固体酸化物型燃料電池セル
【課題】支持基板と燃料極との界面における剥離の発生を抑制可能な固体電解質型燃料電池セルを提供する。
【解決手段】固体酸化物型燃料電池セルは、燃料ガス流路を内部に有し、ＭｇＯとＮｉＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する支持基板と、支持基板上に形成され、ＮｉＯを含む燃料極と、空気極と、燃料極及び空気極の間に配置される固体電解質層と、を有する発電部と、を備える。主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含む。支持基板が還元された場合に主組成物の固相の全体積に対するＮｉの体積割合は18.0体積％以下である。
【解決手段】固体酸化物型燃料電池セルは、燃料ガス流路を内部に有し、ＭｇＯとＮｉＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する支持基板と、支持基板上に形成され、ＮｉＯを含む燃料極と、空気極と、燃料極及び空気極の間に配置される固体電解質層と、を有する発電部と、を備える。主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含む。支持基板が還元された場合に主組成物の固相の全体積に対するＮｉの体積割合は18.0体積％以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持基板を備える固体酸化物型燃料電池セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題及びエネルギー資源の有効利用の観点から、燃料電池に注目が集まっており、燃料電池の材料及び構造について種々の提案がなされている。
【０００３】
特許文献１では、ＮｉＯを含む支持基板と、支持基板上に形成されＮｉＯを含む燃料極と、を備える固体酸化物型燃料電池セルが開示されている。また、特許文献１には、支持基板が6モル％〜22モル％のＮｉＯを含み、燃料極が35体積％〜65体積％のＮｉＯを含むことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０９５５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の固体酸化物型燃料電池セルでは、支持基板と燃料極との界面において剥離が発生する場合がある。本発明者らは、この現象が、支持基板と燃料極それぞれに含まれるＮｉＯの含有量差によるものであることを新たに見出した。具体的に、本発明者らは、特許文献１の固体酸化物型燃料電池セルにおいては、支持基板に含まれるＮｉＯの含有量が、燃料極に含まれるＮｉＯの含有量よりも少なすぎるという知見を見出した。
【０００６】
本発明は、このような新たな知見に基づいてなされたものであり、支持基板と燃料極との界面における剥離の発生を抑制可能な固体電解質型燃料電池セルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される固体酸化物型燃料電池セルは、燃料ガス流路を内部に有し、ＭｇＯとＮｉＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する支持基板と、支持基板上に形成され、ＮｉＯを含む燃料極と、空気極と、燃料極及び空気極の間に配置される固体電解質層と、を有する発電部と、を備える。主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含む。支持基板が還元された場合に主組成物の固相の全体積に対するＮｉの体積割合は18.0体積％以下である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、支持基板と燃料極との界面における剥離の発生を抑制可能な固体電解質型燃料電池セルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】横縞型燃料電池セルの構成を示す斜視図
【図２】横縞型燃料電池セルの構成を示す断面図
【図３】支持基板に含まれる主組成物のＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図である。
【図４】実施例に係る支持基板のＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
固体酸化物型燃料電池セル（Solid Oxide Fuel Cell：ＳＯＦＣ）の一例として、横縞型燃料電池セル１００について説明する。
【００１１】
１．横縞型燃料電池セル１００の構成
図１は、横縞型燃料電池セル（以下、単に「セル」と略称する）１００の概要を示す斜視図である。図２は、図１のI−I断面図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、セル１００は、支持基板１０と、複数の発電部２０と、複数のインターコネクタ３０と、集電部４０と、を備える。なお、図１では、説明の便宜上、集電部４０が省略されている。
【００１３】
１−１．支持基板１０
支持基板１０は、扁平かつ一方向（以下、「長手方向」という）に延びる板状部材である。支持基板１０は、絶縁性を有する多孔質体によって構成されている。支持基板１０の内部には、支持基板１０の長手方向に沿って延びる流路１０ａが形成されている。発電時には、この流路１０ａに水素などを含む燃料ガスを流すことによって、支持基板１０を介して複数の発電部２０に燃料ガスが供給される。この際、支持基板１０自体は、還元雰囲気に曝される。
【００１４】
支持基板１０は、ＭｇＯとＮｉＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する。また、支持基板１０は、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3のうち少なくとも一つを副組成物として含有していてもよい。
【００１５】
支持基板１０が含有する主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含んでいる。このＮｉＯの下限値は、支持基板１０に含まれるＮｉＯの含有量と、後述する燃料極２１に含まれるＮｉＯの含有量との差が小さくなるように設定されている。また、Ｙ2Ｏ3の下限値及び上限値は、支持基板１０と後述する固体電解質層２２および空気極２４との熱膨張係数の整合性を考慮して設定されている。具体的には、支持基板１０の構成材料であるＭｇＯ及びＮｉＯは熱膨張係数がそれぞれ13.0〜14.0ppm/Kと12.5〜13.5ppm/Kであり、固体電解質層２２やインターコネクタ３０の熱膨張係数（約10〜11ppm/K）に比べて非常に大きい。このままでは、熱膨張係数の不整合によりセル１００の内部にクラックや剥離が発生する。そこで、熱膨張係数が8.5〜9.5ppm/KであるＹ2Ｏ3を適量（4.50モル％以上15.00モル％以下）添加することによって、セル１００の内部にクラックや剥離が発生しない熱膨張係数である11.5〜12.5ppm/Kに合わされている。
なお、本実施形態では、熱膨張係数の値として、常温から900℃までの昇温過程における測定値に基づいて算出された値が採用されている。
【００１６】
一方で、主組成物におけるＮｉＯの含有量は、支持基板１０が還元された場合に主組成物の固相に含有されるＮｉの体積割合が主組成物の固相の全体積に対して18.0体積％以下となるように調整されている。このＮｉの上限値は、ＭｇＯに固溶しているＮｉＯが還元されることによって支持基板１０内に析出するＮｉ量を考慮して設定されている。すなわち、Ｎｉの含有量が上述の上限値以下に調整することによって、支持基板１０が還元された場合にも支持基板１０の絶縁性を確保することができる。なお、ＭｇＯに固溶しているＮｉＯの還元によるＮｉの析出については、「Journal of the Ceramic Society of Japan_117_(2)_2009_p166-170」に記載されているとおりである。
【００１７】
ここで、図３は、主組成物のＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図である。図３に示すように、本実施形態にかかる主組成物は、ＭｇＯがｘモル％、Ｙ2Ｏ3がｙモル％、ＮｉＯがｚモル％である点を（ｘ、ｙ、ｚ）とするときに、（45.50、15.00、39.50）、（64.56、4.50、30.94）、（71.00、4.50、24.50）及び（60.50、15.00、24.50）を頂点とする四角形で囲まれた領域Ｘ内の組成を有している。
【００１８】
このような領域Ｘは、4.50モル％のＹ2Ｏ3を示す第１ラインＬ１と、15.00モル％のＹ2Ｏ3を示す第２ラインＬ２と、24.50モル％のＮｉＯを示す第３ラインＬ３と、第４ラインＬ４と、によって囲まれた領域である。第４ラインＬ４は、上述の通り主組成物の固相に含有されるＮｉの体積割合が主組成物の固相の全体積に対して18.0体積％となるラインである。このような第４ラインＬ４は、ＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図において、第１ポイントＰ１（40.00、18.03、41.97）と第２ポイントＰ２（72.72、0.00、27.28）とを結ぶことによって得られる。
【００１９】
１−２．発電部２０
発電部２０は、図２に示すように、支持基板１０上に形成されている。発電部２０は、燃料極２１と、固体電解質層２２と、反応防止層２３と、空気極２４と、を有する。
【００２０】
燃料極２１は、支持基板１０上に形成され、アノードとして機能する。燃料極２１の材料としては、公知の燃料電池セルの燃料極を形成するための材料を用いることができ、例えば、ＮｉＯ‐ＹＳＺ（酸化ニッケル‐イットリア安定化ジルコニア）及び／又はＮｉＯ‐Ｙ2Ｏ3（酸化ニッケル‐イットリア）が挙げられる。燃料極２１は、これらの材料のほか、Ｆｅ2Ｏ3やＳｉＯ2を含有していてもよい。燃料極２１の厚みは、５０μｍ〜５００μｍであればよい。なお、燃料極２１に含まれるＮｉＯの含有量は、支持基板１０に含まれるＮｉＯの含有量に基づいて設定することができるが、燃料極２１のうち還元後に気孔部分を除いた全体積に対するＮｉの体積割合は、35体積％〜65体積％であることが好ましい。
【００２１】
また、燃料極２１は、微粒のＮｉＯとＹＳＺからなる緻密な燃料極活性層と、ガス透過性に優れる多孔の燃料極集電層の２層に分かれていても良い。燃料極活性層は、固体電解質層２２と燃料極集電層の間に設けられる。燃料極活性層は、燃料極２１側での電極反応を促進させ、電極反応抵抗を低く抑える機能を有する。燃料極活性層の厚みは、５μｍ〜３０μｍが好ましい。
【００２２】
固体電解質層２２は、燃料極２１と空気極２４との間に配置されており、その一部は、２つの発電部２０の燃料極２１間において支持基板１０上に形成されている。固体電解質層２２はジルコニア（ＺｒＯ2）を主成分として含むことができる。固体電解質層２２は、ジルコニアの他に、Ｙ2Ｏ3及び／又はＳｃ2Ｏ3等の添加剤を含むことができる。これらの添加剤は、安定剤として機能する。固体電解質層２２における添加剤の添加量は、３〜２０ｍｏｌ％程度である。すなわち、固体電解質層２２の材料としては、３ＹＳＺ、８ＹＳＺ及び１０ＹＳＺ等のイットリア安定化ジルコニア；並びにＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）；等のジルコニア系材料が挙げられる。固体電解質層２２の厚みは、３μｍ以上、５０μｍ以下が好適である。
【００２３】
反応防止層２３は、固体電解質層２２上に形成される。反応防止層２３は、セリア（酸化セリウム）を主成分として含んでもよい。具体的に、反応防止層２３の材料としては、セリア及びセリアに固溶した希土類金属酸化物を含むセリア系材料が挙げられる。セリア系材料としては、ＧＤＣ（（Ｃｅ,Ｇｄ）Ｏ2：ガドリニウムドープセリア）、ＳＤＣ（（Ｃｅ, Ｓｍ）Ｏ2：サマリウムドープセリア）等が挙げられる。反応防止層２３の厚みは、３μｍ以上、５０μｍ以下が好適である。
【００２４】
空気極２４は、反応防止層２３上において反応防止層２３の外縁を越えないように配置される。空気極２４は、カソードとして機能する。空気極２４は、例えば、ランタン含有ペロブスカイト型複合酸化物によって構成されていてもよい。ランタン含有ペロブスカイト型複合酸化物としては、ＬＳＣＦ（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）、ランタンマンガナイト、ランタンコバルタイト、ランタンフェライトなどが挙げられる。また、ランタン含有ペロブスカイト型複合酸化物には、ストロンチウム、カルシウム、クロム、コバルト、鉄、ニッケル、アルミニウム等がドープされていてもよい。空気極２４の厚みは、１０μｍ以上、１００μｍ以下が好適である。
【００２５】
１−３．インターコネクタ３０
インターコネクタ３０は、燃料極２１上に形成される。インターコネクタ３０は、１つ目の発電部２０から延長している集電部４０と、２つ目の発電部２０の燃料極２１に接続されており、これによって２つの発電部２０が電気的に直列接続されている。インターコネクタ３０は、ペロブスカイト型複合酸化物を主成分として含有する。特に、インターコネクタ３０に用いられるペロブスカイト型複合酸化物としては、ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ3）などのクロマイト系材料、ＳｒＴｉＯ3などのチタネート系材料が挙げられる。インターコネクタ３０の厚みは、１０μｍ以上、１００μｍ以下が好適である。
また、インターコネクタ３０と集電層４０の間に両材料間の接続を確実なものにするための層を設けても良い。同じく、インターコネクタ３０と燃料極２１の間に両材料間の接続を確実なものにするための層を設けても良い。
【００２６】
１−４．集電部４０
集電部４０は、空気極２４から、その空気極２４を備える発電部２０に隣接する発電部２０上のインターコネクタ３０までを覆うように形成され、インターコネクタ３０と発電部２０とを電気的に接続している。集電部４０は、導電性を有すればよく、例えばインターコネクタ３０や空気極２４と同様の材料で構成することができる。集電部４０の厚みは、５０μｍ以上、５００μｍ以下が好適である。
【００２７】
２．セル１００の製造方法
２−１．支持基板１０の形成
支持基板１０は、圧粉成形によって形成可能である。すなわち、支持基板１０は、支持基板１０の材料が混合された粉末を型に入れ、圧縮することで圧粉体を成形する工程を含む。
【００２８】
支持基板１０の材料は、上述のとおり、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、所定モル％範囲内のＭｇＯと、を主成分として含有する。また、この材料におけるＮｉＯの含有量は、支持基板１０が還元された場合に主組成物の固相のうち気孔部分を除いた全体積に対するＮｉの体積割合が18.0体積％以下となるように調整されている。このような材料には、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3などが副成分として含まれていてもよい。圧粉成形時に粉末にかけられる圧力は、支持基板１０が充分な剛性を有するように設定されればよい。
【００２９】
また、ガス流路１０ａは、焼成によって消失するセルロースシートなどを粉体の内部に埋設した状態で圧粉成形を行い、その後に焼成を行うことによって形成される。
【００３０】
２−２．燃料極２１の形成
燃料極２１は、圧粉成形によって形成可能である。すなわち、燃料極２１は、燃料極２１の材料が混合された粉末を型に入れ、圧縮して、圧粉体を成形することを含んでもよい。また、燃料極２１は印刷法により形成可能である。すなわち、燃料極２１の材料を含むペーストを用い、支持基板１０の上へスクリーン印刷法で燃料極２１を形成しても良い。
【００３１】
燃料極２１の材料としては、上述のとおり、例えば、酸化ニッケル、ジルコニア、及び必要に応じて造孔材が用いられる。造孔材とは、燃料極中に空孔を設けるための添加剤である。造孔材としては、後の工程で消失する材料が用いられる。このような材料として、例えばセルロース粉末が挙げられる。
【００３２】
２−３．固体電解質層２２の形成
固体電解質層２２は、例えば、ＣＩＰ（cold isostatic pressing）、熱圧着、又はスラリーディップ法によって形成可能である。固体電解質層２２の材料は、上述のとおり、３ＹＳＺ、８ＹＳＺ及び１０ＹＳＺ等のイットリア安定化ジルコニア；並びにＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）；等のジルコニア系材料が挙げられる。なお、ＣＩＰ法におけるシートの圧着時の圧力は、好ましくは５０〜３００ＭＰａである。
【００３３】
２−４．反応防止層２３の形成
反応防止層２３は、スラリーディップ法などによって形成可能である。反応防止層２３の材料としては、ＧＤＣ（（Ｃｅ,Ｇｄ）Ｏ2：ガドリニウムドープセリア）、ＳＤＣ（（Ｃｅ, Ｓｍ）Ｏ2：サマリウムドープセリア）等が挙げられる。
【００３４】
２−５．焼成
圧粉成形された支持基板１０、燃料極２１、固体電解質層２２及び反応防止層２３の共焼成（共焼結）を含む。焼成の温度及び時間は、セルの材料等に応じて設定される。
【００３５】
２−６．空気極２４の形成
空気極２４は、例えば、燃料極２１、電解質層２２、及び反応防止層２３の積層体（焼成体）上に、圧粉形成、印刷法等によって空気極２４の材料の層を形成した後、焼成することで形成される。
【００３６】
２−７．集電部４０の形成
集電部４０は、例えば、燃料極２１、電解質層２２、及び反応防止層２３の積層体（焼成体）上に、印刷法、スラリーディップ法によって集電部４０の材料の層を形成した後、焼成することで形成される。なお、空気極２４と集電層４０とは、個別に焼成することによって形成しても良いが、順次積層して一括で焼成することによって形成しても良い。
【００３７】
３．作用及び効果
本発明者らは、従来のセルでは、支持基板と燃料極それぞれに含まれるＮｉＯの含有量に差があることによって支持基板と燃料極との界面において剥離が発生する場合があることを新たに見出した。
【００３８】
そこで、本実施形態に係るセル１００において、支持基板１０が含有する主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯを含んでいる。そのため、支持基板１０および燃料極２１それぞれにおけるＮｉＯの含有量差を小さくできるので、支持基板１０と燃料極２１との界面における剥離の発生を抑制することができる。
【００３９】
また、支持基板１０が含有する主組成物は、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含んでいる。そのため、支持基板１０と固体電解質層２２および空気極２４との熱膨張係数の整合性を良好に保つことができるので、セル１００の内部にクラックや剥離が発生することを抑制できる。
【００４０】
また、支持基板１０が還元された場合に主組成物の固相に含有されるＮｉの体積割合が、主組成物の固相の全体積に対して18.0体積％以下となるように、主組成物におけるＮｉＯの含有量が調整されている。そのため、ＭｇＯに固溶しているＮｉＯが還元されることによって支持基板１０内に析出するＮｉ量を抑えることができるので、還元時においても支持基板１０の絶縁性を確保することができる。
【実施例】
【００４１】
１．実験例No.1〜No.12の作製
以下のようにして、支持基板を備える実験例No.1〜No.12に係る共焼成体を作製した。本実施例では、支持基板と燃料極との界面における剥離の発生状況を確認できればよいため、支持基板と燃料極（燃料極集電層のみ）との共焼成体を作製した。
【００４２】
まず、下表１に記載の割合で実験例No.1〜No.12ごとに材料を秤量し、ポットミルで5時間混合した。その後、バインダーとしてポリビニルアルコール(PVA)を添加してさらに1時間混合することによってスラリーを作製した。なお、図４は、実験例No.1〜No.12のＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図である。
【００４３】
次に、スラリーを乾燥機で乾燥させた後、目開き150μmの篩を通して造粒した。
【００４４】
次に、造粒された粉末を一軸プレス(成形圧：0.4tf/cm2)によって圧縮することによって、縦横20mm×20mm・厚さ3mmの板状圧粉体（支持基板）を成形した。
【００４５】
次に、燃料極としてＮｉＯ−Ｙ2Ｏ3を作製した。
具体的には、まず、還元後に固相に含有されるＮｉが40.0体積％となるように調整されたＮｉＯとＹ2Ｏ3の粉末と、造孔材（セルロース）とをポットミルで5時間混合することによってスラリーを作製した。
【００４６】
次に、スラリーを乾燥機で乾燥させることによって得られるＮｉＯとＹ2Ｏ3の混合粉末に、バインダーとしてのポリビニルブチラール(PVB)と溶剤としてのテルピネオールとを添加してペーストを作製した。
【００４７】
次に、スクリーン印刷法を用いて支持基板上にペーストを塗布することによって、縦横15mm×15mm・厚さ70μmの燃料極を形成した。これによって、支持基板と燃料極との積層体が形成された。
【００４８】
次に、積層体を800℃で5hr脱脂した後、1500℃で2hrの本焼工程を経て支持基板と燃料極との共焼成体を得た。
【００４９】
２．還元処理の実施
実験例No.1〜No.12に係る共焼成体を炉に入れて、30℃の加湿H2を供給しながら800℃で10時間の還元処理を行った。
【００５０】
10時間の還元処理後における実験例No.1〜No.12の支持基板の抵抗値を計測した。具体的には、支持基板部分のみを幅5mm、長さ40mm、厚さ2mmに切り出し、800℃の還元雰囲気(30℃加湿H2)において直流４端子法を用いて支持基板部分の抵抗値を測定した。計測結果を下表１に示す。
【００５１】
また、10時間の還元処理後における実験例No.1〜No.12のサンプルを樹脂で埋めて研磨することによって、支持基板と燃料極との界面を露出させた。そして、支持基板と燃料極との界面を光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で観察することによって、界面における剥離の有無を確認した。確認結果を下表１に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
３．結果
上表１に示すように、10時間の還元処理後、実験例No.7〜No.9において支持基板と燃料極の界面に剥離が確認された。従って、支持基板１０が含有する主組成物が24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含むことが好ましいことが確認された。
【００５４】
また、上表１に示すように、実験例No.10〜No.12において、支持基板の絶縁性を確保することができなかった。従って、実験例No.1〜No.3が通る第４ラインL4によって示されるように、支持基板１０が還元された場合に主組成物の固相の全体積に対するＮｉの体積割合が18.0体積％以下となるようにＮｉＯの含有量は調整されることが好ましいことが確認された。なお、図４に示す第４ラインL4は、Ｎｉが18.0体積％となるラインである。
【００５５】
以上より、図４に示すように、支持基板の材料の組成が、ＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図上において、ＭｇＯがｘモル％、Ｙ2Ｏ3がｙモル％、ＮｉＯがｚモル％である点を（ｘ、ｙ、ｚ）とするときに、（45.50、15.00、39.50）、（64.56、4.50、30.94）、（71.00、4.50、24.50）及び（60.50、15.00、24.50）を頂点とする四角形によって囲まれた領域内に入っていればよいことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
ここに開示される固体酸化物型燃料電池セルによれば、支持基板と燃料極との界面における剥離の発生を抑制できるので、燃料電池分野において有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 横縞型燃料電池セル
１０ 支持基板
２０ 発電部
２１ 燃料極
２２ 固体電解質層
２３ 反応防止層
２４ 空気極
３０ インターコネクタ
４０ 集電部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持基板を備える固体酸化物型燃料電池セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題及びエネルギー資源の有効利用の観点から、燃料電池に注目が集まっており、燃料電池の材料及び構造について種々の提案がなされている。
【０００３】
特許文献１では、ＮｉＯを含む支持基板と、支持基板上に形成されＮｉＯを含む燃料極と、を備える固体酸化物型燃料電池セルが開示されている。また、特許文献１には、支持基板が6モル％〜22モル％のＮｉＯを含み、燃料極が35体積％〜65体積％のＮｉＯを含むことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０９５５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の固体酸化物型燃料電池セルでは、支持基板と燃料極との界面において剥離が発生する場合がある。本発明者らは、この現象が、支持基板と燃料極それぞれに含まれるＮｉＯの含有量差によるものであることを新たに見出した。具体的に、本発明者らは、特許文献１の固体酸化物型燃料電池セルにおいては、支持基板に含まれるＮｉＯの含有量が、燃料極に含まれるＮｉＯの含有量よりも少なすぎるという知見を見出した。
【０００６】
本発明は、このような新たな知見に基づいてなされたものであり、支持基板と燃料極との界面における剥離の発生を抑制可能な固体電解質型燃料電池セルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される固体酸化物型燃料電池セルは、燃料ガス流路を内部に有し、ＭｇＯとＮｉＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する支持基板と、支持基板上に形成され、ＮｉＯを含む燃料極と、空気極と、燃料極及び空気極の間に配置される固体電解質層と、を有する発電部と、を備える。主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含む。支持基板が還元された場合に主組成物の固相の全体積に対するＮｉの体積割合は18.0体積％以下である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、支持基板と燃料極との界面における剥離の発生を抑制可能な固体電解質型燃料電池セルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】横縞型燃料電池セルの構成を示す斜視図
【図２】横縞型燃料電池セルの構成を示す断面図
【図３】支持基板に含まれる主組成物のＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図である。
【図４】実施例に係る支持基板のＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
固体酸化物型燃料電池セル（Solid Oxide Fuel Cell：ＳＯＦＣ）の一例として、横縞型燃料電池セル１００について説明する。
【００１１】
１．横縞型燃料電池セル１００の構成
図１は、横縞型燃料電池セル（以下、単に「セル」と略称する）１００の概要を示す斜視図である。図２は、図１のI−I断面図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、セル１００は、支持基板１０と、複数の発電部２０と、複数のインターコネクタ３０と、集電部４０と、を備える。なお、図１では、説明の便宜上、集電部４０が省略されている。
【００１３】
１−１．支持基板１０
支持基板１０は、扁平かつ一方向（以下、「長手方向」という）に延びる板状部材である。支持基板１０は、絶縁性を有する多孔質体によって構成されている。支持基板１０の内部には、支持基板１０の長手方向に沿って延びる流路１０ａが形成されている。発電時には、この流路１０ａに水素などを含む燃料ガスを流すことによって、支持基板１０を介して複数の発電部２０に燃料ガスが供給される。この際、支持基板１０自体は、還元雰囲気に曝される。
【００１４】
支持基板１０は、ＭｇＯとＮｉＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する。また、支持基板１０は、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3のうち少なくとも一つを副組成物として含有していてもよい。
【００１５】
支持基板１０が含有する主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含んでいる。このＮｉＯの下限値は、支持基板１０に含まれるＮｉＯの含有量と、後述する燃料極２１に含まれるＮｉＯの含有量との差が小さくなるように設定されている。また、Ｙ2Ｏ3の下限値及び上限値は、支持基板１０と後述する固体電解質層２２および空気極２４との熱膨張係数の整合性を考慮して設定されている。具体的には、支持基板１０の構成材料であるＭｇＯ及びＮｉＯは熱膨張係数がそれぞれ13.0〜14.0ppm/Kと12.5〜13.5ppm/Kであり、固体電解質層２２やインターコネクタ３０の熱膨張係数（約10〜11ppm/K）に比べて非常に大きい。このままでは、熱膨張係数の不整合によりセル１００の内部にクラックや剥離が発生する。そこで、熱膨張係数が8.5〜9.5ppm/KであるＹ2Ｏ3を適量（4.50モル％以上15.00モル％以下）添加することによって、セル１００の内部にクラックや剥離が発生しない熱膨張係数である11.5〜12.5ppm/Kに合わされている。
なお、本実施形態では、熱膨張係数の値として、常温から900℃までの昇温過程における測定値に基づいて算出された値が採用されている。
【００１６】
一方で、主組成物におけるＮｉＯの含有量は、支持基板１０が還元された場合に主組成物の固相に含有されるＮｉの体積割合が主組成物の固相の全体積に対して18.0体積％以下となるように調整されている。このＮｉの上限値は、ＭｇＯに固溶しているＮｉＯが還元されることによって支持基板１０内に析出するＮｉ量を考慮して設定されている。すなわち、Ｎｉの含有量が上述の上限値以下に調整することによって、支持基板１０が還元された場合にも支持基板１０の絶縁性を確保することができる。なお、ＭｇＯに固溶しているＮｉＯの還元によるＮｉの析出については、「Journal of the Ceramic Society of Japan_117_(2)_2009_p166-170」に記載されているとおりである。
【００１７】
ここで、図３は、主組成物のＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図である。図３に示すように、本実施形態にかかる主組成物は、ＭｇＯがｘモル％、Ｙ2Ｏ3がｙモル％、ＮｉＯがｚモル％である点を（ｘ、ｙ、ｚ）とするときに、（45.50、15.00、39.50）、（64.56、4.50、30.94）、（71.00、4.50、24.50）及び（60.50、15.00、24.50）を頂点とする四角形で囲まれた領域Ｘ内の組成を有している。
【００１８】
このような領域Ｘは、4.50モル％のＹ2Ｏ3を示す第１ラインＬ１と、15.00モル％のＹ2Ｏ3を示す第２ラインＬ２と、24.50モル％のＮｉＯを示す第３ラインＬ３と、第４ラインＬ４と、によって囲まれた領域である。第４ラインＬ４は、上述の通り主組成物の固相に含有されるＮｉの体積割合が主組成物の固相の全体積に対して18.0体積％となるラインである。このような第４ラインＬ４は、ＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図において、第１ポイントＰ１（40.00、18.03、41.97）と第２ポイントＰ２（72.72、0.00、27.28）とを結ぶことによって得られる。
【００１９】
１−２．発電部２０
発電部２０は、図２に示すように、支持基板１０上に形成されている。発電部２０は、燃料極２１と、固体電解質層２２と、反応防止層２３と、空気極２４と、を有する。
【００２０】
燃料極２１は、支持基板１０上に形成され、アノードとして機能する。燃料極２１の材料としては、公知の燃料電池セルの燃料極を形成するための材料を用いることができ、例えば、ＮｉＯ‐ＹＳＺ（酸化ニッケル‐イットリア安定化ジルコニア）及び／又はＮｉＯ‐Ｙ2Ｏ3（酸化ニッケル‐イットリア）が挙げられる。燃料極２１は、これらの材料のほか、Ｆｅ2Ｏ3やＳｉＯ2を含有していてもよい。燃料極２１の厚みは、５０μｍ〜５００μｍであればよい。なお、燃料極２１に含まれるＮｉＯの含有量は、支持基板１０に含まれるＮｉＯの含有量に基づいて設定することができるが、燃料極２１のうち還元後に気孔部分を除いた全体積に対するＮｉの体積割合は、35体積％〜65体積％であることが好ましい。
【００２１】
また、燃料極２１は、微粒のＮｉＯとＹＳＺからなる緻密な燃料極活性層と、ガス透過性に優れる多孔の燃料極集電層の２層に分かれていても良い。燃料極活性層は、固体電解質層２２と燃料極集電層の間に設けられる。燃料極活性層は、燃料極２１側での電極反応を促進させ、電極反応抵抗を低く抑える機能を有する。燃料極活性層の厚みは、５μｍ〜３０μｍが好ましい。
【００２２】
固体電解質層２２は、燃料極２１と空気極２４との間に配置されており、その一部は、２つの発電部２０の燃料極２１間において支持基板１０上に形成されている。固体電解質層２２はジルコニア（ＺｒＯ2）を主成分として含むことができる。固体電解質層２２は、ジルコニアの他に、Ｙ2Ｏ3及び／又はＳｃ2Ｏ3等の添加剤を含むことができる。これらの添加剤は、安定剤として機能する。固体電解質層２２における添加剤の添加量は、３〜２０ｍｏｌ％程度である。すなわち、固体電解質層２２の材料としては、３ＹＳＺ、８ＹＳＺ及び１０ＹＳＺ等のイットリア安定化ジルコニア；並びにＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）；等のジルコニア系材料が挙げられる。固体電解質層２２の厚みは、３μｍ以上、５０μｍ以下が好適である。
【００２３】
反応防止層２３は、固体電解質層２２上に形成される。反応防止層２３は、セリア（酸化セリウム）を主成分として含んでもよい。具体的に、反応防止層２３の材料としては、セリア及びセリアに固溶した希土類金属酸化物を含むセリア系材料が挙げられる。セリア系材料としては、ＧＤＣ（（Ｃｅ,Ｇｄ）Ｏ2：ガドリニウムドープセリア）、ＳＤＣ（（Ｃｅ, Ｓｍ）Ｏ2：サマリウムドープセリア）等が挙げられる。反応防止層２３の厚みは、３μｍ以上、５０μｍ以下が好適である。
【００２４】
空気極２４は、反応防止層２３上において反応防止層２３の外縁を越えないように配置される。空気極２４は、カソードとして機能する。空気極２４は、例えば、ランタン含有ペロブスカイト型複合酸化物によって構成されていてもよい。ランタン含有ペロブスカイト型複合酸化物としては、ＬＳＣＦ（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）、ランタンマンガナイト、ランタンコバルタイト、ランタンフェライトなどが挙げられる。また、ランタン含有ペロブスカイト型複合酸化物には、ストロンチウム、カルシウム、クロム、コバルト、鉄、ニッケル、アルミニウム等がドープされていてもよい。空気極２４の厚みは、１０μｍ以上、１００μｍ以下が好適である。
【００２５】
１−３．インターコネクタ３０
インターコネクタ３０は、燃料極２１上に形成される。インターコネクタ３０は、１つ目の発電部２０から延長している集電部４０と、２つ目の発電部２０の燃料極２１に接続されており、これによって２つの発電部２０が電気的に直列接続されている。インターコネクタ３０は、ペロブスカイト型複合酸化物を主成分として含有する。特に、インターコネクタ３０に用いられるペロブスカイト型複合酸化物としては、ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ3）などのクロマイト系材料、ＳｒＴｉＯ3などのチタネート系材料が挙げられる。インターコネクタ３０の厚みは、１０μｍ以上、１００μｍ以下が好適である。
また、インターコネクタ３０と集電層４０の間に両材料間の接続を確実なものにするための層を設けても良い。同じく、インターコネクタ３０と燃料極２１の間に両材料間の接続を確実なものにするための層を設けても良い。
【００２６】
１−４．集電部４０
集電部４０は、空気極２４から、その空気極２４を備える発電部２０に隣接する発電部２０上のインターコネクタ３０までを覆うように形成され、インターコネクタ３０と発電部２０とを電気的に接続している。集電部４０は、導電性を有すればよく、例えばインターコネクタ３０や空気極２４と同様の材料で構成することができる。集電部４０の厚みは、５０μｍ以上、５００μｍ以下が好適である。
【００２７】
２．セル１００の製造方法
２−１．支持基板１０の形成
支持基板１０は、圧粉成形によって形成可能である。すなわち、支持基板１０は、支持基板１０の材料が混合された粉末を型に入れ、圧縮することで圧粉体を成形する工程を含む。
【００２８】
支持基板１０の材料は、上述のとおり、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、所定モル％範囲内のＭｇＯと、を主成分として含有する。また、この材料におけるＮｉＯの含有量は、支持基板１０が還元された場合に主組成物の固相のうち気孔部分を除いた全体積に対するＮｉの体積割合が18.0体積％以下となるように調整されている。このような材料には、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3などが副成分として含まれていてもよい。圧粉成形時に粉末にかけられる圧力は、支持基板１０が充分な剛性を有するように設定されればよい。
【００２９】
また、ガス流路１０ａは、焼成によって消失するセルロースシートなどを粉体の内部に埋設した状態で圧粉成形を行い、その後に焼成を行うことによって形成される。
【００３０】
２−２．燃料極２１の形成
燃料極２１は、圧粉成形によって形成可能である。すなわち、燃料極２１は、燃料極２１の材料が混合された粉末を型に入れ、圧縮して、圧粉体を成形することを含んでもよい。また、燃料極２１は印刷法により形成可能である。すなわち、燃料極２１の材料を含むペーストを用い、支持基板１０の上へスクリーン印刷法で燃料極２１を形成しても良い。
【００３１】
燃料極２１の材料としては、上述のとおり、例えば、酸化ニッケル、ジルコニア、及び必要に応じて造孔材が用いられる。造孔材とは、燃料極中に空孔を設けるための添加剤である。造孔材としては、後の工程で消失する材料が用いられる。このような材料として、例えばセルロース粉末が挙げられる。
【００３２】
２−３．固体電解質層２２の形成
固体電解質層２２は、例えば、ＣＩＰ（cold isostatic pressing）、熱圧着、又はスラリーディップ法によって形成可能である。固体電解質層２２の材料は、上述のとおり、３ＹＳＺ、８ＹＳＺ及び１０ＹＳＺ等のイットリア安定化ジルコニア；並びにＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）；等のジルコニア系材料が挙げられる。なお、ＣＩＰ法におけるシートの圧着時の圧力は、好ましくは５０〜３００ＭＰａである。
【００３３】
２−４．反応防止層２３の形成
反応防止層２３は、スラリーディップ法などによって形成可能である。反応防止層２３の材料としては、ＧＤＣ（（Ｃｅ,Ｇｄ）Ｏ2：ガドリニウムドープセリア）、ＳＤＣ（（Ｃｅ, Ｓｍ）Ｏ2：サマリウムドープセリア）等が挙げられる。
【００３４】
２−５．焼成
圧粉成形された支持基板１０、燃料極２１、固体電解質層２２及び反応防止層２３の共焼成（共焼結）を含む。焼成の温度及び時間は、セルの材料等に応じて設定される。
【００３５】
２−６．空気極２４の形成
空気極２４は、例えば、燃料極２１、電解質層２２、及び反応防止層２３の積層体（焼成体）上に、圧粉形成、印刷法等によって空気極２４の材料の層を形成した後、焼成することで形成される。
【００３６】
２−７．集電部４０の形成
集電部４０は、例えば、燃料極２１、電解質層２２、及び反応防止層２３の積層体（焼成体）上に、印刷法、スラリーディップ法によって集電部４０の材料の層を形成した後、焼成することで形成される。なお、空気極２４と集電層４０とは、個別に焼成することによって形成しても良いが、順次積層して一括で焼成することによって形成しても良い。
【００３７】
３．作用及び効果
本発明者らは、従来のセルでは、支持基板と燃料極それぞれに含まれるＮｉＯの含有量に差があることによって支持基板と燃料極との界面において剥離が発生する場合があることを新たに見出した。
【００３８】
そこで、本実施形態に係るセル１００において、支持基板１０が含有する主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯを含んでいる。そのため、支持基板１０および燃料極２１それぞれにおけるＮｉＯの含有量差を小さくできるので、支持基板１０と燃料極２１との界面における剥離の発生を抑制することができる。
【００３９】
また、支持基板１０が含有する主組成物は、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含んでいる。そのため、支持基板１０と固体電解質層２２および空気極２４との熱膨張係数の整合性を良好に保つことができるので、セル１００の内部にクラックや剥離が発生することを抑制できる。
【００４０】
また、支持基板１０が還元された場合に主組成物の固相に含有されるＮｉの体積割合が、主組成物の固相の全体積に対して18.0体積％以下となるように、主組成物におけるＮｉＯの含有量が調整されている。そのため、ＭｇＯに固溶しているＮｉＯが還元されることによって支持基板１０内に析出するＮｉ量を抑えることができるので、還元時においても支持基板１０の絶縁性を確保することができる。
【実施例】
【００４１】
１．実験例No.1〜No.12の作製
以下のようにして、支持基板を備える実験例No.1〜No.12に係る共焼成体を作製した。本実施例では、支持基板と燃料極との界面における剥離の発生状況を確認できればよいため、支持基板と燃料極（燃料極集電層のみ）との共焼成体を作製した。
【００４２】
まず、下表１に記載の割合で実験例No.1〜No.12ごとに材料を秤量し、ポットミルで5時間混合した。その後、バインダーとしてポリビニルアルコール(PVA)を添加してさらに1時間混合することによってスラリーを作製した。なお、図４は、実験例No.1〜No.12のＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図である。
【００４３】
次に、スラリーを乾燥機で乾燥させた後、目開き150μmの篩を通して造粒した。
【００４４】
次に、造粒された粉末を一軸プレス(成形圧：0.4tf/cm2)によって圧縮することによって、縦横20mm×20mm・厚さ3mmの板状圧粉体（支持基板）を成形した。
【００４５】
次に、燃料極としてＮｉＯ−Ｙ2Ｏ3を作製した。
具体的には、まず、還元後に固相に含有されるＮｉが40.0体積％となるように調整されたＮｉＯとＹ2Ｏ3の粉末と、造孔材（セルロース）とをポットミルで5時間混合することによってスラリーを作製した。
【００４６】
次に、スラリーを乾燥機で乾燥させることによって得られるＮｉＯとＹ2Ｏ3の混合粉末に、バインダーとしてのポリビニルブチラール(PVB)と溶剤としてのテルピネオールとを添加してペーストを作製した。
【００４７】
次に、スクリーン印刷法を用いて支持基板上にペーストを塗布することによって、縦横15mm×15mm・厚さ70μmの燃料極を形成した。これによって、支持基板と燃料極との積層体が形成された。
【００４８】
次に、積層体を800℃で5hr脱脂した後、1500℃で2hrの本焼工程を経て支持基板と燃料極との共焼成体を得た。
【００４９】
２．還元処理の実施
実験例No.1〜No.12に係る共焼成体を炉に入れて、30℃の加湿H2を供給しながら800℃で10時間の還元処理を行った。
【００５０】
10時間の還元処理後における実験例No.1〜No.12の支持基板の抵抗値を計測した。具体的には、支持基板部分のみを幅5mm、長さ40mm、厚さ2mmに切り出し、800℃の還元雰囲気(30℃加湿H2)において直流４端子法を用いて支持基板部分の抵抗値を測定した。計測結果を下表１に示す。
【００５１】
また、10時間の還元処理後における実験例No.1〜No.12のサンプルを樹脂で埋めて研磨することによって、支持基板と燃料極との界面を露出させた。そして、支持基板と燃料極との界面を光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で観察することによって、界面における剥離の有無を確認した。確認結果を下表１に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
３．結果
上表１に示すように、10時間の還元処理後、実験例No.7〜No.9において支持基板と燃料極の界面に剥離が確認された。従って、支持基板１０が含有する主組成物が24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含むことが好ましいことが確認された。
【００５４】
また、上表１に示すように、実験例No.10〜No.12において、支持基板の絶縁性を確保することができなかった。従って、実験例No.1〜No.3が通る第４ラインL4によって示されるように、支持基板１０が還元された場合に主組成物の固相の全体積に対するＮｉの体積割合が18.0体積％以下となるようにＮｉＯの含有量は調整されることが好ましいことが確認された。なお、図４に示す第４ラインL4は、Ｎｉが18.0体積％となるラインである。
【００５５】
以上より、図４に示すように、支持基板の材料の組成が、ＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図上において、ＭｇＯがｘモル％、Ｙ2Ｏ3がｙモル％、ＮｉＯがｚモル％である点を（ｘ、ｙ、ｚ）とするときに、（45.50、15.00、39.50）、（64.56、4.50、30.94）、（71.00、4.50、24.50）及び（60.50、15.00、24.50）を頂点とする四角形によって囲まれた領域内に入っていればよいことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
ここに開示される固体酸化物型燃料電池セルによれば、支持基板と燃料極との界面における剥離の発生を抑制できるので、燃料電池分野において有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１００ 横縞型燃料電池セル
１０ 支持基板
２０ 発電部
２１ 燃料極
２２ 固体電解質層
２３ 反応防止層
２４ 空気極
３０ インターコネクタ
４０ 集電部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス流路を内部に有し、ＭｇＯとＮｉＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する支持基板と、
前記支持基板上に形成され、ＮｉＯを含む燃料極と、空気極と、前記燃料極及び前記空気極の間に配置される固体電解質層と、を有する発電部と、
を備え、
前記主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含み、
前記支持基板が還元された場合に前記主組成物の固相の全体積に対するＮｉの体積割合は18.0体積％以下である、
固体酸化物型燃料電池セル。
【請求項２】
前記支持基板材料は、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3のうち少なくとも一つを副組成物として含有する、
請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池セル。
【請求項３】
燃料ガス流路を内部に有し、少なくともＭｇＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する支持基板と、
前記支持基板上に形成され、燃料極と空気極と前記燃料極と前記空気極との間に配置される固体電解質層とを有する発電部と、
を備え、
前記主組成物は、ＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図上において、ＭｇＯがｘモル％、Ｙ2Ｏ3がｙモル％、ＮｉＯがｚモル％である点を（ｘ、ｙ、ｚ）とするときに、（45.50、15.00、39.50）、（64.56、4.50、30.94）、（71.00、4.50、24.50）及び（60.50、15.00、24.50）を頂点とする四角形によって囲まれた領域内の組成を有する、
固体酸化物型燃料電池セル。
【請求項１】
燃料ガス流路を内部に有し、ＭｇＯとＮｉＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する支持基板と、
前記支持基板上に形成され、ＮｉＯを含む燃料極と、空気極と、前記燃料極及び前記空気極の間に配置される固体電解質層と、を有する発電部と、
を備え、
前記主組成物は、24.50モル％以上のＮｉＯと、4.50モル％以上15.00モル％以下のＹ2Ｏ3と、を含み、
前記支持基板が還元された場合に前記主組成物の固相の全体積に対するＮｉの体積割合は18.0体積％以下である、
固体酸化物型燃料電池セル。
【請求項２】
前記支持基板材料は、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3のうち少なくとも一つを副組成物として含有する、
請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池セル。
【請求項３】
燃料ガス流路を内部に有し、少なくともＭｇＯとＹ2Ｏ3とを含む主組成物を含有する支持基板と、
前記支持基板上に形成され、燃料極と空気極と前記燃料極と前記空気極との間に配置される固体電解質層とを有する発電部と、
を備え、
前記主組成物は、ＭｇＯ-Ｙ2Ｏ3-ＮｉＯの３成分系組成図上において、ＭｇＯがｘモル％、Ｙ2Ｏ3がｙモル％、ＮｉＯがｚモル％である点を（ｘ、ｙ、ｚ）とするときに、（45.50、15.00、39.50）、（64.56、4.50、30.94）、（71.00、4.50、24.50）及び（60.50、15.00、24.50）を頂点とする四角形によって囲まれた領域内の組成を有する、
固体酸化物型燃料電池セル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４８０７１（Ｐ２０１３−４８０７１Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８６５６０（Ｐ２０１１−１８６５６０）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【特許番号】特許第４９０４４３６号（Ｐ４９０４４３６）
【特許公報発行日】平成２４年３月２８日（２０１２．３．２８）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【特許番号】特許第４９０４４３６号（Ｐ４９０４４３６）
【特許公報発行日】平成２４年３月２８日（２０１２．３．２８）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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