阳极电极层13)的热容易传递，燃料电池单元10更容易被冷却。
如上所述，通过配置在燃料流路30内的绝热材料36和改性催化剂31的厚度(量)，能够调整从燃料电池单元10传递的热的大小。即，绝热材料36和改性催化剂31作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元发挥功能。而且，越是接近层叠方向端部的燃料流路30，越配置更多的绝热材料36和改性催化剂31，由此越是接近层叠方向端部的燃料电池单元10，传递的热的量越小，可抑制温度降低。因此，可抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据上述的第六实施方式的燃料电池组100，能够得到以下的效果。
根据燃料电池组100，在燃料流路30的内部配置有作为调整燃料电池单元10的热平衡的热平衡调整单元的改性催化剂31和绝热材料36。因此，由于能够在燃料流路30中调整燃料电池单元10的热平衡，因此，能够不设置与电池组分体的散热体等而调整燃料电池单元10的温度。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
根据燃料电池组100，越是与接近层叠方向端部的燃料电池单元10相接的燃料流路30，越在燃料流路30的内部配置更多的绝热材料36和改性催化剂31。由此，越是接近电池组端部的燃料电池单元10，热越难以传递，可抑制温度降低，可抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。这样，不设置与电池组分体的散热体等，通过调整配置于各燃料流路30的绝热材料36和改性催化剂31的量来调整燃料电池单元10的温度。因此，能够不使装置大型化而抑制燃料电池单元10的层叠方向上的温度分布的不均匀。
另外，在本实施方式中，使用层叠了5个燃料电池单元10的图进行了说明，但燃料电池单元10的层叠数量可以是任意层，越接近层叠方向端部的燃料流路30，在燃料流路30内配置越多的绝热材料36和改性催化剂31即可。
另外，在本实施方式中，在电池组中央的燃料流路30内没有配置绝热材料36和改性催化剂31，但不限于此，也可以在电池组中央的燃料流路30内配置绝热材料36和改性催化剂31。但是，在该情况下，在电池组中央的燃料流路30内配置(涂敷)比电池组中央与电池组端部之间的燃料流路30内更少的量(厚度)的绝热材料36和改性催化剂31。
(第七实施方式)
参照图26说明第七实施方式的燃料电池组100。在本实施方式中，与其它实施方式的不同点在于，在同一燃料流路30内改变改性催化剂31的担载体34的厚度。另外，对与其他实施方式相同的要素标注相同的符号，并省略其说明。
图26是第七实施方式的燃料电池组100中的燃料流路30的示意图，表示涂敷有改性催化剂31的燃料流路30。另外，与第一～第二实施方式同样，在电池组中央的燃料流路30不涂敷改性催化剂31。
如图26所示，涂敷在燃料流路30上的改性催化剂31中的担载体34的厚度，随着从供给燃料的燃料流路30的入口(另一端)33起越接近燃料流出到U形回转流路50的燃料流路30的出口(一端)32而越厚。
燃料流路30内的改性反应(吸热反应)容易在供给燃料的入口附近发生，因此在同一燃料流路30内，入口33附近容易成为低温。因此，如本实施方式那样，通过使燃料流路30的入口33附近的担载体34变薄，减小担载体34的绝热效果，促进燃料流路30的入口33附近的来自燃料电池单元10的热传导。由此，可抑制同一燃料流路30内的温度分布的不均匀。
这样，通过调整同一燃料流路30内的改性催化剂31的厚度，能够调整燃料流路30与燃料电池单元10的热平衡。
另外，在本实施方式中，调整改性催化剂31的厚度，来调整同一燃料流路30内的与燃料电池单元10的热平衡，但也可以调整改性催化剂31的担载体34的厚度和催化剂微颗粒35的厚度，来调整与燃料电池单元10的热平衡。例如，如图27所示，越接近燃料流路30的入口33，改性催化剂31中的担载体34越厚，越接近燃料流路30的出口32，催化剂微颗粒35越厚。由此，越接近燃料流路30的入口，担载体34的绝热效果越大。另一方面，越接近燃料流路30的出口32，绝热效果越小，燃料电池单元10的热容易通过改性反应而被吸收。因此，能够抑制同一燃料流路30内的温度分布的不均匀。
另外，也可以在绝热材料36的上表面配置改性催化剂31，并在同一燃料流路30内调整绝热材料36的厚度，由此调整燃料流路30与燃料电池单元10的热平衡。
如上所述，在各实施方式中，使用改性催化剂31或绝热材料36来调整燃料电池单元10的热平衡。但是，调整燃料电池单元10的热平衡的单元不限于此。例如，也可以通过改变构成燃料流路30的隔板20的厚度来调整燃料电池单元10的热平衡。
另外，在任一实施方式中，各燃料流路30的路径也可以不必是一定的。例如，也可以增大想要增大绝热效果的燃料流路30的路径，配置更多的绝热材料36或改性催化剂31。
另外，在任一实施方式中，都是构成为在相邻的燃料电池单元10之间在层叠方向上形成一个燃料流路30，但并不必限定于此。例如，如图28所示，也可以构成为在相邻的燃料电池单元10之间沿层叠方向设置3个燃料流路30，使燃料进行3次U形回转。通过这样加长燃料流路30，能够在燃料流路30内更可靠地对燃料进行改性。
另外，为了吸收燃料电池单元10的膨胀位移，燃料流路30优选朝向流路的方向的截面为具有弯折部25的六边形状，但不限于此。例如，也可以构成为不具有弯折部25的矩形状，另外，也可以构成为弯曲形状。
另外，为了进一步促进改性反应，配置在燃料流路30中的改性催化剂31优选涂敷在燃料流路30的整个内周面上，但不限于此，例如也可以配置在燃料流路30内的一部分上。
另外，为了使阳极层13绝热，配置在燃料流路30中的绝热材料36配置在燃料流路30的内部的至少与阴极层12相对的面上，但除此之外，也可以配置在燃料流路30的内周的其他部分。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过表示了本发明的应用例的一部分，并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构的意思。
另外，上述各实施方式分别作为单独的实施方式进行了说明，但也可以适当组合。