(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池の作動時に、還元膨張し難く、且つ燃料電池を高温で作動させた時の導電率が高いことに加え、耐久性に優れている固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供する。【解決手段】粉末状の下記一般式（１）：Ｃａ（ｘ）Ａ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３（１）（式中、ＡはＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種又は２種以上を示し、ｘは０．５〜１であり、ｙは０．９０〜０．９９である。）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を成形して原料成形体１を得た後、原料成形体を焼成して得られる固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ２。【選択図】図１
2010186670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末状の下記一般式（１）：
Ｃａ（ｘ）Ａ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３      （１）
（式中、ＡはＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種又は２種以上を示し、ｘは０．５〜１であり、ｙは０．９０〜０．９９である。）
で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、成形して原料成形体を得、次いで、該原料成形体を焼成して得られることを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ。
【請求項２】
下記一般式（１）：
Ｃａ（ｘ）Ａ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３      （１）
（式中、ＡはＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種又は２種以上を示し、ｘは０．５〜１であり、ｙは０．９０〜０．９９である。）
で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネートであることを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ。
【請求項３】
厚みが、１〜１００μｍであることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ。
【請求項４】
粉末状の下記一般式（１）：
Ｃａ（ｘ）Ａ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３      （１）
（式中、ＡはＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種又は２種以上を示し、ｘは０．５〜１であり、ｙは０．９０〜０．９９である。）
で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、成形して原料成形体を得、次いで、該原料成形体を焼成して、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを得る焼成工程を有することを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法。
【請求項５】
粉末状の前記一般式（１）で表わされるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、１０００〜１５００℃で焼成することを特徴とする請求項４記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法。
【請求項６】
インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池であって、該インタコネクタが、請求項１〜３いずれか１項記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタであることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ及びその製造方法に関する。また、本発明は、該インタコネクタを有する固体酸化物形燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、電解質と、該電解質を挟み込む燃料極及び空気極という３つの部材を１つの単位とする単電池（セル）が、複数個電気的に接続されて構成されている。これは、固体酸化物形燃料電池に用いられるセルの電圧が、通常、０．７Ｖ程度と低いであるためである。そして、固体酸化物形燃料電池において、複数のセルを電気的に接続する材料が、インタコネクタである。言い換えると、インタコネクタは、１のセルの燃料極と他のセルの空気極を、電気的に接続している。
【０００３】
該インタコネクタには、導電性が高いことと、燃料極側ガス及び空気極側ガスを透過し難いことが、要求される。
【０００４】
従来、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの材料としては、ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ３）が用いられていた。ランタンクロマイトは、電気抵抗が小さいため、インタコネクタの材料として、優れた性質を有しているためである。また、他に、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの材料としては、カルシウムチタネート（ＣａＴｉＯ３）が知られている。
【０００５】
しかし、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタは、燃料極側ガスに曝されると、還元膨張を起こすため、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタを用いる燃料電池には、作動中に、インタコネクタの膨張に起因する燃料電池の割れが発生するという問題があった。
【０００６】
また、該従来のカルシウムチタネート系インタコネクタは、燃料ガス雰囲気下での導電率が低過ぎるため、実用的ではないので、実用的なインタコネクタとしては、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタが用いられてきた。
【０００７】
また、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタは、８００〜１０００℃程度の温度で作動させた時、空気極側ガス雰囲気下では、導電率が高いものの、燃料極側ガス雰囲気下では、導電率が極めて低いため、燃料電池の作動時に、つまり、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタが、燃料極側ガス及び空気極側ガスの両方の雰囲気下に曝された時に、導電率が低いという問題もあった。
【０００８】
また、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタは、電気抵抗が小さくなければならない。そして、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの構造が、緻密であればある程、電気抵抗が小さくなる。該従来のランタンクロマイト系インタコネクタは、粉末状のランタンクロマイト粒子を焼結させることにより製造されてきたが、ランタンクロマイト粒子は、焼結する温度が高いため、粉末状のランタンクロマイト粒子の成形体を、１６００℃程度以上と、極めて高温で焼成しなければ、緻密な構造を有するインタコネクタは得られなかった。
【０００９】
固体酸化物形燃料電池においては、多孔質構造の燃料極又は空気極を有する固体酸化物形燃料電池用セルが主流となっている。これは、三相界面を増加させるためである。そして、１の固体酸化物形燃料電池用セルの燃料極と、他の１の固体酸化物形燃料電池用セルの空気極を、インタコネクタで接続するために、１５００℃を超える高温で焼成すると、該燃料極及び該空気極を構成する金属酸化物が焼結してしまうので、多孔質構造が壊れ、三相界面の量が少なくなり、その結果、燃料電池の出力が低下してしまう。つまり、従来のランタンクロマイト系インタコネクタには、製造時に、燃料電池の出力が低下するという問題があった。
【００１０】
以上のことから、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの材料としては、金属酸化物ではなく、金属が用いられているというのが現状であった。しかし、インタコネクタの材料として金属を用いたのでは、低温での作動を余儀なくされるので、結果、燃料電池の出力が低くなってしまうという問題が生じていた。
【００１１】
そこで、これらの問題を解決するために、近年、新規な固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの開発が行われている。例えば、特開２００８−２０４９３７号公報（特許文献１）には、下記一般式（１）：Ｔｉ（ｘ１）Ｎｂ（１−ｘ１）Ｏ２（１）（式中、ｘ１は０．９０〜０．９９である。）で表されるチタン酸ニオブ粒子と、下記一般式（２）：Ｃａ（ｘ２）Ａ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｄ（１−ｙ２）Ｏ３（２）（式中、ＡはＹ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ又はＥｒを示し、ＤはＮｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ又はＭｎを示し、ｘ２は０．５〜１であり、ｙ２は０．８５〜１である。）で表されるカルシウムチタネート粒子と、が、７０：３０〜１００：０の質量比で混合されているインタコネクタ原料を、焼成して得られることを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−２０４９３７号公報（請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
固体酸化物形燃料電池の運転を続けると、経時劣化により、徐々にインタコネクタの導電率が低下する。このような経時劣化は、固体酸化物形燃料電池の運転を続ける上では、止むを得ないが、固体酸化物形燃料電池では、インタコネクタは、セルと焼結して用いられるため、その交換が困難である。そのため、できる限り経時劣化が少ない、つまり、耐久性に優れるインタコネクタの開発が望まれている。
【００１４】
特許文献１のインタコネクタは、上記従来の問題を全て解決でき、優れた初期性能を有し、また、耐久性も備えるものの、更なる耐久性の向上が望まれている。
【００１５】
従って、本発明の課題は、燃料電池の作動時に、還元膨張し難く、且つ燃料電池を高温で作動させた時の導電率が高いことに加え、耐久性に優れている固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供することにある。また、本発明の課題は、従来より焼成温度が低くても、燃料極側ガス及び空気極側ガスが透過し難いインタコネクタが得られる固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、（１）ニオブ元素が添加されたチタネート系の材料は、空気極ガス雰囲気下に長時間曝されると、材料中からニオブ元素が徐々に粒界に偏析してくること、及びそのために導電率が徐々に低下すること、（２）ニオブ元素をペロブスカイト型のカルシウムチタネートに添加し、且つ、更にＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｙ等の元素を添加することにより、導電率を高くし且つニオブ元素の空気極側ガス雰囲気下での偏析を低く抑えることができること等を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１７】
すなわち、本発明（１）は、粉末状の下記一般式（１）：
Ｃａ（ｘ）Ａ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３      （１）
（式中、ＡはＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種又は２種以上を示し、ｘは０．５〜１であり、ｙは０．９０〜０．９９である。）
で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、成形して原料成形体を得、次いで、該原料成形体を焼成して得られることを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供するものである。
【００１８】
また、本発明（２）は、下記一般式（１）：
Ｃａ（ｘ）Ａ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３      （１）
（式中、ＡはＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種又は２種以上を示し、ｘは０．５〜１であり、ｙは０．９０〜０．９９である。）
で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネートであることを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供するものである。
【００１９】
また、本発明（３）は、厚みが、３〜１００μｍであることを特徴とする前記本発明（１）又は（２）いずれか記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供するものである。
【００２０】
また、本発明（４）は、粉末状の下記一般式（１）：
Ｃａ（ｘ）Ａ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３      （１）
（式中、ＡはＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種又は２種以上を示し、ｘは０．５〜１であり、ｙは０．９０〜０．９９である。）
で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、成形して原料成形体を得、次いで、該原料成形体を焼成して、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを得る焼成工程を有することを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法を提供するものである。
【００２１】
また、本発明（５）は、前記一般式（１）で表わされるペロブスカイト型カルシウムチタネートを、１０００〜１５００℃で焼成することを特徴とする本発明（４）記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法を提供するものである。
【００２２】
また、本発明（６）は、インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池であって、該インタコネクタが、前記本発明（１）〜（３）いずれかの固体酸化物形燃料電池のインタコネクタであることを特徴とする固体酸化物形燃料電池を提供するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、燃料電池の作動時に、還元膨張し難く、且つ燃料電池を高温で作動させた時の導電率が高いことに加え、耐久性に優れている固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供することができる。また、本発明によれば、従来より焼成温度が低くても、燃料極側ガス及び空気極側ガスが透過し難いインタコネクタが得られる固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のインタコネクタを有する固体酸化物形燃料電池の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ（以下、本発明のインタコネクタとも記載する。）は、粉末状の下記一般式（１）：
Ｃａ（ｘ）Ａ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３      （１）
（式中、ＡはＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種又は２種以上を示し、ｘは０．５〜１であり、ｙは０．９０〜０．９９である。）
で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、成形して原料成形体を得、次いで、該原料成形体を焼成して得られる固体酸化物形燃料電池のインタコネクタである。
【００２６】
本発明のインタコネクタは、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルを接続するために、１の固体酸化物形燃料電池用セルの燃料極と他の１の固体酸化物形燃料電池用セルの空気極の間に形成される。本発明のインタコネクタについて、図１を参照して説明する。図１は、本発明のインタコネクタを有する固体酸化物形燃料電池の模式的な断面図である。
【００２７】
先ず、粉末状のＣａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３の化学式で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子（以下、Ｃａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３の化学式で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、ペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子（Ａ）とも記載する。）を、成形して、インタコネクタ原料成形体１を得る（１−１）。次いで、燃料極４ａ、電解質５ａ及び空気極６ａからなる固体酸化物形燃料電池用セル７ａと、燃料極４ｂ、電解質５ｂ及び空気極６ｂからなる固体酸化物形燃料電池用セル７ｂを用意する（１−１）。なお、該固体酸化物形燃料電池用セル７ａと、該固体酸化物形燃料電池用セル７ｂとが、本発明のインタコネクタにより電気的に接続される固体酸化物形燃料電池用セルである。そして、該インタコネクタ原料成形体１の一方の面と、該固体酸化物形燃料電池用セル７ａの該空気極６ａとを接触させ、該インタコネクタ原料成形体１の他方の面と、該固体酸化物形燃料電池用セル７ｂの該燃料極４ｂとを接触させる（１−２）。次いで、該インタコネクタ原料成形体１、該固体酸化物形燃料電池用セル７ａ及び該固体酸化物形燃料電池用セル７ｂを接触させたまま、焼成する（１−２及び１−３）。そして、該焼成により、該インタコネクタ原料成形体１中の該ペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子（Ａ）が焼結して、インタコネクタ２が得られると共に、該インタコネクタ原料成形体１と該空気極６ａとの接触面、及び該インタコネクタ原料成形体１と該燃料極４ｂとの接触面でも焼結が起こり、該インタコネクタ２と該空気極６ａ、及び該インタコネクタ２と該燃料極４ｂが接合し、電気的に接続される（１−３）。
【００２８】
このようにして、該固体酸化物形燃料電池用セル７ａの該空気極６ａと、該固体酸化物形燃料電池用セル７ｂの該燃料極４ｂが、該インタコネクタ２により電気的に接続されている、固体酸化物形燃料電池１１が製造される。
【００２９】
本発明のインタコネクタは、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、成形し、次いで、焼成して得られる。
【００３０】
前記一般式（１）で表わされるペロブスカイト型カルシウムチタネートは、ＡＢＯ３のペロブスカイト型の結晶構造を有する。
【００３１】
前記一般式（１）中、Ａは、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種又は２種以上を示す。ｘは、０．５〜１、好ましくは０．７〜０．９である。ｙは、０．９０〜０．９９、好ましくは０．９０〜０．９８、特に好ましくは０．９２〜０．９５である。なお、前記式（１）中、Ａは、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹのうちの１種であっても、これらのうちの２種以上の組み合わせであってもよい。Ａが、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹの２種以上の組み合わせの場合、１−ｘの値は、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ及びＹの合計の値である。
【００３２】
前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネートとしては、例えば、カルシウムビスマスニオブチタネート（Ｃａ（ｘ）Ｂｉ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３）、カルシウムランタンニオブチタネート（Ｃａ（ｘ）Ｌａ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３）、カルシウムセリアニオブチタネート（Ｃａ（ｘ）Ｃｅ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３）、カルシウムガドリニアニオブチタネート（Ｃａ（ｘ）Ｇｄ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３）又はカルシウムイットリアニオブチタネート（Ｃａ（ｘ）Ｙ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３）等が挙げられ、これらのうち、カルシウムビスマスニオブチタネート（Ｃａ（ｘ）Ｂｉ（１−ｘ）Ｔｉ（ｙ）Ｎｂ（１−ｙ）Ｏ３）が、燃料電池の作動時のインタコネクタの導電率が高くなる点で好ましい。
【００３３】
なお、本発明の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタでは、焼成原料中に、前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート以外に、本発明の効果を損なわない程度の不純物を含んでいてもよい。
【００３４】
焼成原料となる前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネートは、通常、粉末状の粒子なので、例えば、図１に示す該インタコネクタ原料成形体１のように、原料成形体に成形された後、焼成される。該原料成形体を焼成する際の焼成温度は、１０００〜１６００℃、好ましくは１０００〜１５００℃、特に好ましくは１４００〜１５００℃である。該原料成形体を、上記範囲内の焼成温度で焼成することにより、前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネートの粒子が焼結し、燃料極側ガス及び空気極側ガスを透過し難い、すなわち、緻密な構造のインタコネクタが得られる。
【００３５】
粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を成形する場合、その成形方法としては、例えば、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を含有するスラリーを調製し、次いで、得られたスラリーを用いて、スクリーン印刷法、ドクタープレート法等により該スラリーの膜を形成させ、必要に応じて、乾燥することにより、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を成形する方法が挙げられる。この場合、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を含有するスラリーは、他に、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース等のバインダー成分、フタル酸ジ−ｎ−ブチル等の可塑剤成分、ノニオン系分散剤等の分散剤成分、オクチルフェニルエーテル等の消泡剤成分を含有することができる。そして、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を含有するスラリーは、有機溶剤、アルコール、油等の溶媒に、該インタコネクタ原料を混合し、更に、必要に応じて、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分、該消泡剤成分等を混合し、攪拌等を行ない、これらの成分を該溶媒に分散又は溶解させることにより調製される。
【００３６】
粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を含有するスラリー中の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネートの含有量は、好ましくは１０〜８０質量％、特に好ましくは４０〜６０質量％である。
【００３７】
また、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を成形する方法としては、他には、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子をプレス成形して、成形する方法が挙げられる。該プレス成形は、例えば、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、金型に入れ、１０〜２００ＭＰａ程度、好ましくは５０〜１００ＭＰａ程度の荷重を加えてプレスすることにより行なわれる。
【００３８】
本発明のインタコネクタは、前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネートである。なお、本発明のインタコネクタは、本発明の効果を損なわない程度の不純物を含んでいてもよい。
【００３９】
本発明のインタコネクタの厚みは、好ましくは３〜１００μｍ、特に好ましくは１０〜５０μｍである。本発明のインタコネクタの厚みが、上記範囲にあることにより、インタコネクタの抵抗が極めて小さくなる。
【００４０】
本発明の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法（以下、本発明のインタコネクタの製造方法とも記載する。）は、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、成形して原料成形体を得、次いで、該原料成形体を焼成して、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを得る焼成工程を有する固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法である。
【００４１】
本発明のインタコネクタにおいては、該インタコネクタの一方の面が１の固体酸化物形燃料電池用セルの燃料極と電気的に接続し、該インタコネクタの他方の面が他の固体酸化物形燃料電池用セルの空気極と電気的に接続していなければならない。そして、本発明のインタコネクタの一方の面と該燃料極とを焼結させ、且つ本発明のインタコネクタの他方の面と該空気極とを焼結させることにより、該インタコネクタと該燃料極との電気的な接続及び該インタコネクタと該空気極と電気的な接続が行われる。
【００４２】
そうすると、本発明のインタコネクタでセルが接続されている固体酸化物形燃料電池を得るためには、インタコネクタ自体の焼成、つまり、インタコネクタを形成させるための焼成と、インタコネクタと該燃料極又は該空気極とを接続するための焼成という、２種の焼成が必要である。
【００４３】
本発明のインタコネクタでセルが接続されている固体酸化物形燃料電池を得る方法としては、以下の方法が挙げられる。
（ｉ）本発明のインタコネクタ自体の焼成及び接続されるべき２つの固体酸化物形燃料電池用セル自体の焼成と、本発明のインタコネクタと燃料極又は空気極とを接続するための焼成とを、別々に行う方法。つまり、先ず、本発明のインタコネクタ及び接続されるべき２つの固体酸化物形燃料電池用セルを、別々に焼成して作製し、次いで、これらを接触させて、焼成する方法。
（ｉｉ）本発明のインタコネクタ自体の焼成と、本発明のインタコネクタと燃料極又は空気極とを接続するための焼成とを、同時に行う方法。つまり、先ず、接続されるべき２つの固体酸化物形燃料電池用セルを焼成して作製し、次いで、焼成前の該インタコネクタ原料成形体、例えば、図１中の該インタコネクタ原料成形体１と、焼成済みの２つの固体酸化物形燃料電池用セルとを接触させて、焼成する方法。
（ｉｉｉ）本発明のインタコネクタ自体の焼成と、本発明のインタコネクタと燃料極又は空気極とを接続するための焼成に加え、接続されるべき２つの固体酸化物形燃料電池用セル自体の焼成も、同時に行う方法。つまり、焼成前の該インタコネクタ原料成形体と、未焼成の固体酸化物形燃料電池用セルの原料の成形体２つとを、接触させて、焼成する方法。
【００４４】
前述したように、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子の成形体を、１０００〜１５００℃で焼成することにより、前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子が焼結して、緻密な構造のインタコネクタが得られ、そして、１０００〜１５００℃であれば、燃料極又は空気極の多孔質構造が壊れることは殆どない。
【００４５】
従って、本発明のインタコネクタでセルが接続されている固体酸化物形燃料電池を得るために、本発明のインタコネクタ自体の焼成と、本発明のインタコネクタと接続されるべき２つのセルの燃料極又は空気極との接続のための焼成とを、同時に行う場合、本発明のインタコネクタ自体の焼成及び該２つの固体酸化物形燃料電池用セルとの接続のための焼成を、１０００〜１５００℃で行うことにより、固体酸化物形燃料電池用セルの燃料極及び空気極の多孔質構造が、焼成時に壊れるのを防ぐこと又は焼成時に壊れるのを少なくすることができる。つまり、本発明のインタコネクタの製造方法においては、該焼成工程で、粉末状の前記一般式（１）で表されるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子の成形体を焼成する際の焼成温度が、１０００〜１５００℃であることが、焼成の際に燃料極又は空気極の多孔質構造が壊れ難い点で好ましく、１４００〜１５００℃であることが特に好ましい。
【００４６】
本発明のインタコネクタは、ニオブ元素がペロブスカイト型のカルシウムチタネートに添加されたものであり、且つ更にＢｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｙ等の元素が添加されているので、燃料極側ガス及び空気極側ガスの両方に曝されたとき、つまり、燃料電池の作動時の導電率が高く、且つ空気極側ガス雰囲気下で長時間曝されても、ニオブ元素が粒界に偏析し難い。
【００４７】
また、ランタンクロマイトの焼成物は、燃料極側ガスに曝されると、還元膨張する。つまり、従来のランタンクロマイト系インタコネクタは、燃料電池の作動中に、還元膨張する。一方、本発明のインタコネクタは、燃料極側ガスに曝されても還元膨張し難いので、燃料電池の作動時に、還元膨張し難い。
【００４８】
更に、本発明のインタコネクタは、空気極側ガス雰囲気下での導電率が、従来のランタンクロマイト系インタコネクタに比べ低いものの、膜厚を薄くすること、具体的には、膜厚を１〜１００μｍ、好ましくは３〜１００μｍ、更に好ましくは１０〜５０μｍとすることにより、燃料電池の作動時のインタコネクタの抵抗値を、極めて低くすることができる。
【００４９】
本発明の固体酸化物形燃料電池は、インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池であって、該インタコネクタが本発明のインタコネクタである固体酸化物形燃料電池である。
【００５０】
本発明のインタコネクタについては、前記のとおりである。
【００５１】
本発明の固体酸化物形燃料電池において、本発明のインタコネクタにより接続されている該固体酸化物形燃料電池用セルの数は、特に制限されず、２以上であればよい。
【００５２】
本発明の固体酸化物形燃料電池に係る該固体酸化物形燃料電池用セルとしては、特に制限されず、通常、固体酸化物形燃料電池用のセルとして用いられるものであればよい。
【００５３】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【００５４】
（実施例１）
（インタコネクタの製造）
粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１４５０℃の焼成炉中で、５時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＡを得た。
【００５５】
（１）燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定
先ず、該インタコネクタＡの長さ（ｍｍ）を測った。次いで、該インタコネクタＡを、水素ガス雰囲気中に、１０００℃で、１０時間放置し、体積変化測定試験を行った。次いで、試験後の該インタコネクタＡの長さ（ｍｍ）を測り、試験前後の該インタコネクタＡの長さの差（試験後のインタコネクタの長さ−試験前のインタコネクタの長さ）を求めた。その結果を表１に示す。
【００５６】
（２）燃料電池の作動雰囲気下の導電率の測定
直流四端子法により、該インタコネクタＡの一方の面を燃料極側ガス雰囲気下とし、他方の面を空気極側ガス雰囲気下としたときの、９００℃の該インタコネクタＡの抵抗値を測定した。得られた抵抗値を、導電率に換算し、該インタコネクタＡの導電率を求めた。その結果を表１に示す。また、測定中、ガス透過に伴う水蒸気発生は見られなかった。
・燃料極側ガス：（９７％水素−３％水蒸気）
・空気極側ガス：（２１％酸素−７９％窒素）
【００５７】
（３）空気極側ガス雰囲気下での劣化試験
該インタコネクタＡを、１０００℃、１０００時間、空気極側ガス雰囲気に曝した。次いで、ＥＰＭＡ分析により、該インタコネクタＡの表面を観察し、ニオブ元素の偏析の有無を確認した。その結果を表１に示す。
・空気極側ガス：（空気）
【００５８】
（実施例２）
（インタコネクタの製造）
粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子に代えて、粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｌａ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子とする以外は、実施例１と同様の方法で行い、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＢを得た。
【００５９】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定、燃料電池の作動雰囲気下の導電率の測定及び空気極側ガス雰囲気下での劣化試験）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＢとする以外は、実施例１と同様の方法で行った。その結果を表１に示す。
【００６０】
（実施例３）
（インタコネクタの製造）
粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子に代えて、粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｃｅ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子とする以外は、実施例１と同様の方法で行い、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＣを得た。
【００６１】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定、燃料電池の作動雰囲気下の導電率の測定及び空気極側ガス雰囲気下での劣化試験）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＣとする以外は、実施例１と同様の方法で行った。その結果を表１に示す。  
【００６２】
（実施例４）
（インタコネクタの製造）
粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子に代えて、粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｇｄ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子とする以外は、実施例１と同様の方法で行い、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＤを得た。
【００６３】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定、燃料電池の作動雰囲気下の導電率の測定及び空気極側ガス雰囲気下での劣化試験）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＤとする以外は、実施例１と同様の方法で行った。その結果を表１に示す。  
【００６４】
（実施例５）
（インタコネクタの製造）
粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子に代えて、粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｙ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子とする以外は、実施例１と同様の方法で行い、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＥを得た。
【００６５】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定、燃料電池の作動雰囲気下の導電率の測定及び空気極側ガス雰囲気下での劣化試験）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＥとする以外は、実施例１と同様の方法で行った。その結果を表１に示す。
【００６６】
（比較例１）
（インタコネクタの製造）
粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子に代えて、粒径が１〜１０μｍであり、組成がＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３のチタン酸ニオブ粒子とする以外は、実施例１と同様の方法で行い、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＦを得た。
【００６７】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定、燃料電池の作動雰囲気下の導電率の測定及び空気極側ガス雰囲気下での劣化試験）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＦとする以外は、実施例１と同様の方法で行った。その結果を表１に示す。
【００６８】
（比較例２）
（インタコネクタの製造）
粒径が１〜１０μｍであり、組成がＣａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるペロブスカイト型カルシウムチタネート粒子に代えて、粒径が１〜１０μｍであり、組成がＬａ０．７Ｓｒ０．３ＣｒＯ３のランタンストロンチウムクロマイト粒子とすること、及び１４５０℃で焼成することに代えて、１７００℃で焼成すること以外は、実施例１と同様の方法で行い、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＧを得た。
【００６９】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定、燃料電池の作動雰囲気下の導電率の測定及び空気極側ガス雰囲気下での劣化試験）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＧとする以外は、実施例１と同様の方法で行った。その結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2010186670.tif 000003
１）燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定試験で、割れが発生したため、測定を行わなかった。
【符号の説明】
【００７１】
１            インタコネクタ原料成形体
２            インタコネクタ
４ａ、４ｂ    燃料極
５ａ、５ｂ    電解質
６ａ、６ｂ    空気極
７ａ、７ｂ    固体酸化物形燃料電池用セル
１１          固体酸化物形燃料電池
【図１】
2010186670.tif 000004