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一种燃料电池堆(300)包括一个或多个燃料电池(302)的多个阵列,每个燃料电池包括电解质层、阳极层和阴极层；在相邻燃料电池之间的气体分离板(304,306)；以及在相邻燃料电池之间的助燃气分布通道(308)和燃料气体分布通道(312,318)；以及分别对燃料电池的阴极层和阳极层开放的气体分离器。燃料电池阵列包括至少第一级燃料电池阵列和第二级燃料电池阵列,第一级燃料电池阵列具有从一个或多个燃料气体供应歧管(310)接收燃料气体的相关的第一燃料气体分布通道(312),而第二级燃料电池阵列具有从第一级燃料电池阵列的燃料电池接收燃料废气的相关的第二燃料气体分布通道(318)。第二级燃料电池阵列在堆中交错在第一级燃料电池阵列之间以提高热梯度。其它交错布置是可能的。