(57)【要約】【課題】電極粒子の凝集による電極反応面積の減少や、電極と電解質の熱膨張の不整合による界面密着性の低下を抑制することができる固体酸化物形燃料電池の電極構造を提供する。【解決手段】電極触媒として機能する材料Ａから成る微粒子Ａ１と、イオン伝導性を備えた材料Ｂから成る微粒子Ｂ１を含む電極において、上記材料Ａから成り上記微粒子Ａ１の粒径よりも小さい粒径を有する超微粒子Ａ２と、上記材料Ｂから成り上記微粒子Ｂ１の粒径よりも小さい粒径を有する超微粒子Ｂ２との集合体Ｃが上記微粒子Ａ１とＢ１の接触界面の近傍位置に存在するものとする。【選択図】図１
2014182882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極触媒として機能する材料Ａから成る微粒子Ａ１と、イオン伝導性を備えた材料Ｂから成る微粒子Ｂ１を含む電極であって、
上記微粒子Ａ１とＢ１の接触界面の近傍に、上記材料Ａから成り上記微粒子Ａ１の粒径よりも小さい粒径を有する超微粒子Ａ２と、上記材料Ｂから成り上記微粒子Ｂ１の粒径よりも小さい粒径を有する超微粒子Ｂ２との集合体が存在していることを特徴とする固体酸化物形燃料電池用電極。
【請求項２】
上記材料Ａの含有量が上記材料Ｂの含有量よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池用電極。
【請求項３】
上記微粒子Ａ１及びＢ１の粒径が０．０８〜１μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体酸化物形燃料電池用電極。
【請求項４】
厚さが０．１〜２μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極。
【請求項５】
エアロゾルデポジション法により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極。
【請求項６】
エアロゾルデポジション法に用いる原材料の粒子径が０．１〜５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の固体酸化物形燃料電池用電極。
【請求項７】
エアロゾルデポジション法による成膜速度が５００〜８００ｍ／ｓであることを特徴とする請求項５又は６に記載の固体酸化物形燃料電池用電極。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の電極を備えた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（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）の電極構造に係り、特に、微細な電極材料粒子の凝集による電極反応面積の減少や、電解質との熱膨張差による密着性の低下を抑えることができる固体酸化物形燃料電池用電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、化学エネルギーを電気化学的な反応により電気エネルギーに変換する装置であって、このような燃料電池の１種として、固体酸化物形燃料電池は、燃料極と、固体電解質と、空気極の各層をこの順に積層した３層構造を備えている。
そして、固体酸化物形燃料電池においては、上記３層構造から成る発電部を、例えば７００℃前後の作動温度に昇温した状態で、外部から水素や炭化水素等の燃料ガスを燃料極に供給する一方、空気等の酸化剤ガスを空気極に供給することによって電気を発生させることができる。
【０００３】
固体酸化物形燃料電池において、上記固体電解質は、ガス不透過性と共に、電子を通さずにイオンを通す性能を有するものであって、一般に、Ｙ２Ｏ３（イットリア）やＮｄ２Ｏ３（ネオジム）、Ｓｍ２Ｏ３（サマリア）、Ｇｄ２Ｏ３（ガドリア）、Ｓｃ２Ｏ３（スカンジア）などを固溶した安定化ジルコニアが用いられる他、ＣｅＯ２（セリア）系固溶体や、Ｂｉ２Ｏ３やＬａＧａＯ３などの酸化物粉末粒子が材料として用いられる。
【０００４】
電極、すなわち空気極、燃料極としては、ガス透過性と電気伝導性を備え、それぞれのガスに対する耐性と触媒特性が要求される。
すなわち、空気極としては、耐酸化性と、酸素分子を酸素イオンに変換する触媒作用が必要とされ、Ａｇ（銀）やＰｔ（白金）などの金属系粉末粒子や、ＬａＳｒＭｎＯ（ＬＳＭ）やＬａＳｒＣｏＯ（ＬＳＣ）、ＬａＳｒＣｏＦｅＯ（ＬＳＣＦ）、ＳｍＳｒＣｏＯ（ＳＳＣ）、ＢａＳｒＣｏＦｅＯ（ＢＳＣＦ）、ＬａＮｉＦｅＯ（ＬＮＦ）などに代表されるペロブスカイト構造の酸化物粉末粒子などが一般に用いられる。
【０００５】
一方、燃料極には、耐還元性と共に、水素分子をプロトンに変換する触媒作用が要求され、一般に、Ｎｉ（ニッケル）やＣｏ（コバルト）、Ｐｔなどの貴金属、あるいはＮｉとＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）やＳＤＣ（サマリアドープトセリア）などの固体酸化物電解質とのサーメットなどが用いられる。
【０００６】
すなわち、空気極では、活性点となる三相界面において酸素ガス分子が酸素イオンと電子に分解し、酸素イオンは固体電解質層を通って燃料極に伝導し、燃料極においては、同じく活性点となる三相界面において、固体電解質層より伝導してきた酸素イオンと燃料ガス分子、及び電子と反応する。
しかし、このような固体酸化物形燃料電池がその発電温度に長期に亘って曝されると、上記電極層を構成する金属粒子や、酸化物微粒子が凝集を起こしやすく、電極反応場となる三相界面が減少する結果、電極性能が低下することがある。
【０００７】
さらに、空気極、燃料極と固体電解質層の界面においては、確実な酸素イオンの伝導特性を持たせるためには、空気極と固体電解質、燃料極と固体電解質とが接合されていることが重要である。
しかし、固体電解質と空気極及び燃料極との接合界面において、固体電解質、空気極、燃料極の熱膨張率がそれぞれ異なることから、高温運転となる発電時において、熱膨張差による剥離が生じ、オーミック抵抗要因となり、燃料電池セルの出力を低下させる恐れがある。
【０００８】
このような固体電解質と電極間の熱膨張率差を縮小する方法としては、電極と電解質の界面に、電極材料と電解質材料からなる混合層を設けることが提案されている。
例えば、引用文献１では、固体電解質上に形成されるナノ構造複合体空気極層をパルスレーザ蒸着法やスパッタリング蒸着法、化学的気相蒸着法のような蒸着プロセスによって、電極物質と電解質物質とが分子単位で混合されていながら、反応または固溶されて単一物質を形成しないように成膜することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−２２１９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、蒸着プロセスによる成膜では、電極粒子の結晶性を良くするために、成膜と同時に基板を加熱することが必要となる。また、蒸着プロセスは、原料粒子を一旦分子、原子あるいはイオンの状態とした上で、反応ガスと衝突させ、ガスと反応させながら、基板上に堆積させる方法であることから、原料粒子と同様の結晶純度、結晶性のものを得るのが難しい成膜方法である。
そして、原料粒子に較べて、結晶純度と結晶性が劣った場合には、電極の電子伝導性、イオン伝導性が低下し、電極の反応活性の低下を招くという問題点が生じる。
【００１１】
本発明は、従来の固体酸化物形燃料電池の電極における上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電極粒子の凝集による電極反応面積の減少や、電極と電解質の熱膨張の不整合による界面密着性の低下を抑制することができる固体酸化物形燃料電池の電極構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、電極構造を、電極触媒として機能する材料Ａと、イオン伝導性を備えた材料Ｂから成る微粒子Ａ１、Ａ２と、これらよりも粒径の小さい超微粒子Ａ２、Ｂ２を含むものとすることによって、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１３】
本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の固体酸化物形燃料電池用電極は、電極触媒として機能する材料Ａから成る微粒子Ａ１と、イオン伝導性を備えた材料Ｂから成る微粒子Ｂ１を含み、上記微粒子Ａ１とＢ１の接触界面の近傍に、上記材料Ａから成り上記微粒子Ａ１の粒径よりも小さい粒径を有する超微粒子Ａ２と、上記材料Ｂから成り上記微粒子Ｂ１の粒径よりも小さい粒径を有する超微粒子Ｂ２との集合体が存在していることを特徴としている。
また、本発明の固体酸化物形燃料電池は、本発明の上記固体酸化物形燃料電池用電極を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電極触媒として機能する材料Ａから成る微粒子Ａ１とイオン伝導性を備えた材料Ｂから成る微粒子Ｂ１の接触界面近傍に、材料Ａから成る超微粒子Ａ２と材料Ｂから成る超微粒子Ｂ２との集合体が存在するものとしたから、電極粒子の凝集を抑えると共に、電解質層と電極層の密着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の固体酸化物形燃料電池用電極の構造を模式的に示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の固体酸化物形燃料電池用電極について、さらに詳細、具体的に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。
【００１７】
本発明の固体酸化物型燃料電池用電極は、上記したように、電極触媒として機能する材料Ａから成る微粒子Ａ１と、イオン伝導性を備えた材料Ｂから成る微粒子Ｂ１を含むものであって、微粒子Ａ１とＢ１の接触界面の近傍に、材料Ａから成り微粒子Ａ１の粒径よりも小さい粒径を有する超微粒子Ａ２と、材料Ｂから成り微粒子Ｂ１の粒径よりも小さい粒径を有する超微粒子Ｂ２との集合体が存在した構造を有する。
【００１８】
固体酸化物型燃料電池の電極が、電極材料のみから構成され、特に微細（サブミクロンオーダー、又はそれ以下）な材料を用いた場合、その発電温度に長期間曝されると、微細粒子が凝集を起こしやすく、凝集によって電極反応面積が減っていくことになる。そこで、電解質材料や反応バッファ層材料（空気極の場合）で一部を置き換えると、電解質との熱膨張差が緩和されると共に、密着性の低下によるＩＲ抵抗の増大を防止することができると共に、凝集を抑えることがきるが、単に混ぜただけでは、電極材料による電子伝導パスの切断や、電極反応面積の減少を引き起こすことになる。
【００１９】
本発明においては、電極材料である微粒子Ａ１と電解質材料または反応バッファ材料（空気極の場合）である微粒子Ｂ１の接触界面の近傍に、これら２種の材料から成るさらに細粒の超微粒子Ａ２とＢ２が存在していることより、電解質材料によって切断された電極粒子の電子伝導パスが超微粒子Ａ２、Ｂ２によって繋がり、失われていた反応場が活用できる。また、超微粒子Ａ２、Ｂ２は比表面積が大きく、これらの集合体においても、気体分子が拡散できる気孔径を形成することができ、電極反応面積の拡大にも効果をもたらす。
さらに、本発明の固体酸化物型燃料電池用電極は、電極材料に電解質材料が混合されているので、電解質との熱膨張差も緩和され、密着性の低下によるＩＲ抵抗の増大を防止することができる。
【００２０】
図１は、本発明の固体酸化物型燃料電池用の電極構造における特徴的部分を模式的に示した概略図であって、本発明の電極は、図に示すように、電極触媒として機能する材料Ａと、イオン伝導性を備えた材料Ｂから主に構成されている。
微粒子Ａ１は、上記したように、電極触媒として機能する材料Ａから成るものであって、一次粒子ａ１の凝集体（二次粒子）となっている。一方、微粒子Ｂ１は、イオン伝導性を備えた材料Ｂから成るものであって、同様に一次粒子ｂ１の凝集体（二次粒子）を形成している。
【００２１】
そして、上記微粒子Ａ１と微粒子Ｂ１の接触界面の近傍位置には、材料Ａから成り微粒子Ａ１よりも小さい粒径の超微粒子Ａ２と、材料Ｂから成り微粒子Ｂ１よりも小さい粒径を有する超微粒子Ｂ２が存在している。そして、これら超微粒子Ａ２と超微粒子Ｂ２から成る集合体Ｃが形成されており、この集合体Ｃにおいても、気体分子が拡散できる気孔径が確保でき、このエリアにおいて、気体と電極粒子の接触界面が新たな電極反応場として拡大することができる。
【００２２】
上記構造を有する本発明の固体酸化物形燃料電池用電極は、空気極、燃料極のいずれにも適用することができる。
空気極の場合、材料Ａとしては、ＬＳＣやＬＳＭのようなペロブスカイト材料や、Ａｇ、Ｐｔのような金属材料など、空気極としての触媒機能を備えたものを用いることができる。一方、材料Ｂとしては、イオン伝導性を備えた材料を用いることができ、特に空気極に接触する電解質層あるいは中間層（反応バッファ層）の材料と同一の材料であることが望ましい。
【００２３】
また、燃料極の場合、材料Ａとしては、燃料極としての触媒機能を備えた材料、例えばＮｉＯ（酸化ニッケル）を用いることができる。そして、材料Ｂとしては、イオン伝導性を備えた材料、特に電解質材料と同じ材料、例えばＹＳＺ等を用いることが望ましい。
また、材料Ａとしては、Ｐｔ、またはＮｉとＣｒ、ＮｉとＦｅなどを用いることもでき、材料Ｂとしては、ＧＤＣ、ＬＳＧＭ、ＳＳＺなど、電解質材料として一般的に使用されるものを用いることができる。
【００２４】
なお、これら材料Ａ及びＢの電極中における含有量については、電極としての反応活性を確保する観点から、電極触媒として機能する材料Ａの含有量をイオン伝導性を備えた材料Ｂの含有量よりも多くすることが望ましい。
また、これら微粒子Ａ１、Ｂ１の粒径としては、いずれも０．０８〜１μｍの範囲内であることが望ましい。すなわち、粒径が０．０８μｍに満たない場合は、凝集が進みやすく、２μｍを超えると、電極としての反応面積が低減することによる。
【００２５】
本発明の固体酸化物型燃料電池用電極は、上記したように、空気極、燃料極のいずれにも適用することができるが、その厚さとしては、０．１μｍ以上、２μｍ以下であることが望ましい。
電極厚さが０．１μｍに満たないと、電極反応場が少なくなり、２μｍを超えた場合には、ガス拡散距離が長くなって、発電性能か低下する傾向があることによる。
【００２６】
また、本発明の固体酸化物型燃料電池用電極は、エアロゾルデポジション法によって形成することができる。
エアロゾルデポジション法は、原材料の微粒子を真空中、常温・高速で基板に衝突させる方法であって、これによって、材料の溶融を伴うことなく、瞬時に薄膜を形成することができる。そして、原材料の粒子径や成膜速度を選定することによって、上記構造を有する本発明の固体酸化物型燃料電池用電極が作製できる。
【００２７】
上記エアロゾルデポジション法に用いる原材料の粒子径としては、０．１〜５μmの範囲とすることが望ましい。
すなわち、原材料の粒子径が５μｍを超えると、電極粒子を上記したような径に微細化することが困難になる一方、０．１μｍに満たない場合には、原料粉として取り扱いにくくなる傾向がある。
【００２８】
本発明の電極形成に際しては、上記エアロゾルデポジション法による成膜速度を毎秒５００ｍ〜８００ｍとすることが望ましい。
ここで、成膜速度が８００ｍ／ｓより大きいと、電解質膜が破壊されてしまうことがある。一方、成膜速度が５００ｍ／ｓより小さい場合には、成膜時の原材料粒子と基板間、原材料粒子間の衝突エネルギーが不足となり、電極粒子を上記したような径に微細化することができなくなる可能性がある。なお、成膜速度とは、成膜時における粒子の衝突速度、言い換えると、ガス流速を意味する。
【００２９】
そして、本発明の固体酸化物型燃料電池は、本発明の上記電極を備えたものであるから、ＩＲ抵抗が少なく、電極性能に優れた高性能の燃料電池とすることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例に基づいて、具体的に説明するが、本発明はこのような実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
〔燃料極基板用グリーンシートの作製〕
酸化ニッケル（ＮｉＯ）と粒径１μｍのＹＳＺとを質量比で８：２となるように秤量し、これらを混合した。これに、水溶性アクリル系バインダと、造孔剤としてのＰＥＧ（ポリエチレングリコール）を加えてさらに混合し、テープ・キャスト法により、ＮｉＯとＹＳＺを含む燃料極基板形成用のグリーンシートを得た。
【００３２】
〔ＹＳＺペーストの調製〕
粒径０．３μｍのＹＳＺ８５％と、エチルセルロース（バインダ）５％と、酢酸ブチル（分散剤）１０％とを混合することによって、ＹＳＺを含む電解質形成用のペーストを調製した。
【００３３】
〔ＹＤＣペーストの調製〕
粒径０．５μｍのＹＤＣ（イットリアドープトセリア）８５％と、エチルセルロース５％と、酢酸ブチル１０％とを混合することによって、ＹＤＣを含む反応バッファ層形成用のペーストを調製した。
【００３４】
〔燃料電池の作製〕
上記のグリーンシートを４５０℃に加熱することにより、バインダ及び造孔剤を除去した後、さらに空気中１３００℃で焼結することにより、厚さ５００μｍ、径３０ｍｍの酸化ニッケルとＹＳＺを含む燃料極基板を得た。
次に、このようにして得られた燃料極基板の上に、上記により調整したＹＳＺペーストと、ＹＤＣペーストを順次印刷し、大気中１３５０℃で焼成することにより、厚さ５μｍ、径３０ｍｍの電解質層と、同サイズのＹＤＣ中間層を形成した。
【００３５】
次いで、上記ＹＤＣ中間層の上に、エアロゾルデポジション法によりＬＳＣＦ（材料Ａ）とＹＤＣ（材料Ｂ）から成る空気極（カソード）を成膜した。
すなわち、原材料として、粒径０．８μｍのＬＳＣＦ粒子と粒径０．３μｍのＹＤＣ粒子の８０：２０の割合の混合粒子を超音速ノズルによって、高速のＨｅガス流に乗せて、６００ｍ／ｓの成膜速度（Ｈｅガス流速）で、ＹＤＣ中間層に衝突させることによって空気極を厚さ２μｍ、径１２ｍｍのサイズに形成した。
【００３６】
〔空気極の組織観察〕
上記より得られた空気極を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によってその粒子構造を観察し、粒子サイズを測定すると共に、ＴＥＭ−ＥＤＸにより、粒子の構成元素を同定した。
その結果、上記空気極は、ＬＳＣＦから成り粒径の異なる２種類の粒子（微粒子Ａ１、超微粒子Ａ２）と、ＹＤＣから成り粒径の異なる２種類の粒子（微粒子Ｂ１、超微粒子Ｂ２）とから主に構成されていることが確認された。また、ＬＳＣＦから成る微粒子とＹＤＣから成る微粒子の接触界面の近傍には、これらよりも微細なＬＳＣＦから成る超微粒子とＹＤＣから成る超微粒子の集合体が形成されていることが認められた。
【００３７】
そして、ＬＳＣＦから成る微粒子の平均粒径が０．４μｍ、超微粒子の平均粒径が０．１μｍであると共に、ＹＤＣから成る微粒子の平均粒径が０．２μｍ、ＹＤＣから成る超微粒子の平均粒径が０．１μｍであることが判明した。
【００３８】
〔反応抵抗測定〕
完成した燃料電池を６５０℃に昇温し、周波数応答アナライザを使用して、開回路状態における交流インピーダンスを測定した。
その結果、セルの反応抵抗は、１．５Ωｃｍ２であった。
【００３９】
比較例１
【００４０】
〔空気極ペーストの調製〕
粒径０．７μｍのＬＳＣＦと粒径０．５μｍのＹＤＣとを８０：２０の割合に混合し、これにエチルセルロース５％と、酢酸ブチル１０％とを混合することによって、上記ＬＳＣＦとＹＤＣとの混合粉を８５％含有する空気極形成用のペーストを調製した。
【００４１】
〔燃料電池の作製〕
上記実施例１と同様の操作を繰り返すことによって、燃料極基板上に、電解質層とＹＤＣ中間層を同様のサイズに形成した。
次いで、上記ＹＤＣ中間層の上に、上記空気極ペーストを塗布し、大気中１０５０℃で焼成することによって、ＬＳＣＦとＹＤＣから成る空気極を厚さ３０μｍ、径１２ｍｍのサイズに形成した。
【００４２】
そして、同様の方法によって、得られた空気極の組織観察を行い、空気極を構成する材料粒子のサイズを測定すると共に、交流インピーダンスを測定した。
その結果、得られた空気極には、超微細な粒子は存在せず、平均粒径２μｍのＬＳＣＦ粒子と、平均粒径１．５μｍのＹＤＣ粒子から成る組織であることが判明した。また、セルの反応抵抗については、４Ωｃｍ２であって、エアロゾルデポジション法により得られた上記実施例による空気極に較べて、大幅に高いことが確認された。
【００４３】
実施例２
〔空気極ペーストの調製〕
粒径０．７μｍのＬＳＣＦ８５％と、エチルセルロース５％と、酢酸ブチル１０％とを混合することによって、空気極形成用のペーストを調製した。
【００４４】
〔燃料電池の作製〕
ＹＳＺから成る厚さ３００μｍ、径３０ｍｍの電解質基板の一方の面に、上記により調整した空気極ペーストを塗布し、大気中１０５０℃で焼成することによって、ＬＳＣＦから成る空気極を厚さ３０μｍ、径１２ｍｍの大きさに形成した。
【００４５】
次いで、上記ＹＳＺ基板の他方の面上に、エアロゾルデポジション法によりＮｉＯ（材料Ａ）とＹＳＺ（材料Ｂ）から成る燃料極（アノード）を成膜した。
すなわち、原材料として、粒径１μｍのＮｉＯ粒子と、同じく粒径１μｍのＹＳＺ粒子を７０：３０の割合に混合した粒子を超音速ノズルによって、高速のＨｅガス流に乗せて、７００ｍ／ｓの成膜速度（Ｈｅガス流速）で、ＹＳＺ基板に衝突させることによって燃料極を厚さ１．５μｍ、径１２ｍｍのサイズに形成した。
【００４６】
そして、同様の方法によって、得られた空気極の組織観察を行い、空気極を構成する材料粒子のサイズを測定すると共に、交流インピーダンスを測定した。
その結果、得られた上記燃料極は、ＮｉＯから成り粒径の異なる２種類の粒子（微粒子Ａ１、超微粒子Ａ２）と、ＹＳＺから成り粒径の異なる２種類の粒子（微粒子Ｂ１、超微粒子Ｂ２）とから主に構成されていることが確認された。さらに、ＮｉＯから成る微粒子とＹＳＺから成る微粒子の接触界面の近傍には、これらよりも微細なＮｉＯから成る超微粒子とＹＳＺから成る超微粒子の集合体が形成されていることが認められた。
【００４７】
そして、ＮｉＯから成る微粒子の平均粒径は０．５μｍ、ＹＳＺから成る微粒子の平均粒径も０．５μｍ、ＮｉＯ超微粒子及びＹＳＺ超微粒子については、いずれも平均粒径が０．２μｍであることが判明した。
また、セルの反応抵抗については、０．８Ωｃｍ２であることが確認された。
【００４８】
比較例２
〔燃料極ペーストの調製〕
粒径１μｍのＮｉＯと同じく粒径１μｍのＹＳＺとを７０：３０の割合に混合し、これにエチルセルロース５％と、酢酸ブチル１０％とを混合することによって、上記ＮｉＯとＹＳＺとの混合粉を８５％含有する燃料極形成用のペーストを調製した。
【００４９】
〔燃料電池の作製〕
上記実施例２と同様の操作を繰り返すことによって、ＹＳＺ基板の一方の面に、ＬＳＣＦから成る空気極を同様のサイズに形成した。
次いで、上記ＹＳＺ基板の他方の面上に、上記燃料極ペーストを塗布し、大気中１２００℃で焼成することによって、電解質基板上にＮｉＯとＹＳＺから成る燃料極を厚さ２０μｍ、径１２ｍｍのサイズに形成した。
【００５０】
そして、同様の方法によって、得られた空気極の組織観察を行い、空気極を構成する材料粒子のサイズを測定すると共に、交流インピーダンスを測定した。
その結果、得られた燃料極には、超微細な粒子は存在せず、平均粒径２μｍのＮｉＯ粒子と、平均粒径１．５μｍのＹＳＺ粒子から成る組織であることが確認された。また、セルの反応抵抗については、１．６Ωｃｍ２であって、エアロゾルデポジション法により得られた上記実施例２による燃料極の２倍であることが判明した。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ１  微粒子
Ｂ１  微粒子
Ａ２  超微粒子
Ｂ２  超微粒子
Ｃ    集合体
【図１】
2014182882.tif 000003