具体实施方式

[实施方式]

以下，针对本发明的实施方式所涉及的电化学模块M和电化学模块M的组装方法进行说明。应予说明，在表示层的位置关系等时，将例如从电极层观察的电解质层一侧称为“上”“上侧”、第一板状体一侧称为“下”“下侧”等。此外，本发明即使将电化学模块M设置为垂直或者水平方向也得到相同效果，因此“上”“下”可以各自替换为“左”“右”。

(1)电化学模块M的整体构成

以下，说明电化学模块M的整体构成。如图1所示，电化学模块M具有电化学元件层叠体(层叠体)S、和内装有电化学元件层叠体S的大致长方体状的容器(壳体、第一夹持体、第二夹持体)200。电化学元件A(图4)是进行发电的元件，形成为图1的截面图中从纸面前沿着纸面内方向延伸的板状。并且，电化学元件层叠体S将多个平板状的电化学元件A在图1的截面图中在上下的层叠方向上层叠而构成。本实施方式中，作为电化学元件A，举出SOFC(Solid Oxide Fuel Cell，固体氧化物燃料电池)为例进行说明。

此外，电化学模块M具有从容器200的外部向电化学元件层叠体S供给第一气体的第一气体供给部61、和排放在电化学元件层叠体S中反应后的第一气体的第一气体排放部62。

容器200中，如图1~图3所示，设置有第二气体供给部71，从容器200的外部向电化学元件层叠体S供给第二气体。在电化学元件层叠体S中反应后的第二气体从设置于容器200的第二气体排放部72向外部排放。

在此，第一气体是例如燃料气体等还原性成分气体，第二气体是空气等氧化性成分气体。

此外，电化学模块M在图1的截面图中，在电化学元件层叠体S的两个侧面具有带开口的板构件240。带开口的板构件240与电化学元件层叠体S的两个侧面对应，是沿着电化学元件A的层叠方向延伸的板状构件，为了防止电化学模块M中的电短路(短路)，优选为云母、氧化铝等绝缘材料。带开口的板构件240中，形成有沿着电化学元件层叠体S的平面方向贯穿的多个开口240a。

因此，电化学元件层叠体S从第一气体供给部61接受燃料气体的供给，从第二气体供给部71经由带开口的板构件240的开口240a而接受空气的供给，使燃料气体和空气中的氧气发生电化学反应而发电。电化学反应后的燃料气体从第一气体排放部62向外部排放。此外，电化学反应后的空气经由带开口的板构件240的开口240a而导入第二气体排放部72，从第二气体排放部72向外部排放。

应予说明，在此，与电化学元件层叠体S的两个侧面相邻而设置有带开口的板构件240，但其不是必须的，可以设置任一者，也可以省略两者。

此外，电化学模块M在电化学元件层叠体S的上部，从电化学元件层叠体S侧向外侧按顺序具有上部绝缘体210T、上部板(第一夹持体)230T。同样地，电化学模块M在电化学元件层叠体S的下部，从电化学元件层叠体S侧向外侧按顺序具有下部绝缘体210B、下部板(第二夹持体)230B。

针对电化学元件层叠体S，后文详细说明。

(2)绝缘体、板和容器

以下，针对绝缘体(上部和下部绝缘体210T和210B)210、板(上部和下部板230T和230B)230、容器200，进一步说明。

上部绝缘体210T是板状构件，以覆盖电化学元件层叠体S的上部平面(第二平面)的方式配置。上部绝缘体210T由例如硬质云母形成，将电化学元件层叠体S与外部进行电绝缘。

上部板230T是板状构件，配置在上部绝缘体210T的上部，由高温下的弯曲强度高的陶瓷系材料、例如99氧化铝形成。

上部板230T与下部板230B一起，从容器200接受规定的紧固压力，夹持电化学元件层叠体S、与一对上部和下部绝缘体210T和210B。在此，紧固压力是指例如每1mm²等的单位面积的压力。

下部绝缘体210B以覆盖电化学元件层叠体S的下部平面(第二平面)的方式配置。下部板230B被配置在下部绝缘体210B的下部。下部绝缘体210B和下部板230B各自与上部绝缘体210T和上部板230T相同。

内装有电化学元件层叠体S的容器200如图1~图3所示那样，是大致长方体状的容器。容器200包含下方开口的箱状的上盖(第一夹持体)201、和上方开口的下盖(第二夹持体)203。上盖201的与下盖203相对的端面上设置连结部202。下盖203的与上盖201相对的端面上设置连结部205。连结部202和连结部205例如通过焊接，上盖201与下盖203连结，在内部形成长方体状的空间。

本实施方式中，如图1所示，下盖203的上下方向(电化学元件A的层叠方向)的深度比上盖201的深度深。但是，上盖201和下盖203只要能够一体地在内部形成空间即可，深度的关系不限于此。例如，上盖201的深度也可以比下盖203的深。

如图1~图3所示，在容器200的上下方向的中央部、在下盖203的相对的一对侧壁各自上形成有第二气体供给部71和第二气体排放部72。

应予说明，在此，在下盖203上形成有第二气体供给部71和第二气体排放部72。然而，第二气体供给部71和第二气体排放部72的形成位置不限于此，可以形成在容器200的任意位置。第二气体供给部71和第二气体排放部72可以形成在例如上盖201上。

上盖201如图1、图2所示，具有与上盖201的外缘相比小一圈的开口201c。在图1的截面图中，与开口201c相邻地，面向电化学元件层叠体S的内侧的端部分支为第1端部201a和第2端部201b。并且，第一端部201a朝向容器200的内方向在平面方向上以规定长度延伸，第二端部201b从第一端部201a分支而向容器200的下方以规定长度延伸。第一端部201a与第二端部201b在截面图中形成大致90°，构成L字状的角部。该L字的角部在图2所示的上盖201的顶视图的外缘的内侧沿着外缘形成。由此，通过第一端部201a的终端，如图1、图2所示，与上盖201的外缘相比小一圈的开口201c形成在上盖201的上表面上。

下盖203与上盖201同样地，在图1所示的截面图中，具有构成形成大致90°的L字状的角部的第一端部203a和第二端部203b。并且，通过第一端部203a的终端，如图1所示那样，形成有与下盖203的外缘相比小一圈的开口203c。

如图1所示那样，在上盖201的第一端部201a和第二端部201b所形成的L字的角部，嵌入一对带开口的板构件240的上端、上部绝缘体210T和上部板230T。具体而言，沿着电化学元件层叠体S的平面方向的上部板230T，其外周端部的上表面与第一端部201a的下表面(L字的角部的内表面中的一部分)接触而被支撑。此外，沿着电化学元件层叠体S的侧面的带开口的板构件240，其上端的外表面与第2端部201b的内侧面(L字的角部的内表面中的一部分)接触而被支撑。上部绝缘体210T经由上部板230T和带开口的板构件240，被由第一端部201a和第二端部203b构成的L字的角部而支撑。

同样地，在与下盖203的平面方向相对的一对L字的角部，嵌入一对带开口的板构件240的下端、下部绝缘体210B、和下部板230B。

并且，对于电化学元件层叠体S，其上表面经由上部板230T和上部绝缘体210T而被上盖201支撑。此外，对于电化学元件层叠体S，其下表面经由下部板230B和下部绝缘体210B而被下盖203支撑。

通过这样的构成，上盖201和下盖203在从上部和下部夹持电化学元件层叠体S、上部和下部绝缘体210T和210B、上部和下部板230T和230B等的状态下，将连结部202与连结部205例如焊接而连结。该连结时，上盖201和下盖203对电化学元件层叠体S等负载规定的紧固压力而连结。即，在将上盖201和下盖203连结的状态下，对电化学元件层叠体S、上部和下部绝缘体210T和210B、上部和下部板230T和230B负载规定的紧固压力。

应予说明，如图3所示，在下盖203的侧面，形成开口203e。因此，从开口203e，露出电化学元件层叠体S的侧面的一部分。并且，通过在容器200上形成前述的开口201c、203c、以及开口203e，能够将容器200轻质化，削减容器200所需的材料。应予说明，在因电化学元件层叠体S的侧面与上盖201或者下盖203或两者接触而有可能导致电短路(短路)的情况下，由云母等材料构成的侧面绝缘体245设置在电化学元件层叠体S与上盖201或者下盖203的侧面之间。

对于容器200的下盖203与上盖201，通过将它们结合，对电化学元件层叠体S负载紧固压力。作为这样的容器200的材料，可以举出例如铁素体系不锈钢、马氏体系不锈钢、或它们与陶瓷的复合体等。这些材料与奥氏体系不锈钢相比热膨胀率小，对于铁素体系不锈钢的热膨胀率，SUS430为约11×10^-6/℃。

此外，对于马氏体系不锈钢的热膨胀率，SUS403和SUS420J1为约10.4×10^-6/℃，SUS410和SUS440C为约10.1×10^-6/℃。此外，容器200如果选择耐腐蚀性优异的材料，则是优选的。

电化学元件层叠体S的材料优选为与容器200相同的材料。换言之，电化学元件层叠体S和容器200的材料优选为与容器200相同程度的热膨胀率。在该情况下，电化学元件层叠体S的基板、容器200例如在电化学元件A达到高温的发电时以相同程度热膨胀。因此，例如能够将电化学元件A的基板与容器200的热膨胀差抑制为小，由此能够抑制电化学元件S的破损、与容器200之间的前述第一气体、第二气体的泄漏。

(3)电化学模块M的组装方法

接着，针对上述电化学模块M的组装方法，进行说明。

将多个电化学元件A层叠而准备电化学元件层叠体S。针对电化学元件层叠体S的构成和制造方法，如后所述。

此外，准备用于容纳电化学元件层叠体S的容器200。容器200虽然不限于此，但可以使用例如失蜡铸造法而制造。在使用失蜡铸造法的情况下，通过例如包含蜂蜡、松脂等的热塑性物质制造与容器200的外形对应的空洞模具。将该模具用包含硅砂、石灰粉末等的耐火材料覆盖。其后，将被耐火材料覆盖的模具加热，由热塑性物质构成的模具溶出。由此，在耐火材料内部，形成与模造容器200的形状的模具对应的空洞。向该空洞中注入容器200的材料，固化后，移除耐火材料。由此，通过失蜡铸造法，制造具有上盖201和下盖203的容器200。应予说明，上盖201和下盖203可以分别制造。

接着，例如在电化学元件层叠体S的两侧面配置一对带开口的板构件240，在电化学元件层叠体S的上部平面和下部平面上按顺序配置绝缘体210和板230的状态下，容纳在下盖203内。该下盖203被上盖201覆盖，以对电化学元件层叠体S负载规定的紧固压力的方式进行位置调整，将下盖203和上盖201焊接等而结合。由此，组装电化学模块M。

如上所述，在使用失蜡铸造法制造容器200的情况下，能够通过薄壁化、精密化和量产化而实现低成本化。

此外，通过形成箱状的容器200，在本实施方式中，可以设置从第二气体供给部71向电化学元件层叠体S供给的空气的管线的空间。

(4)电化学模块M的具体的构成

接着，使用图1和图4，针对电化学模块M的具体的构成进行说明。图1的电化学元件层叠体S的详细示于图1。

如图1和图4所示，电化学模块M具有：容器200(上盖201和下盖203)，其内装电化学元件层叠体S；第一气体供给部61，其从容器200的外部经由供给路4而向内部流路A1供给第一气体；第一气体排放部62，其排放反应后的第一气体；第二气体供给部71，其从容器200的外部向流通部A2供给第二气体；第二气体排放部72，其排放反应后的第二气体；和，输出部8，其得到与电化学反应部3中的电化学反应相伴的输出；

在容器200内，具有将从第二气体供给部71供给的第二气体分配供给至流通部A2的分配室9。

分配室9是相对于电化学元件层叠体S位于向该电化学元件层叠体S供给第二气体一侧的空间，

流通部A2在空间侧形成开口而与该空间连通。

电化学元件层叠体S相对于容器200，以被一对集流体81、82夹持的状态内装，在该集流体81、82上延伸设置输出部8，与容器200外部的电力供给对象电力供给自由地连接，同时集流体81,82相对于容器200，至少一者电绝缘，且以第一气体相对于容器200达到气密的方式被容纳。

由此，电化学模块M从第一气体供给部61供给燃料气体，同时从第二气体供给部71供给空气，由此燃料气体如图1、4虚线箭头所示那样进入，空气如实线箭头所示那样进入。

从第一气体供给部61供给的燃料气体(有时也称为第一气体)从电化学元件层叠体S的最上部的电化学元件A的第一贯穿部41被引导至供给路4，从被第一环状密封部42区隔的供给路4，向所有电化学元件A的内部流路A1中流通。此外，从第二气体供给部71供给的空气(有时也称为第二气体)在暂时流入分配室9中后，向在各电化学元件A间形成的流通部A2中流通。

而且，如果以第二板状体2(板状支撑体10的一部分)作为基准，则在波板状的第二板状体2部分从第一板状体1(板状支撑体10的一部分)膨出的部分，在第一板状体1与第二板状体2之间形成内部流路A1，同时与相邻的电化学元件A的电化学反应部3接触而能够电连接。另一方面，波板状的第二板状体2与第一板状体1接触的部分与第一板状体1电连接，在与和第二板状体2相邻的电化学元件A的电化学反应部3之间形成流通部A2。

内部流路A1中，设置形成在内部流路A1中流通的燃料气体的湍流状态的湍流形成体90。内部流路A1具有分配部A12和副流路A11(参照图4,图9等)，湍流形成体90优选设置在副流路A11中。

并且，湍流形成体90由在多个副流路A11之中至少1个副流路A11中设置的湍流形成部91构成。即，在各副流路A11中设置的湍流形成部91总称为湍流形成体90。如前述那样，在至少1个副流路A11中设置湍流形成部91即可，优选在全部副流路A11中设置湍流形成部91。以下，在各副流路A11各自中设置将在各副流路A11中流通的燃料气体形成为湍流状态的湍流形成部91。

在图14的一部分中存在将出现包括内部流路A1的截面的电化学元件A、和出现包括流通部A2的截面的电化学元件A为了方便而并列显示的部分，但从第一气体供给部61供给的燃料气体到达分配部A12(参照图5、图7、图9)，经由分配部A12而沿着一个端部侧的宽度方向拓宽而流动，到达内部流路A1之中各副流路A11(参照图5,图7,图9)。在该情况下，能够从分配部A12在多个副流路A11中均等地分配第一气体，能够在各电化学元件中均等地生成电化学输出。

如此，进入各副流路A11中的燃料气体通过湍流形成部91(构成湍流形成体90)而形成湍流状态，在各副流路A11中流通。并且，燃料气体能够经由气体流通允许部1A而进入电极层31、电解质层32中。此外，燃料气体与结束电化学反应的燃料气体一起进一步在内部流路A1中前进，经由合流部A13、第二贯穿部51，在由第二环状密封部52形成的排放路5中前进，与来自其它电化学元件A的结束电化学反应的燃料气体一起从第一气体排放部62向容器200外排放。

另一方面，从第二气体供给部71供给的空气经由分配室9而进入流通部A2中，能够进入对电极层33、电解质层32中。此外，空气与结束电化学反应的空气一起，进一步沿着电化学反应部3而在流通部A2中前进，从第二气体排放部72向容器200外排放。

按照该燃料气体和空气的流动，在电化学反应部3中产生的电力通过相邻的电化学元件A的电化学反应部3与第二板状体2的接触而在集流体81,82彼此之间串联连接，形成从输出部8提取合成输出的形态。

针对电化学元件层叠体S的构成，在后面详细描述。

(5)电化学元件层叠体S的具体的构成

接着，说明电化学元件层叠体S的具体的构成。电化学元件层叠体S将多个电化学元件A层叠而形成。

使用图5~图14，针对电化学元件A进行说明。

(电化学元件)

如图5~图13所示，电化学元件A具有板状支撑体10，所述板状支撑体10具有在第一板状体1与第二板状体2的相对面间形成的内部流路A1。

板状支撑体10具有：气体流通允许部1A，其在构成该板状支撑体10的第一板状体1和第二板状体2的至少一部分中，能够跨该板状支撑体10的内侧、即内部流路A1与外侧而透过气体；和，电化学反应部3，其在覆盖气体流通允许部1A的全部或一部分的状态下，按记载顺序具有膜状的电极层31、膜状的电解质层32和膜状的对电极层33(参照图9~图13)。

本实施方式中，在内部流路A1之中副流路A11中，设置湍流形成部91(构成湍流形成体90)。

此外，在板状支撑体10中，在一个端部侧具有第一贯穿部41，其形成从表面贯穿方向外侧向内部流路A1供给例如燃料气体等还原性成分气体和例如空气等氧化性成分气体之中的一者、即第一气体的供给路4，在另一个端部侧具有第二贯穿部51，其形成将在内部流路A1中流通的第一气体向板状支撑体的表面贯穿方向外侧排放的排放路5(参照图5、图7,图12,图13，应予说明，供给路4等与排放路5等也可以理解为以对称形式相同的结构)。

(板状支撑体)

第一板状体1支撑具有电极层31、电解质层32和对电极层33的电化学反应部3，承担保持电化学元件A的强度的功能。作为第一板状体1的材料，使用电子传导性、耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性优异的材料。例如，使用铁素体系不锈钢、奥氏体系不锈钢、镍基合金等。

特别地，适合使用包含铬的合金。本实施方式中，第一板状体1使用含有18质量%以上且25质量%以下的Cr的Fe-Cr系合金，如果是含有0.05质量%以上的Mn的Fe-Cr系合金、含有0.15质量%以上且1.0质量%以下的Ti的Fe-Cr系合金、含有0.15质量%以上且1.0质量%以下的Zr的Fe-Cr系合金、含有Ti和Zr且Ti与Zr的总计含量为0.15质量%以上且1.0质量%以下的Fe-Cr系合金、含有0.10质量%以上且1.0质量%以下的Cu的Fe-Cr系合金，则是特别适合的。

第二板状体2在与第一板状体1重叠的状态下，将周缘部1a焊接一体化，构成板状支撑体10(参照图6~图13)。第二板状体2可以相对于第一板状体1分割为多个，相反，也可以为第一板状体1相对于第二板状体2分割为多个的状态。此外，在一体化时，替代焊接，可以采用粘接、嵌合等其它手段，只要能够将内部流路与外部区隔形成，则也可以在除了周缘部1a之外的部分一体化。

第一板状体1具有气体流通允许部1A，气体流通允许部1A是设置多个贯穿正面侧的面和背面侧的面的多个贯穿孔11而成(参照图9~图13)。应予说明，例如贯穿孔11可以通过激光加工等而设置在第一板状体1中。贯穿孔11具有使气体从第一板状体1的背面侧的面透过至正面侧的面的功能。气体流通允许部1A优选设置在比第一板状体1的设置有电极层31的区域小的区域。

在第一板状体1的表面上设置作为扩散抑制层的金属氧化物层12(后述，参照图14)。即，在第一板状体1与后述的电极层31之间，形成扩散抑制层。金属氧化物层12不仅设置在第一板状体1的露出在外部的面，也设置在与电极层31接触的面(界面)。此外，也可以设置在贯穿孔11的内侧的面。通过该金属氧化物层12，能够抑制第一板状体1与电极层31之间的元素相互扩散。例如，在作为第一板状体1而使用含有铬的铁素体系不锈钢的情况下，金属氧化物层12主要为铬氧化物。并且，以铬氧化物作为主成分的金属氧化物层12抑制第一板状体1的铬原子等扩散至电极层31、电解质层32。金属氧化物层12的厚度只要是能够兼顾扩散防止性能高与电阻低的厚度即可。

金属氧化物层12能够通过各种手段形成，适合地利用使第一板状体1的表面氧化而制成金属氧化物的方法。此外，在第一板状体1的表面上，可以通过喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、溅射法、PLD法等PVD法、CVD法等而形成金属氧化物层12，也可以通过镀敷和氧化处理而形成。进一步，金属氧化物层12可以包含导电性高的尖晶石相等。

在作为第一板状体1而使用铁素体系不锈钢材的情况下，与作为电极层31、电解质层32的材料的YSZ(氧化钇稳定化氧化锆)、GDC(也称为钆掺杂氧化铈、CGO)等热膨胀系数接近。因此，在反复进行低温和高温的温度循环的情况下，电化学元件A也难以受到损伤。因此，能够实现长期耐久性优异的电化学元件A，故而优选。应予说明，第一板状体1具有贯穿正面侧的面和背面侧的面而设置的多个贯穿孔11。应予说明，例如贯穿孔11可以通过机械、化学或者光学穿孔加工等而设置于第一板状体1。贯穿孔11具有使气体从第一板状体1的背面侧的面透过至正面侧的面的功能。为了使第一板状体1具有气体透过性，还能够使用多孔质金属。例如，第一板状体1还能够使用烧结金属、发泡金属等。

在板状支撑体(第一板状体1、第二板状体2)10的内部，具有内部流路A1。内部流路A1形成于第一板状体1与第二板状体2之间。内部流路A1中，在与第一板状体1的气体流通允许部1A相对的区域中，具有多个副流路A11、A11………。多个副流路A11、A11………通过将第二板状体2加工为波板状而形成。多个副流路A11、A11………在沿着板状支撑体10的板状面的方向上，从一个端部侧向另一个端部侧(第一方向侧)、即沿着第一气体的流通方向延伸。此外，多个副流路A11、A11………在沿着板状支撑体10的板状面的方向上，在与从一个端部侧向另一个端部侧交叉的方向(第二方向)上彼此隔离。

另外，第二板状体2在正反两面均形成为波板状，区隔形成内部流路A1的面的相反面与相邻的电化学元件A的电化学反应部3电连接。

并且，在波型形状的第二板状体2与第一板状体1接触的部分的附近形成的通路作为流通部A2而发挥功能。

若进一步说明，则该副流路A11沿着形成为长方形的板状支撑体10的长边平行设置多个，构成从在一个端部设置的供给路4至在另一个端部设置的排放路5的内部流路A1。此外，具有分配部A12，其是使第一贯穿部41与内部流路A1的连接部位从与第一板状体1接触的部分向下方膨出而成，将从第一贯穿部41供给的第一气体分配至各副流路A11(参照图5)，具有合流部A13，其是使第二贯穿部51与内部流路A1的连接部位从与第一板状体1接触的部分向下方膨出而成，将在各副流路A11中流通的第一气体汇集而导入第二贯穿部51(参照图5,图7,图8,图10~图13，应予说明，供给路4等与排放路5等也可以理解为以对称形式而相同的结构)。此外，针对第二板状体2的材料，优选为耐热性的金属，从减少与第一板状体1的热膨胀差、确保焊接等接合性的可靠性的观点出发，如果是与第一板状体1相同的材料，则更优选。

以上那样的由第一板状体1和第二板状体2形成的板状支撑体10在其上表面形成电极层31、电解质层32和对电极层33等。即，电极层31、电解质层32和对电极层33等被板状支撑体10支撑，能够实现强度高、可靠性·耐久性优异的电化学元件A。此外，金属性的板状支撑体10的加工性优异，故而优选。进一步，即使将廉价的金属用于板状支撑体10也能够制成强度高的板状支撑体10，因此能够将昂贵的电极层31、电解质层32等制成薄层，能够实现抑制材料成本、加工成本的低成本的电化学元件A，故而优选。

(湍流形成体)

湍流形成体90在本实施方式中，如图4、图9~图14、图16~图18所示那样，设置在内部流路A1中。此外，湍流形成体90在内部流路A1之中，通过设置在副流路A11中的湍流形成部91形成。湍流形成部91将在副流路A11中流通的第一气体形成为湍流状态。

在此，本实施方式中所称的湍流状态是指流路内的流体的流动相对于流路内壁并非平行的紊乱状态。并且，在湍流状态下，流体的至少一部分形成漩涡的状态。另一方面，层流状态是指与湍流状态不同，流路内的流体的流动相对于流路内壁平行而具有大致规则的流动线。

流路内的流动状态也可以通过雷诺数表示，雷诺数高的情况下为湍流，低的情况下为层流状态。雷诺数(Re)通过下述式定义。

Re=D×u×ρ/μ。

在此，D是流路直径(m)，u：流体的平均流速(m/sec)，ρ：流体的密度(kg/m³)、μ是流体的粘度(kg/(m・sec))。

如果从流体为燃料气体等还原性成分气体、空气等氧化性成分气体来看，则该气体为湍流状态的情况的Re为Re＞2800左右，如果想要设为紧凑的设计，则前述流路直径D变小，因此时常大于该数值变得困难。

湍流形成部91如图9~图14、图16~图18所示那样，在副流路A11中，与气体流通允许部1A的下表面相邻设置。但是，在能够使在副流路A11中流通的第一气体沿着副流路A11的延伸方向流通的同时，形成为湍流状态即可，湍流形成部91的配置位置不限于此。例如，湍流形成部91也可以沿着面朝副流路A11的第二板状体2的上表面设置。此外，湍流形成部91也可以设置在气体流通允许部1A的下表面与面朝副流路A11的第二板状体2的上表面之间的中央部。此外，只要第一气体能够沿着副流路A11的延伸方向流通，则湍流形成部91也可以以填充在副流路A11内的形态设置。

作为湍流形成部91，不限于此，可以举出如图9~图14所示那样，沿着第一板状体1的平面设置在副流路A11中的网状体。通过第一气体在网状体中流通，能够将第一气体形成为湍流状态。应予说明，网状体构成为不仅能够将第一气体形成为湍流状态，而且能够使第一气体沿着副流路A11流通。

作为网状体，可以举出例如金属网、多孔拉制金属、多孔金属(发泡金属)、金属毡、冲压金属、3D织物等。

多孔拉制金属是在平板状的金属中引入切痕，通过拉伸的方法，加工为具有例如菱形的网格。多孔金属具有构成网格的气泡，是松比重较小的金属。金属毡是将金属的纤维层叠并烧结形成的，以纤维间形成网格的方式加工。冲压金属通过对金属的平板冲裁而形成孔，加工为网格状。3D织物通过例如一对平板状的具有网格的金属、和波浪形地编入它们之间的金属加工为具有网格。

通过网状体能够将第一气体设为湍流状态即可，其形状没有特别限定。网状体是例如平板状。平板状的网状体能够以沿着平板状的板状支撑体10的方式配置。

作为湍流形成部91，不限于此，可以举出如图16~图18所示那样，设置在副流路A11中的粒状体。第一气体与粒状体冲突，由此能够将第一气体设为湍流状态。粒状体在副流路A11内规则或不规则地配置。应予说明，粒状体是能够插入副流路A11内的大小，同时是第一气体能够沿着副流路A11的延伸方向流通的大小。粒状体可以填充在副流路A11内，或者固定在第二板状体2的上表面。

作为由网状体和粒状体等形成的湍流形成部91的材料，可以使用例如SUS316、SUS304等奥氏体系不锈钢、SUS430等铁素体系不锈钢、或者镍铬合金系的耐热合金等。此外，湍流形成部91的材料可以与板状支撑体10的材料为相同种类和相同。进一步，由平板形成的情况下，不限于金属，也可以为例如导电性玻璃等导电性的无机材料。由粒状体等形成的情况下，除了金属、导电性材料之外，也可以为陶瓷等非导电性材料。

进一步，作为构成湍流形成体90的湍流形成部91的材料，可以使用电子传导性、耐热性、耐氧化性和耐腐蚀性优异的材料。例如，可以使用铁素体系不锈钢、奥氏体系不锈钢、镍基合金等。特别地，适合使用包含铬的合金。本实施方式中，第一板状体1使用含有18质量%以上且25质量%以下的Cr的Fe-Cr系合金，如果是含有0.05质量%以上的Mn的Fe-Cr系合金、含有0.15质量%以上且1.0质量%以下的Ti的Fe-Cr系合金、含有0.15质量%以上且1.0质量%以下的Zr的Fe-Cr系合金、含有Ti和Zr且Ti与Zr的总计含量为0.15质量%以上且1.0质量%以下的Fe-Cr系合金、含有0.10质量%以上且1.0质量%以下的Cu的Fe-Cr系合金，则是特别适合的。

根据上述特征构成，第一气体在第一板状体1与第二板状体2之间的副流路A11中流通。副流路A11中设置形成第一气体的湍流状态的湍流形成部91，因此第一气体在副流路A11内容易形成湍流状态。湍流状态下，流体在至少其一部分形成漩涡的状态下在流路内流通。因此，湍流状态的流体在流路内主要沿着该流路方向流通，同时也在与流路方向不同的方向上流动。因此，第一气体在副流路A11内沿着形成副流路A11的第一板状体1的平面和第二板状体2的平面而行进，同时容易从副流路A11跨向外侧透过在第一板状体1中形成的气体流通允许部1A。由此，对在板状支撑体10的外表面上形成的电化学反应部3的第一气体的供给效率提高，促进电化学反应部3中的电化学反应，提高发电效率。

特别地，伴随电化学元件A的小型化，形成副流路A11的第一板状体1与第二板状体2之间变窄而变得扁平，第一气体有时成为沿着板状支撑体10的平面行进的层流状态，但通过存在湍流形成部91，第一气体容易形成湍流状态。此外，在降低具有电化学反应部3的电化学元件A的发电输出的情况下，将对副流路A11的第一气体的供给量调整为少。像这样，在副流路A11内流通的第一气体少的情况下，第一气体有时成为沿着板状支撑体10的平面行进的层流状态。然而，通过存在湍流形成部91，第一气体容易形成湍流状态。因此，第一气体从副流路A11经由气体流通允许部1A而向电化学反应部3供给的效率提高。

(电化学反应部)

(电极层)

电极层31如图9~图14所示，可以在作为第一板状体1的正面侧的面且与设置有贯穿孔11的区域相比大的区域中，以薄层的状态设置。在设为薄层的情况下，可以将其厚度设为例如1μm~100μm左右、优选5μm~50μm。如果设为这样的厚度，则能够在减少昂贵的电极层材料的使用量而实现成本降低的同时，确保充分的电极性能。设置有贯穿孔11的区域的整体被电极层31覆盖。即，贯穿孔11在第一板状体1的形成有电极层31的区域的内侧形成。换言之，所有贯穿孔11面向电极层31设置。

电极层31为了具有气体透过性，在其内部和表面具有多个微孔。

即，电极层31形成为多孔质的层。电极层31例如以其致密度达到30%以上且低于80%的方式形成。微孔的尺寸可以适当选择适合于在进行电化学反应时顺畅地进行反应的尺寸。应予说明，致密度是指构成层的材料在空间中所占的比例，可以表示为(1-空孔率)，此外，与相对密度相同。

作为电极层31的材料，可以使用例如NiO-GDC、Ni-GDC、NiO-YSZ、Ni-YSZ、CuO-CeO₂、Cu-CeO₂等复合材料。

这些例子中，可以将GDC、YSZ、CeO₂称为复合材料的骨材。应予说明，电极层31优选通过低温煅烧法(例如使用不进行高于1100℃的高温区域中的煅烧处理的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PVD法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD法等而形成。通过这些能够在低温区域下使用的工艺，不使用例如在高于1100℃的高温区域下的煅烧而得到良好的电极层31。因此，不损伤第一板状体1，此外，能够抑制第一板状体1与电极层31的元素相互扩散，能够实现耐久性优异的电化学元件A，故而优选。进一步，如果使用低温煅烧法，则原材料的处理变得容易，故而进一步优选。

(中间层)

中间层34，能够以覆盖电极层31的状态在电极层31上以薄层的状态形成。在设为薄层的情况下，可以将其厚度设为例如1μm~100μm左右、优选为2μm~50μm左右、更优选为4μm~25μm左右。

如果设为这样的厚度，则能够在减少昂贵的中间层34的材料的使用量而实现成本降低的同时，确保充分的性能。作为中间层34的材料，可以使用例如YSZ(氧化钇稳定化氧化锆)、SSZ(钪稳定化氧化锆)、GDC(钆掺杂的氧化铈)、YDC(钇掺杂的氧化铈)、SDC(钐掺杂的氧化铈)等。特别适合使用氧化铈系的陶瓷。

中间层34优选通过低温煅烧法(例如使用不进行高于1100℃的高温区域中的煅烧处理的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PVD法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD法等而形成。通过这些能够在低温区域下使用的成膜工艺，不使用例如在高于1100℃的高温区域下的煅烧而得到中间层34。因此，不损伤第一板状体1，能够抑制第一板状体1与电极层31的元素相互扩散，能够实现耐久性优异的电化学元件A。此外，如果使用低温煅烧法，则原材料的处理变得容易，故而进一步优选。

作为中间层34，优选具有氧离子(氧化物离子)传导性。此外，如果具有氧离子(氧化物离子)与电子的混合传导性，则是进一步优选的。具有这些性质的中间层34适合应用于电化学元件A。

(电解质层)

如图9~图14所示，电解质层32以覆盖电极层31和中间层34的状态，在前述中间层34上以薄层的状态形成。此外，还能够以厚度为10μm以下的薄膜的状态形成。详细而言，电解质层32跨(跨过)中间层34上与第一板状体1上设置。像这样构成，将电解质层32与第一板状体1接合，由此能够制成作为电化学元件整体而牢固性优异的构成。

此外，电解质层32如图9所示，可以在作为第一板状体1的正面侧的面且与设置有贯穿孔11的区域相比更大的区域中设置。即，贯穿孔11在第一板状体1的形成有电解质层32的区域的内侧形成。

此外，在电解质层32的周围，可以抑制气体从电极层31和前述中间层(未图示)的泄露。若加以说明，则在将电化学元件A用作SOFC的构成要素的情况下，在SOFC工作时，从第一板状体1的背面侧通过贯穿孔11而向电极层31供给气体。在电解质层32与第一板状体1接触的部位处，可以不设置垫片等另外的构件而抑制气体的泄露。

应予说明，本实施方式中，通过电解质层32完全覆盖电极层31的周围，但也可以设为在电极层31和前述中间层34的上部设置电解质层32，在周围设置垫片等的构成。

作为电解质层32的材料，可以使用YSZ(氧化钇稳定化氧化锆)、SSZ(钪稳定化氧化锆)、GDC(钆掺杂的氧化铈)、YDC(钇掺杂的氧化铈)、SDC(钐掺杂的氧化铈)、LSGM(添加锶·镁的镓酸镧)等传导氧离子的电解质材料、钙钛矿型氧化物等传导氢离子的电解质材料。

特别适合使用氧化锆系的陶瓷。如果将电解质层32设为氧化锆系陶瓷，则可以将使用电化学元件A的SOFC的运行温度设为与氧化铈系陶瓷、各种氢离子导电性材料相比更高。例如，在将电化学元件A用于SOFC的情况下，如果设为作为电解质层32的材料使用YSZ那样的在650℃左右以上的高温区域下也能够发挥出高电解质性能的材料，系统的原燃料使用市政燃气、LPG等烃系的原燃料，将原燃料通过水蒸气重整等而制成SOFC的阳极气体的系统构成，则能够构建将SOFC的电池堆中产生的热用于原燃料气体的重整的高效率的SOFC系统。

电解质层32优选通过低温煅烧法(例如使用不进行大于1100℃的高温区域中的煅烧处理的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PVD法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD(化学气相成长)法等而形成。通过这些能够在低温区域下使用的成膜工艺，不使用例如在高于1100℃的高温区域下的煅烧而得到致密且气密性和气体阻隔性高的电解质层32。因此，能够抑制第一板状体1的损伤，此外，能够抑制第一板状体1与电极层31的元素相互扩散，能够实现性能·耐久性优异的电化学元件A。特别地，如果使用低温煅烧法、喷涂法等，则能够实现低成本的元件，故而优选。进一步，如果使用喷涂法，则在低温区域中容易得到致密且气密性和气体阻隔性高的电解质层，故而进一步优选。

电解质层32为了阻断阳极气体、阴极气体的气体泄露、且表现出高离子导电性，致密地构成。电解质层32的致密度优选为90%以上，如果为95%以上则是更优选的，如果为98%以上则是进一步优选的。电解质层32在为均匀的层的情况下，其致密度如果为95%以上则是优选的，如果为98%以上则是更优选的。此外，在电解质层32构成为多个层状那样的情况下，其中的至少一部分如果包含致密度为98%以上的层(致密电解质层)则是优选的，如果包含为99%以上的层(致密电解质层)则是更优选的。其理由在于，如果这样的致密电解质层包含在电解质层的一部分中，则即使在电解质层构成为多个层状的情况下，也能够容易地形成致密且气密性和气体阻隔性高的电解质层。

(防反应层)

防反应层35可以在电解质层32上以薄层的状态形成。在设为薄层的情况下，可以将其厚度设为例如1μm~100μm左右、优选为2μm~50μm左右、更优选为3μm~15μm左右。如果设为这样的厚度，则能够在减少昂贵的防反应层材料的使用量而实现成本降低的同时，确保充分的性能。作为前述防反应层的材料，只要是能够防止电解质层32的成分与对电极层33的成分之间的反应的材料即可，例如使用氧化铈系材料等。此外，作为防反应层35的材料，适合使用含有选自Sm、Gd和Y中的元素之中至少1种的材料。应予说明，可以含有选自Sm、Gd和Y中的元素之中至少1种，这些元素的含有率的总计为1.0质量%以上且10质量%以下。通过将防反应层35导入电解质层32与对电极层33之间，有效地抑制对电极层33的构成材料与电解质层32的构成材料的反应，能够提高电化学元件A的性能的长期稳定性。防反应层35的形成如果适当使用能够在1100℃以下的处理温度下形成的方法，则能够抑制第一板状体1的损伤，此外，能够抑制第一板状体1与电极层31的元素相互扩散，能够实现性能·耐久性优异的电化学元件A，故而优选。例如，可以适当使用低温煅烧法(例如使用不进行大于1100℃的高温区域中的煅烧处理的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PVD法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD法等而进行。特别地，如果使用低温煅烧法、喷涂法等，则能够实现低成本的元件，故而优选。进一步，如果使用低温煅烧法，则原材料的处理变得容易，故而进一步优选。

(对电极层)

如图9~图14所示，对电极层33可以在电解质层32或防反应层35上以薄层的状态形成。在设为薄层的情况下，可以将其厚度设为例如1μm~100μm左右、优选5μm~50μm。如果设为这样的厚度，则能够在减少昂贵的对电极层材料的使用量而实现成本降低的同时，确保充分的电极性能。作为对电极层33的材料，可以使用例如LSCF、LSM等复合氧化物、氧化铈系氧化物和它们的混合物。特别地，对电极层33优选包含含有选自La、Sr、Sm、Mn、Co和Fe中的2种以上元素的钙钛矿型氧化物。使用以上的材料构成的对电极层33作为阴极而发挥功能。

应予说明，对电极层33的形成如果适当使用能够在1100℃以下的处理温度下形成的方法进行，则能够抑制第一板状体1的损伤，此外，能够抑制第一板状体1与电极层31的元素相互扩散，能够实现性能·耐久性优异的电化学元件A，故而优选。例如，可以适当使用低温煅烧法(例如使用不进行大于1100℃的高温区域中的煅烧处理的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PDV法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD法等进行。特别地，如果使用低温煅烧法、喷涂法等，则能够实现低成本的元件，故而优选。进一步，如果使用低温煅烧法，则原材料的处理变得容易，故而进一步优选。

通过构成这样的电化学反应部3，在使电化学反应部3作为燃料电池(电化学发电单元)而发挥功能的情况下，可以将电化学元件A用作固体氧化物型燃料电池的发电单元。例如，从第一板状体1的背面侧的面通过贯穿孔11而将包含作为第一气体的氢气的燃料气体供给至电极层31，向成为电极层31的对电极的对电极层33供给作为第二气体的空气，维持为例如700℃左右的工作温度。如此，对电极层33中空气中包含的氧气O₂与电子e^-反应而生成氧离子O^2-。该氧离子O^2-通过电解质层32而向电极层31移动。电极层31中，所供给的燃料气体中包含的氢气H₂与氧离子O^2-反应，生成水H₂O和电子e^-。

在电解质层32中使用传导氢离子的电解质材料的情况下，在电极层31中流通的燃料气体中包含的氢气H₂释放电子e^-而生成氢离子H⁺。该氢离子H⁺通过电解质层32而向对电极层33移动。在对电极层33中空气中包含的氧气O₂与氢离子H⁺、电子e^-反应，生成水H₂O。

通过以上的反应，在电极层31与对电极层33之间，作为电化学输出而产生电动势。该情况下，电极层31作为燃料电池的燃料极(阳极)而发挥功能，对电极层33作为空气极(阴极)而发挥功能。

此外，图9~图13中进行了省略，如图14所示，在本实施方式中，电化学反应部3在电极层31与电解质层32之间具有中间层34。进一步，在电解质层32与对电极层33之间设置防反应层35。

(具有湍流形成体的电化学元件A的评价)

在本实施方式的具有湍流形成体90的1个电化学元件A中，评价发电效率。作为比较例，使用不具有湍流形成体90的1个电化学元件。

本实施方式的电化学元件A和比较例的电化学元件均以18W的发电输出使1个电化学元件运转。比较例的不具有湍流形成体90的1个电化学元件中，燃料利用率为72.5%。另一方面，本实施方式的具有湍流形成体90的1个电化学元件A中，燃料利用率为80.0%。

应予说明，燃料利用率由相对于向电化学元件供给的燃料气体，通过电化学元件中的利用电化学反应的发电而消耗的燃料气体的比例来算出。

如以上所述，具有湍流形成体90的本实施方式的电化学元件A中，与不具有湍流形成体90的比较例的电化学元件相比，燃料利用率提高。其可以认为理由在于，在内部流路中流通的燃料气体能够从内部流路A1的副流路A11经由气体流通允许部1A而向电化学反应部3供给。因此，通过具有湍流形成体90，能够将电化学元件中的利用电化学反应的发电效率提高1成以上(10.3%)。

(电化学反应部的制造方法)

接着，针对电化学反应部3的制造方法进行说明。应予说明，在图9~图13中，省略了下述中间层34和防反应层35的记叙，因此在此主要使用图14来说明。

(电极层形成步骤)

电极层形成步骤中，在与第一板状体1的正面侧的面的设置有贯穿孔11的区域相比更宽的区域中，以薄膜的状态形成电极层31。第一板状体1的贯穿孔11可以通过激光加工等而设置。电极层31的形成如上述那样，可以使用低温煅烧法(进行1100℃以下的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PVD法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD法等方法。在使用任一方法的情况下，为了抑制第一板状体1的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。

在通过低温煅烧法进行电极层形成步骤的情况下，具体而言如以下的例子那样进行。首先，将电极层31的材料粉末与溶剂(分散介质)混合而制作材料糊剂，在第一板状体1的正面侧的面上涂布，在800℃~1100℃下煅烧。

(扩散抑制层形成步骤)

在上述电极层形成步骤中的煅烧步骤时，在第一板状体1的表面上形成金属氧化物层12(扩散抑制层)。应予说明，上述煅烧步骤中，如果包括将煅烧氛围设为氧气分压低的氛围条件的煅烧步骤，则元素的相互扩散抑制效果高，形成电阻值低的优质的金属氧化物层12(扩散抑制层)，故而优选。包括将电极层形成步骤设为不进行煅烧的涂布方法的情况在内，也可以包括另外的扩散抑制层形成步骤。在任一情况下，均期望在能够抑制第一板状体1的损伤的1100℃以下的处理温度下实施。

(中间层形成步骤)

中间层形成步骤中，以覆盖电极层31的形态，在电极层31上以薄层的状态形成中间层34。中间层34的形成如上述那样，可以使用低温煅烧法(进行1100℃以下的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PVD法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD法等方法。在使用任一方法的情况下，为了抑制第一板状体1的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。

在通过低温煅烧法进行中间层形成步骤的情况下，具体而言如以下的例子那样进行。

首先，将中间层34的材料粉末和溶剂(分散介质)混合而制作材料糊剂，涂布在第一板状体1的正面侧的面上。并且，将中间层34压缩成型(中间层平滑化步骤)，在1100℃以下的温度下煅烧(中间层煅烧步骤)。中间层34的压延可以通过例如CIP(Cold IsostaticPressing、冷等静压加工)成型、辊加压成型、RIP(Rubber Isostatic Pressing，橡胶等静压加工)成型等进行。此外，中间层34的煅烧如果在800℃以上且1100℃以下的温度下进行则是适合的。其理由在于，如果为这样的温度，则能够在抑制第一板状体1的损伤·劣化的同时，形成强度高的中间层34。此外，中间层34的煅烧如果在1050℃以下进行则是更优选的，如果在1000℃以下进行则是进一步优选的。其理由在于，越降低中间层34的煅烧温度，则越能够在进一步抑制第一板状体1的损伤·劣化的同时，形成电化学元件A。此外，中间层平滑化步骤和中间层煅烧步骤的顺序也可以替换。

应予说明，中间层平滑化步骤还可以通过实施张拉成型、流平处理、表面的切削·研磨处理等而进行。

(电解质层形成步骤)

电解质层形成步骤中，在覆盖电极层31和中间层34的状态下，电解质层32在中间层34上以薄层的状态形成。此外，也能够以厚度为10μm以下的薄膜的状态形成。电解质层32的形成如上述那样，可以使用低温煅烧法(进行1100℃以下的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PVD法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD法等方法。在使用任一方法的情况下，为了抑制第一板状体1的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。

为了在1100℃以下的温度区域中形成致密且气密性和气体阻隔性能高的优质的电解质层32，期望通过喷涂法进行电解质层形成步骤。在该情况下，将电解质层32的材料朝向第一板状体1上的中间层34喷射，形成电解质层32。

(防反应层形成步骤)

防反应层形成步骤中，防反应层35在电解质层32上以薄层的状态形成。防反应层35的形成如上述那样，可以使用低温煅烧法(进行1100℃以下的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PVD法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD法等方法。在使用任一方法的情况下，为了抑制第一板状体1的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。应予说明，为了使防反应层35上侧的面变得平坦，可以在例如防反应层35的形成后实施流平处理、对表面实施切削·研磨处理，或者在湿式形成后且煅烧前实施加压加工。

(对电极层形成步骤)

对电极层形成步骤中，对电极层33在防反应层35上以薄层的状态形成。对电极层33的形成如上述那样，可以使用低温煅烧法(进行1100℃以下的低温区域中的煅烧处理的湿式法)、喷涂法(喷镀法、气溶胶沉积法、气溶胶气相沉积法、粉末喷射沉积法、颗粒喷射沉积法、冷喷涂法等方法)、PVD法(溅射法、脉冲激光沉积法等)、CVD法等方法。在使用任一方法的情况下，为了抑制第一板状体1的劣化，均期望在1100℃以下的温度下进行。

以上述方式，可以制造电化学反应部3。

应予说明，在电化学反应部3中，也可以设为不具有中间层34与防反应层35中任一者或两者的形态。即，也可以是电极层31与电解质层32接触而形成的形态、或者电解质层32与对电极层33接触而形成的形态。在该情况下，上述制造方法中，省略中间层形成步骤、防反应层形成步骤。应予说明，也可以追加形成其它层的步骤、或将同种的层层叠多个，在任一情况下，均期望在1100℃以下的温度下进行。

(电化学元件层叠体)

如图4所示那样，电化学元件层叠体S可以将多个电化学元件A在规定的层叠方向上层叠而构成。关于相邻的电化学元件A，以构成一个电化学元件A(第一电化学元件A)的板状支撑体10与构成另一个电化学元件A(第二电化学元件A)的板状支撑体10相对的形态配置。

例如，一个电化学元件A(第一电化学元件A)具备配置有电化学反应部3的具有第一板状体1和第二板状体2的板状支撑体10。同样地，与第一电化学元件A的下方向(第一方向)和上方向(第二方向)相邻的第二电化学元件A的板状支撑体10具备配置有电化学反应部3的具有第一板状体1和第二板状体2的板状支撑体10。

第一电化学元件A的第二板状体2的外表面与在上方向上相邻的第二电化学元件A的第一板状体1的外表面电连接。此外，在第一电化学元件A的第二板状体2的外表面与在上方向上相邻的第二电化学元件A的第一板状体1的外表面之间，沿着该两外表面，形成第二气体流通的流通部A2。

此外，第一电化学元件A的第一板状体1的外表面与在下方向上相邻的第二电化学元件A的第二板状体2的外表面电连接。此外，在第一电化学元件A的第一板状体1的外表面与在下方向上相邻的第二电化学元件A的第二板状体2的外表面之间，沿着该两外表面，形成第一气体流通的副流路A11(内部流路A1中的一部分)。

为了使其电连接，除了使电导性表面部彼此单纯接触之外，还可以采用对接触面施加面压、或介由高电导性的材料而降低接触电阻的方法等。

该副流路A11中，如上所述设置湍流形成部91。

将这样的多个电化学元件A层叠配置。具体而言，长方形状的各电化学元件以一个端部的第一贯穿部41与另一个端部的第二贯穿部51对齐的状态，在各自的电化学元件的电化学反应部朝上的状态下排列并层叠。并且，在各第一贯穿部41彼此之间，存在第一环状密封部42，在第二贯穿部51彼此之间存在第二环状密封部52。

在板状支撑体10中，在长方形的板状支撑体10的长度方向一个端部侧具有第一贯穿部41，其形成从表面贯穿方向外侧向内部流路A1供给作为还原性成分气体和氧化性成分气体之中的一者的第一气体的供给路4。在流通部A2内，具有作为环状密封部的第一环状密封部42，其将在板状支撑体10的两个外表面各自形成的第一贯穿部41与流通部A2进行区隔。此外，通过第一贯穿部41和第一环状密封部42，形成将第一气体向内部流路A1供给的供给路4。应予说明，在第一板状体1的与第一环状密封部42相接的部位的周围，在第一板状体1的与前述内部流路A1相反侧的面设置环状的膨出部a，使第一环状密封部42的沿着第一板状体1的面的方向上的定位变得容易。

此外，板状支撑体10在另一个端部侧具有第二贯穿部51，其形成将在内部流路A1中流通的第一气体向板状支撑体10的表面贯穿方向外侧排放的排放路5。第二贯穿部51是在与第二气体区隔的状态下使第一气体流通的构成，在流通部A2内，具有作为环状密封部的第二环状密封部52，其将在板状支撑体10的两个外表面各自形成的第二贯穿部51与流通部A2进行区隔。通过第二贯穿部51和第二环状密封部52，形成将在内部流路A1中流通的第一气体排放的排放路5。

第一、第二环状密封部42,52包含氧化铝等陶瓷材料、云母、或被覆了它们的金属等绝缘性材料，作为将相邻的电化学元件彼此电绝缘的绝缘密封部而发挥功能。

(6)能源系统、电化学装置

接着，针对能源系统、电化学装置，使用图15进行说明。

能源系统Z具有电化学装置100、和将从电化学装置100排放的热再利用的作为排热利用部的热交换器190。

电化学装置100具有电化学模块M、燃料供给模块、从电化学模块M提取电力的作为输出部8的逆变器(电力转换器的一例)104。燃料供给模块包含脱硫器101、气化器106和重整器102，具有对电化学模块M供给包含还原性成分的燃料气体的燃料供给部103。应予说明，在该情况下，重整器102形成燃料转换器。

详细而言，电化学装置100具有脱硫器101、重整水箱105、气化器106、重整器102、鼓风机107、燃烧部108、逆变器104、控制部110和电化学模块M。

脱硫器101将市政燃气等烃系的原燃料中包含的硫化合物成分去除(脱硫)。在原燃料中含有硫化合物的情况下，通过具有脱硫器101，能够抑制因硫化合物而导致的对重整器102或者电化学元件A的负面影响。气化器106由从重整水箱105供给的重整水生成水蒸气。重整器102使用通过气化器106生成的水蒸气而对通过脱硫器101进行了脱硫的原燃料进行水蒸气重整，生成包含氢气的重整气体。

电化学模块M使用从重整器102供给的重整气体、和从鼓风机107供给的空气，进行电化学反应而发电。燃烧部108使从电化学模块M排放的反应排气和空气混合，使反应排气中的可燃成分燃烧。

逆变器104调整电化学模块M的输出电力，制成与从商用系统(省略图示)接收的电力相同的电压和相同的频率。控制部110控制电化学装置100和能源系统Z的运转。

重整器102使用通过燃烧部108中的反应排气的燃烧而产生的燃烧热而进行原燃料的重整处理。

原燃料通过升压泵111的工作而通过原燃料供给路112向脱硫器101供给。重整水箱105的重整水通过重整水泵113的工作而通过重整水供给路114向气化器106供给。并且，原燃料供给路112在与脱硫器101相比更靠下游侧的部位与重整水供给路114合流，将在容器200外合流的重整水与原燃料向气化器106供给。

重整水通过气化器106而气化，形成水蒸气。通过气化器106而生成的包含水蒸气的原燃料通过含有水蒸气的原燃料供给路115而向重整器102供给。通过重整器102而对原燃料进行水蒸气重整，生成以氢气作为主成分的重整气体(具有还原性成分的第一气体)。通过重整器102而生成的重整气体通过燃料供给部103而向电化学模块M供给。

反应排气在燃烧部108中燃烧，形成燃烧排气而从燃烧排气排放路116向热交换器190输送。在燃烧排气排放路116中，配置燃烧催化部117(例如铂系催化剂)，将燃烧排气中含有的一氧化碳、氢气等还原性成分燃烧去除。

热交换器190使燃烧部108中的燃烧产生的燃烧排气与所供给的冷水进行热交换，生成温水。即，热交换器190作为将从电化学装置100排放的热再利用的排热利用部而进行工作。

应予说明，替代排热利用部，也可以设置利用从电化学模块M(未经燃烧)排放的反应排气的反应排气利用部。此外，也可以使从第一气体排放部62向容器200外流通的反应排气中的至少一部分在图15中的100,101,103,106,112,113,115的任一部位合流，再利用。反应排气中，包含在电化学元件A中未用于反应的残余的氢气。在反应排气利用部中，利用残余的氢气，进行利用燃烧的热利用、利用燃料电池等的发电，进行能量的有效利用。

[其它实施方式]

应予说明，上述实施方式(包括其它实施方式，以下相同)中公开的构成在不发生矛盾的情况下，可以与其它实施方式中公开的构成组合应用，此外，本说明书中公开的实施方式是例示，本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明的目的范围内，可以适当改变。

(1)上述实施方式中，在内部流路A1中设置湍流形成体90，更具体而言在副流路A11中设置湍流形成部91。然而，湍流形成体90也可以设置在流通部A2中。通过在流通部A2中设置湍流形成体90，将在流通部A2中流动的第二气体设为湍流状态，能够延长与电极层31的接触时间。

作为湍流形成体90的配置的方式，可以举出湍流形成体90仅设置在副流路A11中的情况、湍流形成体90仅设置在流通部A2中的情况、湍流形成体90设置在副流路A11和流通部A2两者中的情况。

(2)上述实施方式中，将电化学元件A用于作为电化学装置100的固体氧化物型燃料电池，但电化学元件A也可以用于固体氧化物型电解单元、利用固体氧化物的氧传感器等。此外，电化学元件A不限于作为电化学元件层叠体S、电化学模块M而组合多个使用，也可以单独使用。

即，上述实施方式中，针对能够提高将燃料等化学能转换为电能的效率的构成进行了说明。

即，上述实施方式中，使电化学元件A和电化学模块M作为燃料电池工作，向电极层31中流通氢气，向对电极层33中流通氧气。如此，对电极层33中氧分子O₂与电子e^-反应而生成氧离子O^2-。该氧离子O^2-通过电解质层32而向电极层31移动。电极层31中，氢分子H₂与氧离子O^2-反应，生成水H₂O和电子e^-。通过以上的反应，在电极层31与对电极层33之间产生电动势，进行发电。

另一方面，在使电化学元件A和电化学模块M作为电解单元工作的情况下，在电极层31中流通含有水蒸气、二氧化碳的气体，在电极层31与对电极层33之间施加电压。如此，电极层31中电子e^-与水分子H₂O、二氧化碳分子CO₂反应，形成氢分子H₂、一氧化碳CO和氧离子O^2-。氧离子O^2-通过电解质层32而向对电极层33移动。对电极层33中氧离子O^2-释放电子而形成氧分子O₂。通过以上的反应，将水分子H₂O电解为氢气H₂和氧气O₂，在流通含有二氧化碳分子CO₂的气体的情况下，电解为一氧化碳CO和氧气O₂。

在流通含有水蒸气和二氧化碳分子CO₂的气体的情况下，可以设置由通过上述电解而在电化学元件A和电化学模块M中生成的氢气和一氧化碳等合成烃等各种化合物等的燃料转换器25(图20)。通过燃料供给部(未图示)，能够将该燃料转换器25生成的烃等提取至本系统·装置外而用作另外的用途的燃料。此外，也可以通过燃料转换器25而将氢气、一氧化碳转换为化学原料而加以利用。

图20中，示出使电化学反应部3作为电解单元而进行工作的情况的能源系统Z和电化学装置100的一例。本系统中供给的水和二氧化碳在电化学反应部3中被电解，生成氢气和一氧化碳等。进一步，在燃料转换器25中合成烃等。使图20的热交换器24作为使通过在燃料转换器25中引起的反应而产生的反应热与水进行热交换、气化的排热利用部而工作，同时使图20中的热交换器23作为通过电化学元件A而产生的排热与水蒸气和二氧化碳进行热交换、预热的排热利用部而工作，通过设为上述构成，能够提高能量效率。

此外，电力转换器93向电化学元件A中流通电力。由此，如上所述电化学元件A作为电解单元而发挥作用。

因此，根据上述构成，可以提供能够提高将电能转换为燃料等化学能的效率的电化学装置100和能源系统Z等。

(3)上述实施方式中，作为电极层31的材料，使用例如NiO_-GDC、Ni_-GDC、NiO_-YSZ、Ni_-YSZ、CuO_-CeO₂、Cu_-CeO₂等复合材料，作为对电极层33的材料，使用例如LSCF、LSM等复合氧化物。像这样构成的电化学元件A中，向电极层31供给氢气而设为燃料极(阳极)，向对电极层33供给空气而设为空气极(阴极)，能够用作固体氧化物型燃料电池单元。也可以变更该构成，以能够将电极层31作为空气极、将对电极层33作为燃料极的方式，构成电化学元件A。即，作为电极层31的材料而使用例如LSCF、LSM等复合氧化物，作为对电极层33的材料而使用例如NiO-GDC、Ni-GDC、NiO-YSZ、Ni-YSZ、CuO-CeO₂、Cu-CeO₂等复合材料。如果是像这样构成的电化学元件A，则向电极层31供给空气而作为空气极，向对电极层33供给氢气而作为燃料极，能够将电化学元件A用作固体氧化物型燃料电池单元。

(4)上述实施方式中，在第一板状体1与电解质层32之间设置电极层31，从电解质层32观察在与第一板状体1相反侧配置对电极层33。也可以是将电极层31与对电极层33相反配置的构成。即，也可以是在第一板状体1与电解质层32之间配置对电极层33，从电解质层32观察在与第一板状体1相反侧配置电极层31的构成。在该情况下，针对气体向电化学元件A的供给，也需要变更。

即，针对电极层31和对电极层33的顺序、第一气体、第二气体中任一者是否为还原性成分气体和氧化性成分气体中的一者或另一者，只要配置为以在电极层31和对电极层33中第一气体、第二气体适当反应的形态供给，则可以采用各种形态。

(5)此外，上述实施方式中，覆盖气体流通允许部1A而将电化学反应部3设置在第一板状体1的与第二板状体2相反侧，但也可以设置在第一板状体1的第二板状体2侧。即，电化学反应部3即使是配置在内部流路A1中的构成，本发明也成立。

(6)上述实施方式中，设为将第一贯穿部41、第二贯穿部51在长方形状的板状支撑体的两个端部设置一对的形态，但不限于在两个端部设置的形态，此外，也可以是设置2对以上的形态。此外，第一贯穿部41、第二贯穿部51不需要成对设置。因此，第一贯穿部41、第二贯穿部51各自可以设置1个以上。

进一步，板状支撑体不限于长方形状，也可以采用正方形状、圆形等各种形态。

(7)上述中，电化学模块M设置具有绝缘性的绝缘体210等功能层。电化学模块M除了上述所示的功能层，或者替代其，可以设置另外的功能层。

(8)上述中，下盖203与上盖201通过焊接结合。然而，下盖203与上盖201的结合不限于焊接，可以例如通过螺栓等结合。

(9)此外，上述中，上盖201中形成开口201c，下盖203中形成开口203c。然而，也可以不形成开口201c和开口203c。但是，在上盖201上形成第一气体供给部61和第一气体排放部62能够与外部连通的开口。由于未设置开口201c和开口203c，因此电化学元件层叠体S在容纳于包含上盖201和下盖203的容器200内的状态下，经由第一气体供给部61和第一气体排放部62向电化学元件层叠体S流通第一气体，经由第二气体供给部71和第二气体排放部72向电化学元件层叠体S流通第二气体。

应予说明，在该情况下，也可以形成与第一气体供给部61连通而从上盖201突出的供给用突出部。同样地，也可以形成与第一气体排放部62连通而从上盖201突出的排放用突出部。

(10)上述中，通过容器(第一夹持体、第二夹持体)200夹持电化学元件层叠体S。然而，只要能够夹持电化学元件层叠体S，则不必使用容器200。例如，也可以通过端板(第一夹持体、第二夹持体)等夹持电化学元件层叠体S。

(11)第一、第二环状密封部42,52只要是使第一、第二贯穿部41、51彼此连通而能够防止气体的泄露的构成，则不论形状如何都可。即，第一、第二环状密封部42,52只要是通过具有在内部与贯穿部连通的开口部的无端状的构成，将相邻的电化学元件A彼此之间密封的构成即可。第一、第二环状密封部42,52是例如环状。环状中，也可以是圆形、椭圆形、方形、多边形等任意形状。

(12)上述中，板状支撑体10由第一板状体1和第二板状体2构成。在此，第一板状体1与第二板状体2可以由不同的板状体构成，也可以如图19所示那样由一个板状体构成。在图19的情况下，通过将一个板状体弯折，第一板状体1与第二板状体2重叠。并且，通过将周缘部1a焊接等，将第一板状体1与第二板状体2一体化。应予说明，第一板状体1与第二板状体2可以由一系列无接缝的板状体构成，也可以通过将一系列板状体弯折，如图19那样成型。

此外，如后述那样，第二板状体2可以由一个构件构成，也可以由2个以上的构件构成。同样地，第一板状体1可以由一个构件构成，也可以由2个以上的构件构成。

(13)上述的第二板状体2与第一板状体1一起形成内部流路A1。内部流路A1具有分配部A12、多个副流路A11、合流部A13。向分配部A12供给的第一气体如图5所示，向多个副流路A11各自中分配供给，在多个副流路A11的出口处在合流部A13中合流。因此，第一气体从分配部A12沿着朝向合流部A13的气体流动方向流动。

多个副流路A11通过在第二板状体2之中从分配部A12将除了合流部A13之外的部分形成为波板状而构成。并且，如图9所示，多个副流路A11在与第一气体的气体流动方向交叉的流动交叉方向上的截面图中构成为波板状。这样的多个副流路A11是波板沿着图5所示的气体流动方向延伸形成。多个副流路A11可以在分配部A12与合流部A13之间由一系列波状的板状体形成，也可以由2个以上的波状的板状体构成。多个副流路A11例如可以由沿着按照气体流动方向的方向分离的2个以上的波状的板状体构成，也可以由沿着按照流动交叉方向的方向分离的2个以上的波状的板状体构成。

此外，多个副流路A11如图9所示那样通过反复形成相同形状的山和谷而构成为波浪形。然而，第二板状体2也可以在形成多个副流路A11的区域中具有板状部分。例如，多个副流路A11可以通过交替形成板状部分和突状部分而构成。并且，可以将突状部分设为第一气体等的流体流通的部分。

(14)上述第二板状体2中相当于多个副流路A11的部分不需要整面形成为波板状，只要至少一部分形成为波板状即可。第二板状体2可以例如在分配部A12与合流部A13之间，气体流动方向中的一部分为平板状，其余为波板状。此外，第二板状体2也可以流动交叉方向的一部分为平板状，其余为波板状。

(15)上述内部流路A1中，可以设置能够提高发电效率的结构体。针对这样的构成，在以下进行说明。与上述实施方式重复的部分将记载简化或省略。

(I)电化学模块M的具体的构成

接着，使用图21~图38等，针对电化学模块M的具体的构成进行说明。电化学模块M中，包含图4所示的电化学元件层叠体S。

在此，如图21~图38等所示，电化学元件层叠体S的层叠方向为+Z方向和-Z方向(Z方向)。此外，在第一板状体1和第二板状体2之间第一气体从第一气体供给部61侧向第一气体排放部62侧流通的方向，同样地在第一板状体1和第二板状体2之间第二气体从第二气体供给部71侧向第二气体排放部72侧流通的方向是与+Z方向和-Z方向(Z方向)交叉的+X方向和-X方向(X方向)。此外，与+Z方向和-Z方向(Z方向)和+X方向和-X方向(X方向)交叉的方向是+Y方向和-Y方向(Y方向)。并且，XZ平面、XY平面与YZ平面彼此大致垂直。

如图4和图21等所示，电化学模块M具有：第一气体供给部61，其经由供给路4向内部流路A1供给第一气体；第一气体排放部62，其将反应后的第一气体排放；第二气体供给部71，其从外部向流通部A2供给第二气体；第二气体排放部72，其将反应后的第二气体排放；和，输出部8，其得到与电化学反应部3中的电化学反应相伴的输出；在容器200内，具有分配室9，其将从第二气体供给部71供给的第二气体向流通部A2分配供给。

由此，电化学模块M从第一气体供给部61供给燃料气体(有时也称为第一气体)，同时从第二气体供给部71供给空气(有时也称为第二气体)，由此燃料气体如图4、22等的虚线箭头所示那样进入，空气如实线箭头所示那样进入。

从第一气体供给部61供给的燃料气体从电化学元件层叠体S的最上部的电化学元件A的第一贯穿部41被引导至供给路4，从被第一环状密封部42区隔的供给路4，向所有电化学元件A的内部流路A1中流通。此外，从第二气体供给部71供给的空气在暂时流入分配室9中后，向在各电化学元件A间形成的流通部A2中流通。本实施方式中，燃料气体在内部流路A1中沿着板状支撑体10的平面流通的流通方向是从+X方向朝向-X方向的方向。同样地，空气在流通部A2中沿着板状支撑体10的平面流通的流通方向是从+X方向朝向-X方向的方向。

而且，如果以第二板状体2(板状支撑体10的一部分)作为基准，则在波板状的第二板状体2部分从第一板状体1(板状支撑体10的一部分)膨出的部分，在第一板状体1与第二板状体2之间形成内部流路A1，同时与相邻的电化学元件A的电化学反应部3接触而能够电连接。另一方面，波板状的第二板状体2与第一板状体1接触的部分与第一板状体1电连接，在与和第二板状体2相邻的电化学元件A的电化学反应部3之间形成流通部A2。

在图37等的一部分中存在将出现包括内部流路A1的截面的电化学元件A、和出现包括流通部A2的截面的电化学元件A为了方便而并列显示的部分，但从第一气体供给部61供给的燃料气体到达分配部A12(参照图21~图24等)，经由分配部A12而沿着一个端部侧的宽度方向拓宽而流动，到达内部流路A1之中各副流路A11(参照图21~图24等)。

在此，如图21等所示，内部流路A1具有分配部A12、多个副流路A11、和后述的合流部A13。此外，内部流路A1具有分配部A12与多个副流路A11之间的供给缓冲部144、和多个副流路A11与合流部A13之间的排放缓冲部154。

该内部流路A1由第一板状体1与第二板状体2相对的空间形成。本实施方式中，第一板状体1为平板状，形成后述的气体流通允许部1A。第二板状体2具有相对于层叠方向向上方突出的部分、和向下方凹陷的部分。因此，通过将第一板状体1与第二板状体2相对组合，第二板状体2的向上方突出的部分与第一板状体1抵接。并且，通过第二板状体2的向下方凹陷的部分与第一板状体1，形成将分配部A12、供给缓冲部144、多个副流路A11、排放缓冲部154和合流部A13等各部分隔开的空间。

如后文详细描述，在沿着燃料气体的流通方向的方向(+X方向和-X方向(X方向))上，在分配部A12与多个副流路A11之间设置供给结构体140。供给结构体140使燃料气体在分配部A12中暂时贮留，限制从分配部A12向多个副流路A11的燃料气体供给。

此外，在沿着燃料气体的流通方向的方向上，在多个副流路A11与合流部A13之间设置排放结构体150。排放结构体150限制从多个副流路A11向合流部A13的燃料气体的排放。

燃料气体在第一气体供给部61、第一环状密封部42、第一贯穿部41等中流通，向各电化学元件A的分配部A12供给。向分配部A12供给的燃料气体通过供给结构体140而暂时贮留在分配部A12中。其后，燃料气体从分配部A12导入多个副流路A11。

进入各副流路A11中的燃料气体在各副流路A11中流通的同时，经由气体流通允许部1A而进入电极层31、电解质层32中。此外，燃料气体与结束电化学反应的燃料气体一起，进一步在副流路A11中前进。到达多个副流路A11的流通方向的终端的燃料气体在通过排放结构体150而部分限制向合流部A13的流通的状态下，前进至合流部A13。前进至合流部A13的燃料气体在合流部A13、第二贯穿部51、第二环状密封部52等中流通。并且，与来自其它电化学元件A的结束电化学反应的燃料气体一起，从第一气体排放部62向外排放。

另一方面，从第二气体供给部71供给的空气经由分配室9而进入流通部A2中，能够进入对电极层33、电解质层32中。此外，空气与结束电化学反应的空气一起，进一步沿着电化学反应部3而在流通部A2中前进，从第二气体排放部72向外排放。

按照该燃料气体和空气的流动，在电化学反应部3中产生的电力通过相邻的电化学元件A的电化学反应部3与第二板状体2的接触而在集流体81,82彼此之间串联连接，形成从输出部8提取合成输出的形态。

针对电化学元件层叠体S的构成，在后详细描述。

(II)内部流路和第二板状体的构成

针对第一板状体1与第二板状体2相对形成的内部流路A1的构成，进一步说明。

本实施方式中，平板状的第一板状体1、与以沿着层叠方向向上方(+Z方向)突出的方式、或者沿着层叠方向向下方(-Z方向)凹陷的方式形成为凹凸的第二板状体2彼此相对，在组合得到的内表面上形成内部流路A1。内部流路A1中，包含分配部A12、供给缓冲部144、多个副流路A11、排放缓冲部154和合流部A13。此外，内部流路A1中，还包含第一气体通过的供给通过部141(供给结构体140的一部分)和排放通过部151(排放结构体150的一部分)。

应予说明，设置有第一气体供给部61、第一环状密封部42、第一贯穿部41等的供给路4侧、与设置有第一气体排放部62、第二环状密封部52、第二贯穿部51等的排放路5侧为对称的结构。图22~图24、图26~图29等中，示出设置有第一气体排放部62、第二环状密封部52、第二贯穿部51等的排放路5侧的截面图。另一方面，图30~图36等中，示出设置有第一气体供给部61、第一环状密封部42、第一贯穿部41等的供给路4侧的截面图。并且，在图22~图24、图26~图29等排放路5侧的截面图中，第一气体在从多个副流路A11经过合流部A13而向第二贯穿部51等排放的方向上流通。另一方面，在图30~图36等供给路4侧的截面图中，第一气体经过第一贯穿部41等而在从分配部A12向多个副流路A11供给的方向上流通。

分配部A12与各电化学元件A对应设置。分配部A12设置在供给路4侧，是用于向各电化学元件A供给第一气体的缓冲部。此外，分配部A12在第一气体的流通方向(从+X方向朝向-X方向的方向)上，在内部流路A1之中设置在多个副流路A11的上游侧。如图21、图38等所示，分配部A12中，在与流通方向交叉的方向(+Y方向和-Y方向(Y方向))和流通方向(+X方向和-X方向(X方向))的大致中央部，形成贯穿第二板状体2的第一贯穿部41。第一气体在第一气体供给部61、第一环状密封部42、第一贯穿部41等中流通，向各电化学元件A的分配部A12供给。

第一板状体1与第二板状体2如图22~图36等所示，通过将第一板状体1的缘部与第二板状体2的缘部在周缘部1a焊接从而一体化。分配部A12以与周缘部1a相比向层叠方向的下方(-Z方向)凹陷的方式对第二板状体2进行加工，由此形成。进一步而言，分配部A12以与供给阻止部142(供给结构体140的一部分)在层叠方向上位置不同的方式形成。即，如图33等所示，在层叠方向上，分配部A12的上表面位于与供给阻止部142的上表面相比更靠下方。并且，供给阻止部142的上表面与第一板状体1的下表面抵接。由此，导入分配部A12的第一气体通过向层叠方向的上方突出的供给阻止部142而限制从分配部A12的排放，在形成为凹状的分配部A12中暂时贮留。

此外，分配部A12在顶视图中，如图21等所示那样在+Y方向和-Y方向(Y方向)上长。并且，分配部A12的Y方向的长度与在Y方向上隔有间隔而平行排列配置的多个副流路A11的区域的Y方向的长度对应。

第一气体流通的多个副流路A11如图21~图38等所示，沿着流通方向，即沿着+X方向和-X方向(X方向)延伸。并且，多个副流路A11如前述那样，在Y方向上隔有间隔而平行排列配置。第二板状体2如图21~图38等所示，具有形成多个副流路A11各自的多个副流路形成部160、以及在相邻的副流路形成部160之间设置且将相邻的副流路A11各自隔开的多个分隔部161。如图37等所示，副流路形成部160形成为具有底面的凹状，分隔部161的上表面位于与副流路形成部160的底面相比更靠层叠方向的上方。并且，分隔部161的上表面与第一板状体1的下表面抵接。由此，各副流路A11分离，在各副流路A11内各自第一气体沿着流通方向流通。

应予说明，副流路A11在图21等中，从供给结构体140的附近至排放结构体150的附近沿着流通方向延伸。然而不限于此，副流路A11也可以仅在从供给结构体140的附近至排放结构体150的附近为止的一部分中形成。即，形成副流路A11的副流路形成部160也可以仅配置在从供给结构体140的附近至排放结构体150的附近为止的一部分中。

如图37、图38所示，在+Y方向和-Y方向(Y方向，与流通方向交叉的交叉方向)上，分隔部161的长度L3小于副流路形成部160的长度L4(L3＜L4)。在L3＜L4的情况下，如图37等所示，能够减小分隔部161的上表面与第一板状体1的下表面的抵接面积。即，能够增大朝向形成气体流通允许部1A的第一板状体1的副流路A11的空间，能够增多从副流路A11朝向电化学反应部3的第一气体的量。

第二板状体2如图21、图30~图38等所示，在沿着流通方向的方向(+X方向和-X方向(X方向))上，在分配部A12与多个副流路A11之间具有供给结构体140。供给结构体140使第一气体在分配部A12中暂时贮留，同时限制从分配部A12向多个副流路A11的第一气体的供给。

供给结构体140具有多个供给通过部141和多个供给阻止部142。供给通过部141使第一气体从分配部A12向多个副流路A11通过。供给阻止部142阻止第一气体从分配部A12向多个副流路A11通过。如图32等所示，供给阻止部142的上表面位于与供给通过部141的上表面相比更靠层叠方向的上方，与第一板状体1的下表面抵接。因此，通过供给阻止部142阻止分配部A12内的第一气体向流通方向的流通，另一方面，经由供给通过部141而向流通方向流通，向多个副流路A11流动。

本实施方式中，各供给阻止部142如例如图21、图38等所示，形成为大致长方形。并且，长方形的各供给阻止部142以长边沿着+Y方向和-Y方向(Y方向)的方式沿着Y方向配置。在相邻的供给阻止部142之间设置供给通过部141。即，供给通过部141设置在相邻的供给阻止部142的短边相对的区间中。

如图38所示，在+Y方向和-Y方向(Y方向，与流通方向交叉的交叉方向)上，供给阻止部142的长度L2大于供给通过部141的长度L1(L2＞L1)。此外，供给通过部141的长度L1优选小于分隔部161的长度L3(L1＜L3)。由此，能够使从分配部A12经由供给通过部141挤出的第一气体与分隔部161的+X方向侧的端部冲突，能够在后述的供给缓冲部144中暂时贮留。

L1与L2的关系根据例如向分配部A12单位时间供给的第一气体的量、向多个副流路A11单位时间应当供给的第一气体的量、供给阻止部142的数量、分隔部161的Y方向的长度L3、副流路A11的Y方向的长度L4等而确定。

如上所述，各副流路A11被各分隔部161而分隔。在流通方向(+X方向和-X方向(X方向))上，多个分隔部161之中任一分隔部161与供给通过部141对应配置。

此外，在流通方向上，多个副流路A11之中至少1个副流路A11与供给阻止部142对应配置。

在此，第一气体从分配部A12经由供给通过部141而导入多个副流路A11。根据上述构成，在流通方向上，任一分隔部161与供给通过部141对应配置，因此从分配部A12向供给通过部141挤出的第一气体通过沿着流通方向前进，与向层叠方向的上方突出的分隔部161冲突。通过与分隔部161的冲突，第一气体在与流通方向交叉的交叉方向上前进。即，从分配部A12经过供给通过部141而流通来的第一气体并非立刻导入多个副流路A11，而是在副流路A11的跟前与分隔部161冲突而在交叉方向上前进。进一步，在交叉方向上前进的第一气体由于向层叠方向的上方突出的供给阻止部142而不回到分配部A12，在供给结构体140与多个副流路A11之间暂时贮留。其后，第一气体沿着从分配部A12的挤出，导入多个副流路形成部160所形成的多个副流路A11中。

应予说明，第一气体在供给结构体140与多个副流路A11之间暂时贮留的区域是供给缓冲部144。

本实施方式中，在流通方向上，与1个供给通过部141对应地配置1个分隔部161。然而，不限于此，也可以与1个供给通过部141对应地配置多个分隔部161。此外，也可以不与1个供给通过部141对应地配置分隔部161，而与另一个供给通过部141对应地配置分隔部161。

此外，在流通方向上，与第一贯穿部41对应地设置供给阻止部142。由此，能够抑制从第一贯穿部41导入分配部A12的第一气体立刻朝向多个副流路A11。因此，能够在分配部A12中暂时贮留第一气体。

供给阻止部142的数量不限于此，但例如为2个以上。此外，优选根据多个副流路A11的数量来设定供给阻止部142的数量。

此外，供给阻止部142在上文中，在流通方向的交叉方向上配置为一列。然而，只要在分配部A12中暂时贮留第一气体，能够向多个副流路A11大致均匀地供给第一气体，则不限于该配置。例如，多个供给阻止部142可以从交叉方向偏移配置。此外，多个供给阻止部142可以沿着交叉方向、或者从交叉方向偏移配置。

此外，上述中，供给阻止部142为长方形。然而，只要能够从分配部A12向多个副流路A11均匀地供给气体，则供给阻止部142的形状不限于此。例如，供给阻止部142可以形成为正方形、圆形、椭圆形、三角形等各种形状。

此外，不限于此，如图21、图38等上述实施方式所示，优选多个供给阻止部142之中的2个各自设置在与分配部A12的+Y方向的端部和-Y方向的端部对应的位置。第一气体以从分配部A12的第一贯穿部41起在分配部A12的空间拓宽的方式在分配部A12中弥漫，与分配部A12的端面冲突。因此，有时与分配部A12的端面冲突的第一气体在端面处改变方向而朝向多个副流路A11流动。因此，通过在与分配部A12的端部对应的位置处预先设置供给阻止部142，能够抑制第一气体从分配部A12立刻向多个副流路A11流出。由此，如后述那样，能够从分配部A12向各副流路A11大致均匀地供给第一气体。

接着，针对合流部A13和排放结构体150进行说明。合流部A13和排放结构体150各自为与分配部A12和供给结构体140相同的构成。

合流部A13设置在排放路5侧，是用于排放在多个副流路A11中流通的第一气体的缓冲部。合流部A13在第一气体的流通方向上，在内部流路A1之中设置在多个副流路A11的下游侧。如图21、图38等所示，合流部A13中，在流通方向和其交叉方向的大致中央部，形成贯穿第二板状体2的第二贯穿部51。通过多个副流路A11的第一气体被导入合流部A13，经由第二贯穿部51、第二环状密封部52、第一气体排放部62等而向外部排放。

此外，合流部A13以在排放阻止部152(排放结构体150的一部分)中在层叠方向上位置不同的方式形成。即，如图26等所示，在层叠方向上，合流部A13的上表面位于与排放阻止部152的上表面相比更靠下方。并且，排放阻止部152的上表面与第一板状体1的下表面抵接。由此，从多个副流路A11朝向合流部A13的第一气体通过向层叠方向的上方突出的排放阻止部152而限制向合流部A13的排放，暂时贮留在多个副流路A11中。

此外，合流部A13在顶视图中，如图21等所示那样在+Y方向和-Y方向(Y方向)上长。并且，合流部A13的Y方向的长度与在Y方向上隔有间隔而平行排列配置的多个副流路A11的区域的Y方向的长度对应。

第二板状体2如图21、图25~图29、图38等所示，在沿着流通方向的方向(+X方向和-X方向(X方向))上，在多个副流路A11与合流部A13之间具有排放结构体150。排放结构体150限制从多个副流路A11向合流部A13的第一气体的排放。

排放结构体150具有多个排放通过部151和多个排放阻止部152。排放通过部151使第一气体从多个副流路A11向合流部A13通过。排放阻止部152阻止第一气体从多个副流路A11向合流部A13通过。如图26等所示，排放阻止部152的上表面位于与排放通过部151的上表面相比更靠层叠方向的上方，与第一板状体1的下表面抵接。因此，通过排放阻止部152而阻止多个副流路A11内的第一气体向流通方向的流通，另一方面，经由排放通过部151而向流通方向流通，向合流部A13流动。

本实施方式中，排放阻止部152与供给阻止部142同样地，如例如图21、图38等所示那样，形成为大致长方形。并且，长方形的各排放阻止部152以长边沿着+Y方向和-Y方向(Y方向)的方式沿着Y方向配置。在相邻的排放阻止部152之间设置排放通过部151。即，排放通过部151设置在相邻的排放阻止部152的短边相对的区间中。

如图38所示，在+Y方向和-Y方向(Y方向，与流通方向交叉的交叉方向)上，排放阻止部152的长度L12大于排放通过部151的长度L11(L12＞L11)。此外，排放阻止部152的长度L12优选大于副流路形成部160的长度L4(L12＞L3)。由此，能够使从多个副流路A11朝向合流部A13的第一气体与排放阻止部152冲突，能够在后述的排放缓冲部154中暂时贮留、

L11与L12的关系根据例如向多个副流路A11单位时间供给的第一气体的量、从合流部A13单位时间应当排放的第一气体的量、排放阻止部152的数量、分隔部161的Y方向的长度L3、副流路A11的Y方向的长度L4等而确定。

在流通方向上，多个副流路A11之中至少1个副流路A11与排放阻止部152对应配置。

此外，在流通方向上，多个分隔部161之中任一分隔部161与排放通过部151对应配置。

根据上述构成，从多个副流路A11挤出的第一气体通过沿着流通方向前进，与向层叠方向的上方突出的排放阻止部152冲突。通过与排放阻止部152的冲突，第一气体在与流通方向交叉的交叉方向上前进。即，从多个副流路A11流通来的第一气体并非立刻导入合流部A13，而是在合流部A13的跟前与排放阻止部152冲突而在交叉方向上前进。其后，第一气体沿着从多个副流路A11的挤出，通过排放通过部151而导入合流部A13。

应予说明，第一气体在多个副流路A11与排放结构体150之间暂时贮留的区域是排放缓冲部154。

此外，在流通方向上，与第二贯穿部51对应地设置排放阻止部152。由此，能够抑制在多个副流路A11中流通的第一气体立刻导入合流部A13，并从第二贯穿部51排放。因此，在多个副流路A11中能够暂时贮留第一气体。

排放通过部151和排放阻止部152的形状、大小、配置、数量等与供给通过部141和供给阻止部142相同。例如，在图38中，+Y方向和-Y方向(Y方向，与流通方向交叉的交叉方向)上的排放阻止部152的长度L12和排放通过部151的长度L11与上述供给阻止部142的长度L1和供给通过部141的长度L2相同。

但是，排放通过部151和排放阻止部152的形状、大小、配置、数量等也可以与供给通过部141和供给阻止部142不同。例如，也可以使排放通过部151的大小大于供给通过部141。由此，也可以使从多个副流路A11向合流部A13的排放压力比从分配部A12向多个副流路A11供给第一气体时的供给压小。能够从分配部A12向多个副流路A11以一定程度的供给压力供给第一气体，使在多个副流路A11间的流动分布达到恒定，同时在将第一气体排放时，顺畅地导入合流部A13。

(a)供给结构体和排放结构体的作用

(a1)供给结构体的作用

接着，针对供给结构体140的作用进行说明。

上述构成的供给结构体140的供给阻止部142设置在分配部A12与多个副流路A11之间，形成从分配部A12向多个副流路A11的第一气体流动的障壁。因此，从分配部A12向多个副流路A11流通时的第一气体的压力损失变高，导入分配部A12中的第一气体以在分配部A12中充满的方式弥漫，暂时贮留。因此，分配部A12内整体达到大致均匀的压力(均压)。即，分配部A12与多个副流路A11各自的差压达到大致相同。在此基础上，从分配部A12经由供给通过部141向多个副流路A11供给第一气体，因此第一气体以在各副流路A11中大致均压的状态而被供给。由此，在各副流路A11间，沿着流通方向的第一气体的流动分布(流速、流量和压力等)大致均匀。

此外，第一气体从分配部A12分为多个副流路A11而流动。像这样，通过利用分为多个流路而流动的整流作用，第一气体与在未形成多个流路的内部流路中流动的情况相比，流动分布(流速、流量和压力等)大致恒定。

如上所述，在各副流路A11间，沿着流通方向的第一气体的流动分布达到大致均匀。例如，在各副流路A11间观察流通方向的某一位置的情况下，在与该一个位置交叉的交叉方向上，各副流路A11的第一气体的流速、流量和压力等大致恒定。由此，在电化学反应部3中，第一气体不足的部分与第一气体过量流通的部分之差减小，提高电化学元件A整体中的第一气体的利用率，从而能够提高电化学反应的反应效率。

应予说明，在不采用上述分配部A12、多个副流路A11和供给结构体140等构成的情况下，各副流路A11中的第一气体的流动分布不同，有时在某一副流路A11中第一气体的流速快，在另一副流路A11中第一气体的流速慢。第一气体的流速慢的副流路A11中通过电化学反应而消耗了第一气体，第一气体不足。由此，第一气体的浓度降低，电化学反应部3的电极层氧化劣化，有可能导致电极性能、机械强度降低。另一方面，第一气体的流速快的副流路A11中，第一气体于在电化学反应中消耗前被排放。即，在第一气体为氢气等燃料气体的情况下，浓度仍高的第一气体被排放，燃料利用率降低。在此，还可以考虑对于第一气体的流速慢的副流路A11中的第一气体的不足，增加向各副流路A11供给的第一气体的供给量。然而，在该情况下，在第一气体的流速快的副流路A11中，于在电化学反应中消耗前排放的第一气体的量进一步增加，燃料利用率进一步降低。据此，在各副流路A11中的第一气体的流动分布不同的情况下，电化学反应的反应效率降低，发电效率降低。

(a2)排放结构体的作用

接着，针对排放结构体150的作用，进行说明。

根据上述构成，不仅设置用于从分配部A12向多个副流路A11以大致均匀的流动分布供给第一气体的供给结构体140，还在从多个副流路A11使第一气体在合流部A13合流的部分处设置排放结构体150。多个副流路A11被供给结构体140和排放结构体150夹持，因此能够在使多个副流路A11内的第一气体的流动分布(流速、流量和压力等)大致均匀的同时，提高电化学反应的反应效率。

若更具体说明，则上述构成的排放结构体150的排放阻止部152设置在多个副流路A11与合流部A13之间，形成从副流路A11向合流部A13的第一气体流动的障壁。因此，从多个副流路A11向合流部A13流通时的第一气体的压力损失变高。因此，向多个副流路A11中导入的第一气体难以从多个副流路A11立刻导入合流部A13中，以在多个副流路A11中充满的方式弥漫。由此，在各副流路A11间，能够使沿着流通方向的第一气体的流动分布(流速、流量和压力等)达到大致均匀。此外，第一气体以在多个副流路A11中充满的方式弥漫，因此在多个副流路A11内电化学反应充分进行。由此，能够提高电化学反应的反应效率。

(16)上述实施方式中，电化学装置具有电化学模块M，所述电化学模块M具有多个电化学元件A。然而，上述实施方式的电化学装置还能够应用于具有1个电化学元件的构成。

(17)上述实施方式的图1中，电化学元件层叠体S在层叠方向上侧，经由上部绝缘体210T而被上部板230T夹持。此外，电化学元件层叠体S在层叠方向下侧，经由下部绝缘体210B而被下部板230B夹持。并且，像这样配置的电化学元件层叠体S、上部绝缘体210T、上部板230T、下部绝缘体210B、下部板230B被容纳在容器200中。权利要求书中的夹持体相当于上部和下部板230和容器200。或者，权利要求书中的夹持体可以是上部和下部板230，也可以是容器200。

附图标记说明

1：第一板状体

1A：气体流通允许部

2：第二板状体

3：电化学反应部

9：分配室

10：板状支撑体

31：电极层

32：电解质层

33：对电极层

41：第一贯穿部

42：第一环状密封部

51：第二贯穿部

52：第二环状密封部

90：湍流形成体

91：湍流形成部

100：电化学装置

200：容器

201：上盖

203：下盖

210：绝缘体

230：板

A：电化学元件

A：第一电化学元件

A：第二电化学元件

A1：内部流路

A11：副流路

A12：分配部

A13：合流部

A2：流通部

M：电化学模块

S：电化学元件层叠体

Z：能源系统