(57)【要約】【課題】固体酸化物型燃料電池の一部を構成する層のカバレッジ不良による欠陥を抑制することができる固体酸化物型燃料電池の製造方法を提供する。【解決手段】多孔質基体と、前記多孔質基体上に積層される複数の層とを備え、前記複数の層のうち最初に積層される第１層の端部の少なくとも一部が前記複数の層のうちの第１層以外の層によって覆われる構造の固体酸化物型燃料電池の製造方法であって、第１層を形成する工程が、第１層を構成する材料を含む半乾燥状態の薄膜層を端部をずらして前記多孔質基体上に積層する積層工程と、前記積層工程によって積層された前記薄膜層を焼成する焼成工程とを含む固体酸化物型燃料電池の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質基体と、前記多孔質基体上に積層される複数の層とを備え、
燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極及び前記酸化剤極に挟まれる電解質とが、前記複数の層のうちの三つである構造、又は
前記燃料極及び前記酸化剤極の一方が前記多孔質基体であり、前記燃料極及び前記酸化剤極の他方と前記電解質とが前記複数の層のうちの二つである構造であり、
前記複数の層のうち最初に積層される第１層の端部の少なくとも一部が前記複数の層のうちの第１層以外の層によって覆われる構造の固体酸化物型燃料電池の製造方法であって、
第１層を形成する工程が、
第１層を構成する材料を含む半乾燥状態の薄膜層を端部をずらして前記多孔質基体上に積層する積層工程と、
前記積層工程によって積層された前記薄膜層を焼成する焼成工程とを含むことを特徴とする固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【請求項２】
前記積層工程が、
第１層を構成する材料の粒子を含むペーストを被剥離体に塗布し、半乾燥状態の前記薄膜層を前記被剥離体上に形成する薄膜層形成工程と、
前記薄膜層形成工程によって前記被剥離体上に形成された半乾燥状態の前記薄膜層を前記被剥離体上から前記多孔質基体上へ転移させる転移工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【請求項３】
第１層の端部の少なくとも一部が前記電解質である層によって覆われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【請求項４】
前記多孔質基体が筒状であり、前記薄膜層を相対的に前記多孔質基体の周方向に連続的に巻回して前記多孔質基体の周面に積層することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【請求項５】
前記被剥離体がロール状であり、前記多孔質基体と前記被剥離体とを前記薄膜層を介して密着させながら回転することにより、前記薄膜層を前記多孔質基体の周面に転移することを特徴とする請求項４に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【請求項６】
前記被剥離体上に形成される前記薄膜層を展開した形状が台形であることを特徴とする請求項５に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【請求項７】
前記被剥離体から前記多孔質基体への前記薄膜層の転移は、前記台形の長い方の底辺側から開始されることを特徴する請求項６に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物型燃料電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、典型的には、電解質層膜を、燃料極（アノード）と酸化剤極（カソード）とで両側から挟み込んだものを１つのセル構成としている。そして、燃料極に燃料ガス（例えば水素ガス）を供給する燃料ガス流路と、酸化剤極に酸化剤ガス（例えば酸素や空気）を供給する酸化剤ガス流路とが設けられ、これらの流路を介して燃料ガス、酸化剤ガスがそれぞれ燃料極、酸化剤極に供給されることにより発電が行われる。
【０００３】
燃料電池は、原理的に取り出せる電力エネルギーの効率が高いため、省エネルギーになるだけでなく、環境に優れた発電方式であり、地球規模でのエネルギーや環境問題解決の切り札として期待されている。
【０００４】
平板型燃料電池は、燃料極層、電解質層、酸化剤極層の各シートを予め形成し、それらのシートを支持体上に熱圧着にて貼り付ける方法、燃料極層、電解質層、酸化剤極層をそれぞれ印刷により形成する方法（例えば特許文献１参照）などで製造される。また、筒型燃料電池は、成膜しない箇所にマスキングテープを巻き付け、燃料極層、電解質層、酸化剤極層をそれぞれディップコートにより形成する方法などで製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３４９７８号公報（段落００６３〜００７３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
燃料極層、電解質層、酸化剤極層の各シートを予め形成し、それらのシートを支持体上に熱圧着にて貼り付ける方法の場合、シートの端部でエッジが切り立ってしまい、下層シートの端部を覆う上層シートが下層シートの端部エッジによって破損するおそれがあった。
【０００７】
また、燃料極層、電解質層、酸化剤極層をそれぞれ印刷により形成する方法の場合、各層の端部エッジの傾斜が急峻であり、下層の端部エッジによって下層の端部を覆う上層にカバレッジ不良が生じるおそれがあった。
【０００８】
また、成膜しない箇所にマスキングテープを巻き付け、燃料極層、電解質層、酸化剤極層をそれぞれディップコートにより形成する方法の場合、各層の端部でエッジが切り立ってしまい、下層の端部エッジによって下層の端部を覆う上層にカバレッジ不良が生じるおそれがあった。さらに、形成した層の端部がマスキングテープを外すときに割れてしまうおそれもあった。
【０００９】
本発明は、上記の状況に鑑み、固体酸化物型燃料電池の一部を構成する層のカバレッジ不良による欠陥を抑制することができる固体酸化物型燃料電池の製造方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明に係る固体酸化物型燃料電池の製造方法は、多孔質基体と、前記多孔質基体上に積層される複数の層とを備え、燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極及び前記酸化剤極に挟まれる電解質とが、前記複数の層のうちの三つである構造、又は前記燃料極及び前記酸化剤極の一方が前記多孔質基体であり、前記燃料極及び前記酸化剤極の他方と前記電解質とが前記複数の層のうちの二つである構造であり、前記複数の層のうち最初に積層される第１層の端部の少なくとも一部が前記複数の層のうちの第１層以外の層によって覆われる構造の固体酸化物型燃料電池の製造方法であって、第１層を形成する工程が、第１層を構成する材料を含む半乾燥状態の薄膜層を端部をずらして前記多孔質基体上に積層する積層工程と、前記積層工程によって積層された前記薄膜層を焼成する焼成工程とを含む構成（第１の構成）としている。
【００１１】
上記第１の構成によると、第１層の端部をテーパー形状にすることができるので、第１層の端部の少なくとも一部を覆う層のカバレッジが良好になる。したがって、固体酸化物型燃料電池の一部を構成する層のカバレッジ不良による欠陥を抑制することができる。
【００１２】
上記第１の構成の製造方法において、前記積層工程が、第１層を構成する材料の粒子を含むペーストを被剥離体に塗布し、半乾燥状態の前記薄膜層を前記被剥離体上に形成する薄膜層形成工程と、前記薄膜層形成工程によって前記被剥離体上に形成された半乾燥状態の前記薄膜層を前記被剥離体上から前記多孔質基体上へ転移させる転移工程とを含む構成（第２の構成）が望ましい。
【００１３】
上記第２の構成によると、半乾燥状態の薄膜層の積層が容易になる。
【００１４】
上記第１または第２の構成の製造方法において、第１層の端部の少なくとも一部が前記電解質である層によって覆われる構成（第３の構成）であってもよい。
【００１５】
電解質である層の層厚は発電効率を向上させるために通常薄くなっているので、上記第３の構成では本発明の効果が顕著になる。
【００１６】
上記第１〜第３のいずれかの構成の製造方法において、前記多孔質基体が筒状であり、前記薄膜層を相対的に前記多孔質基体の周方向に連続的に巻回して前記多孔質基体の周面に積層する構成（第４の構成）にすることが望ましい。
【００１７】
上記第４の構成によると、半乾燥状態の薄膜層を連続的に積層することができるので、生産性が向上する。
【００１８】
上記第４の構成の製造方法において、前記被剥離体がロール状であり、前記多孔質基体と前記被剥離体とを前記薄膜層を介して密着させながら回転することにより、前記薄膜層を前記多孔質基体の周面に転移する構成（第５の構成）にすることが望ましい。
【００１９】
上記第５の構成の製造方法において、前記被剥離体上に形成される前記薄膜層を展開した形状が台形である構成（第６の構成）にすることが望ましい。
【００２０】
上記第６の構成の製造方法において、前記被剥離体から前記多孔質基体への前記薄膜層の転移は、前記台形の長い方の底辺側から開始される構成（第７の構成）にすることが望ましい。
【００２１】
上記第７の構成によると、半乾燥状態の隣接する薄膜層間の端部での隙間をなくすことができるので、厚み方向における組成分布の小さい均質な第１層を形成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る固体酸化物型燃料電池の製造方法によると、第１層の端部をテーパー形状にすることができるので、第１層の端部の少なくとも一部を覆う層のカバレッジが良好になる。したがって、固体酸化物型燃料電池の一部を構成する層のカバレッジ不良による欠陥を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る製造方法によって製造される平板型ＳＯＦＣの一構造例を示す断面図、及び、燃料極を構成する材料を含む半乾燥状態の薄膜層を積層した状態を示す断面図である。
【図２】二次電池型ＳＯＦＣの一構造例を示す断面図である。
【図３】転移工程の一例を示す図である。
【図４】転移工程の一例を示す図である。
【図５】転移工程の一例を示す図である。
【図６】転移工程の一例を示す図である。
【図７】転移工程の一例を示す図である。
【図８】転移工程の一例を示す図である。
【図９】半乾燥状態の薄膜層が積層された筒状の多孔質基体の筒中心軸に垂直な面での断面図である。
【図１０】半乾燥状態の薄膜層の形状例を示す図である。
【図１１】半乾燥状態の薄膜層の形状例を示す図である。
【図１２】半乾燥状態の薄膜層の形状例を示す図である。
【図１３】第２実施例において実施される転移工程等を示す図である。
【図１４】第３実施例において実施されるスクリーン印刷の概要を示す図である。
【図１５】第３実施例及び第７実施例での半乾燥状態の薄膜層と円筒状の多孔質基体との転移前の模式的な位置関係を示す図である。
【図１６】第４実施例において実施される転移工程等を示す図である。
【図１７】第４〜６実施例での半乾燥状態の薄膜層と円筒状の多孔質基体との転移前の模式的な位置関係を示す図である。
【図１８】第５実施例において実施される転移工程等を示す図である。
【図１９】第６実施例において実施される転移工程等を示す図である。
【図２０】第６実施例において実施される転移工程等を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。なお、本発明は、後述する実施形態に限られない。
【００２５】
＜ＳＯＦＣの構造＞
まず、本発明に係る製造方法によって製造されるＳＯＦＣの構造について説明する。図１（ａ）は、本発明に係る製造方法によって製造される平板型ＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell）の一構造例を示す断面図である。
【００２６】
図１（ａ）に示す平板型ＳＯＦＣは、絶縁性の多孔質基体１と、燃料極層２Ａ及び２Ｂと、電解質層３Ａ及び３Ｂと、電極層４Ａ〜４Ｃと、酸化剤極層５Ａ及び５Ｂと備えている。燃料極層２Ａ及び２Ｂと、電解質層３Ａ及び３Ｂと、電極層４Ａ〜４Ｃと、酸化剤極層５Ａ及び５Ｂとは多孔質基体１上に積層されている。燃料極層２Ａ、電解質層３Ａ、及び酸化剤極層５Ａによって構成される燃料電池セルと、燃料極層２Ｂ、電解質層３Ｂ、及び酸化剤極層５Ａによって構成される燃料電池セルとは電極層４Ｂによって直列に接続される。なお、以下の説明において符号２Ａと符号２Ｂとをまとめて符号２とすることがあり、他の符号についても同様である。
【００２７】
図１（ｂ）は、燃料極層２を構成する材料を含む半乾燥状態の薄膜層６を４層積層した状態を示す断面図である。積層された半乾燥状態の薄膜層６を焼成することで、図１に示す端部がテーパー形状の燃料極層２を形成することができる。燃料極層２の端部がテーパー形状になるので、燃料極層２の端部の少なくとも一部を覆う電解質層３のカバレッジが良好になり、電解質層３の欠陥を抑制することができる。電解質層３は発電効率を向上させるために通常薄くするので、電解質層３の欠陥を抑制することは特に有用である。
【００２８】
なお、図１（ａ）に示す平板型ＳＯＦＣは、多孔質基体１上に燃料極層２と、電解質層３と、酸化剤極層５とが積層される多孔質体サポート型であるが、本発明に係る製造方法によって製造されるＳＯＦＣは、この形状に限定されるものではない。
【００２９】
多孔質基体を燃料極とし、多孔質基体上に電解質層、酸化剤極を積層するアノードサポート型や多孔質基体を酸化剤極とし、多孔質基体上に電解質層、燃料極を積層するカソードサポート型であっても構わない。また、多孔質体サポート型であり、図１（ａ）に示す形状と異なり、酸化剤極層が多孔質基体上に最初に積層される層となり、酸化剤極層、電解質層、燃料極層の順で積層される形状であっても構わない。
【００３０】
本発明に係る製造方法によって製造されるＳＯＦＣの多孔質基体の形状も特に限定されず、平板状以外に例えば、曲面を有する板状、円筒状、扁平筒状などを挙げることができる。多孔質基体の材料としてはセラミックス材料を用いることができる。多孔質基体の材料は、気体が流通可能な気体透過性でかつ絶縁性を有している材料であれば良く、例えば、酸化アルミニウム、シリカ、シリカ−アルミナ、ムライト、コージェライト、ジルコニア、安定化ジルコニア、イットリウム安定化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、アルミナ、マグネシア、ランタンカルシウム、ランタンクロマイト、ランタンストロンチウム、多孔質ガラス等を挙げることができる。
【００３１】
また、図１（ａ）に示す平板型ＳＯＦＣは、多孔質基体１上に最初に積層される層（第１層）のみが、半乾燥状態の薄膜層６を端部をずらして多孔質基体１上に積層する積層工程と、前記積層工程によって積層された薄膜層６を焼成する焼成工程とを含む層形成工程によって形成されているが、多孔質基体１上に積層される他の層も前記積層工程及び前記焼成工程とを含む層形成工程によって形成されるようにしてもよい。
【００３２】
＜ＳＯＦＣの発電動作＞
次に、ＳＯＦＣの発電動作について説明する。図１（ａ）に示す平板型ＳＯＦＣの発電動作時には、燃料極層２に多孔質基体１を介して燃料ガス（例えば水素）が供給され、酸化剤極層５に酸化剤ガス（例えば空気）が供給されることにより、燃料極層２において下記の（１）式の反応が起こる。
Ｈ2＋Ｏ2-→Ｈ2Ｏ＋２ｅ-  …（１）
【００３３】
一方、酸化剤極層５において下記の（２）式の反応が起こる。
１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｏ2-  …（２）
【００３４】
これら（１）式及び（２）式の反応における電子の流れにより、電極層４Ａ及び４Ｃを介して燃料極層２Ａ及び酸化剤極層５Ｂに接続された外部負荷（図１（ａ）において不図示）への給電が行われる。そして、酸素イオンは、電解質層３を通って、燃料極層２に到達する。図１（ａ）に示す平板型ＳＯＦＣでは、上記の一連の反応が繰り返され、上記の（１）式から分かるように、燃料極層２側においてＨ2が消費されＨ2Ｏが生成される。
【００３５】
上記の（１）式及び（２）式より、発電動作時における図１に示す平板型ＳＯＦＣでの反応は下記の（３）式の通りになる。
Ｈ2＋１／２Ｏ2→Ｈ2Ｏ  …（３）
【００３６】
ここで、例えば、図２に示す円筒型ＳＯＦＣのように、多孔質基体１の筒内部に再生可能な燃料発生部材１００を配置して、二次電池型ＳＯＦＣにしてもよい。図２に示す円筒型ＳＯＦＣでは、多孔質基体１の端部は遮蔽部材１０１によって閉塞されており、燃料極層２及び燃料発生部材１００が密閉空間内に配置される。
【００３７】
燃料発生部材１００の材料としては、例えば、金属を母材として、その表面に金属または金属酸化物が添加されており、酸化性ガス（例えば水蒸気）との酸化反応によって燃料（例えば水素）を発生し、還元性ガス（例えば水素）との還元反応により再生可能なものを用いることができる。母材の金属としては例えば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｖ、Ｍｇやこれらを基材とする合金が挙げられ、特にＦｅは安価で、加工も容易なので好ましい。また、添加される金属としては、Ａｌ、Ｒｄ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｖ、Ｍｏが挙げられ、添加される金属酸化物としてはＳｉＯ2、ＴｉＯ2が挙げられる。ただし、母材となる金属と、添加される金属は同一の材料ではない。以下、燃料発生部材１００として、Ｆｅを主体とする燃料発生部材を用いた場合を説明する。
【００３８】
Ｆｅを主体とする燃料発生部材は、例えば、下記の（４）式に示す酸化反応により、酸化性ガスである水蒸気を消費して燃料（還元性ガス）である水素ガスを生成することができる。
４Ｈ2Ｏ＋３Ｆｅ→４Ｈ2＋Ｆｅ3Ｏ4  …（４）
【００３９】
上記の（４）式に示す鉄の酸化反応が進むと、鉄から酸化鉄への変化が進んで鉄の残量が減っていくが、上記の（４）式の逆反応すなわち下記の（５）式に示す還元反応により、燃料発生部材１３を再生することができる。なお、上記の（４）式に示す鉄の酸化反応及び下記の（５）式の還元反応は６００℃未満の温度で行うこともできる。
４Ｈ2＋Ｆｅ3Ｏ4→３Ｆｅ＋４Ｈ2Ｏ  …（５）
【００４０】
発電動作時には、上記の（３）式の反応により、燃料極層２と電解質層３との界面における三相界面で発生した水蒸気が拡散して、燃料発生部材１００に到達する。したがって、燃料発生部材１００は上記の（４）式に示す酸化反応により、燃料極層２と電解質層３との界面における三相界面から供給される水蒸気を消費して、水素を発生させ、水素を燃料極層２に供給する。
【００４１】
充電動作時には、電極層４Ａ及び４Ｃを介して燃料極層２Ａ及び酸化剤極層５Ｂに接続された外部電源（図２において不図示）からの給電が行われる。この給電により、燃料極層２Ａ、電解質層３Ａ、及び酸化剤極層５Ａによって構成される燃料電池セル及び燃料極層２Ｂ、電解質層３Ｂ、及び酸化剤極層５Ａによって構成される燃料電池セルとは電気分解器として動作して、上記の（３）式の逆反応が起こり、燃料極層２と電解質層３との界面における三相界面で水蒸気が消費され水素ガスが生成され、燃料発生部材１００は、上記の（５）式に示す還元反応により、酸化鉄から鉄への変化を進めて鉄の残量を増やし、すなわち燃料発生部材１００は再生されて、燃料極層２と電解質層３との界面における三相界面から供給される水素を消費して、水蒸気を発生させ、水蒸気を燃料極層２に供給する。
【００４２】
＜第１層を形成する工程＞
次に、多孔質基体上に最初に積層される層（第１層）を形成する工程について説明する。第１層を形成する工程は、（i）ペースト作製工程、（ii）薄膜層形成工程、（iii）半乾燥薄膜層形成工程、（iv）転移工程、（v）焼成工程が順に実行される。ペースト作製工程、薄膜層形成工程、半乾燥薄膜層形成工程、及び転移工程を有する工程が半乾燥状態の薄膜層を端部をずらして多孔質基体上に積層する積層工程の一例に該当する。以下、（i）〜（v）の各工程について詳述する。
【００４３】
（i）ペースト作製工程
ペースト作製工程は、第１層を構成する材料の粒子を溶媒中に分散させたペーストを作製する工程である。
【００４４】
燃料極用のペーストには、溶媒に酸化物型イオン導電体からなるセラミックス粉体と電気化学反応で触媒となる金属粒子とを混合し、分散させたものを用いることができる。金属粒子の材料としては、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｔなどを用いることができる。また、酸化物型イオン導体としては、プロブスカイト構造、蛍石型構造をしたものが好ましく、サマリウムやガドリニウムをドープしたセリア系酸化物やスカンジウム、イットリウムを加えたジルコニア系酸化物を用いることもできる。
【００４５】
空気極用のペーストには、溶媒にＬＳＭ（Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ）、ＬＳＣ（Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＣｏＯ3）、ＳＳＣ（Ｓｍ０．５Ｓｒ０．５ＣｏＯ3）、ＬＳＣＦ（（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ3）などの酸化物を混合し、分散させたものを用いることができる。
【００４６】
また、ペーストには、気孔率を制御するためのバインダ、分散性を調整するための分散剤、粘度を調整するための粘度調整剤などを加えてもよい。また、薄膜層の形成に適したペーストにするために混合比を調整することもできる。
【００４７】
（ii）薄膜層形成工程
薄膜層形成工程は、ペースト作製工程で作製したペーストを用いて薄膜層を被剥離体上に形成する工程である。薄膜層を被剥離体上に形成する方法は特に限定されるものではなく、パターンを形成できる方法であれば構わない。例えば、インクジェット法、ディペンス法、凸版印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、パッド印刷、平板印刷などを用いることができる。形成する薄膜層の厚みやペースト中の固形物のサイズなどに応じて、適した方法を選択するとよい。
【００４８】
被剥離体の形状は特に限定されず、例えば、平板状であってもよく、ロール状であってもよい。被剥離体の厚みは特に限定されず、例えば数百μｍ程度の薄いものであっても構わない。
【００４９】
（iii）半乾燥薄膜層形成工程
半乾燥薄膜層形成工程は、薄膜形成工程で形成した薄膜層を乾燥させ、半乾燥状態の薄膜層を形成する工程である。自然乾燥や加熱乾燥により、薄膜層に含まれている溶媒を一部揮発させて半乾燥状態とすることができる。なお、ペースト作製工程において、揮発性の異なる複数種類の溶媒を混合しておき、本工程において、自然乾燥や加熱乾燥により、薄膜層に含まれている揮発性の高い溶媒を揮発させて半乾燥状態としてもよい。
【００５０】
（iv）転移工程
転移工程は、半乾燥薄膜層形成工程で形成した半乾燥状態の薄膜層と多孔質基体とを密着させ、半乾燥状態の薄膜層を多孔質基体上へ転移させる工程である。半乾燥状態の薄膜層は溶媒が含まれているため粘着性を有している。したがって、半乾燥状態の薄膜層が剥がれ易くなるように、被剥離体の材料にフッ素系樹脂やシリコン系樹脂などを用いたり、被剥離体の表面に撥液性処理を施すことが望ましい。
【００５１】
ここで、ＳＯＦＣの多孔質体基体が平板状である場合について説明する。
【００５２】
図３を用いて被剥離体がロール状の場合を説明する。まず、ペースト吐出口７からペーストが吐出されロール状の被剥離体８の表面上に半乾燥状態の薄膜層６が形成される。次に、半乾燥状態の薄膜層６が表面上に形成されているロール状の被剥離体８に平板状の多孔質基体１を押し当てる。次に、ロール状の被剥離体８と平板状の多孔質基体１とを接触させながら、ロール状の被剥離体８を回転させるとともに、ロール状の被剥離体８と平板状の多孔質基体１との接触点がずれないように平板状の多孔質基体１をロール状の被剥離体８の回転に同期して動かすことで、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態になり、半乾燥状態の薄膜層６をロール状の被剥離体８から平板状の多孔質基体１へ転移させることができる。この転移を半乾燥状態の薄膜層６の端部がずれるようにして複数回行う。なお、ロール状の被剥離体８と平板状の多孔質基体１の双方を動力源を用いて動かす代わりに、一方のみを動力源を用いて動かし、他方を自由に動ける状態にしておいてもよい。
【００５３】
図４を用いて被剥離体が平板状の場合を説明する。まず、半乾燥状態の薄膜層６が表面上に形成されている平板状の被剥離体８を平板状の多孔質基体１に押し当てる。すなわち、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態にする。そして、図４（ｂ）に示す状態において、半乾燥状態の薄膜層６を押し当て方向に加圧する。次に、平板状の被剥離体８を平板状の多孔質基体１から引き離すことで、図４（ｃ）に示す状態になり、半乾燥状態の薄膜層６を平板状の被剥離体８から平板状の多孔質基体１へ転移させることができる。この転移を半乾燥状態の薄膜層６の端部がずれるようにして複数回行う。半乾燥状態の薄膜層６の加圧する方法としては、例えば、図４（ｂ）に示す構成体を対向した二つの平板で挟んでも良いし、二つのローラ間に通しても良いし、ローラを被剥離体８の上面又は多孔質基体１の下面で動かして圧力を加えても構わない。
【００５４】
図５を用いて被剥離体が長尺シート状の場合を説明する。長尺シート状の被剥離体８は、巻き出し用ローラ９から巻き出され、印刷機構のペースト吐出口７からペーストが吐出されて長尺シート状の被剥離体８の表面上に半乾燥状態の薄膜層６が印刷によって形成され、平板状の多孔質基体１へ半乾燥状態の薄膜層６が転移された後、巻き取り用ローラ１０に巻き取られる。長尺シート状の被剥離体８から平板状の多孔質基体１へ半乾燥状態の薄膜層６を転移させる際には、長尺シート状の被剥離体８と平板状の多孔質基体１との相対速度を０として、両者を向かい合う方向に加圧した後に離すようにする。上記の転移を半乾燥状態の薄膜層６の端部がずれるようにして複数回行う。半乾燥状態の薄膜層６の加圧する方法としては、例えば、転移が行われる場所の長尺シート状の被剥離体８、半乾燥状態の薄膜層６、及び平板状の多孔質基体１を対向した二つの平板で挟んでも良いし、二つのローラ間に通しても良いし、ローラを被剥離体８の上面又は多孔質基体１の下面で動かして圧力を加えても構わない。
【００５５】
次に、ＳＯＦＣの多孔質体基体が筒状である場合について説明する。
【００５６】
図６を用いて被剥離体がロール状の場合を説明する。まず、ペースト吐出口７からペーストが吐出されロール状の被剥離体８の表面上に半乾燥状態の薄膜層６が形成される。次に、半乾燥状態の薄膜層６が表面上に形成されているロール状の被剥離体８に筒状の多孔質基体１を押し当てる。次に、ロール状の被剥離体８と筒状の多孔質体基体１とを接触させながら、ロール状の被剥離体８を回転させるとともに、ロール状の被剥離体８と筒状の多孔質基体１との接触点がずれないように筒状の多孔質基体１をロール状の被剥離体８の回転に同期して逆向きに回転させることで、図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）に示す状態を経て図６（ｃ）に示す状態になり、半乾燥状態の薄膜層６をロール状の被剥離体８から筒状の多孔質基体１へ転移させることができる。なお、ロール状の被剥離体８と筒状の多孔質基体１の双方を動力源を用いて動かす代わりに、一方のみを動力源を用いて動かし、他方を自由に動ける状態にしておいてもよい。また、筒状の多孔質基体１の円周より長いパターンの半乾燥状態の薄膜層６をロール状の被剥離体８の表面上に形成することで、半乾燥状態の薄膜層６を筒状の多孔質基体１の周方向に連続的にらせん巻回して積層することができる。
【００５７】
図７を用いて被剥離体が平板状の場合を説明する。まず、半乾燥状態の薄膜層６が表面上に形成されている平板状の被剥離体８を筒状の多孔質基体１に押し当て加圧する。すなわち、図７（ａ）に示す状態にする。次に、平板状の被剥離体８と筒状の多孔質体基体１とを接触させながら、平板状の被剥離体８を水平方向に移動させるとともに、平板状の被剥離体８と筒状の多孔質基体１との接触点がずれないように筒状の多孔質基体１を平板状の被剥離体８の動きに同期して回転させることで、図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態を経て図７（ｃ）に示す状態になり、半乾燥状態の薄膜層６をロール状の被剥離体８から筒状の多孔質基体１へ転移させることができる。なお、平板状の被剥離体８と筒状の多孔質基体１の双方を動力源を用いて動かす代わりに、一方のみを動力源を用いて動かし、他方を自由に動ける状態にしておいてもよい。また、筒状の多孔質基体１の円周より長いパターンの半乾燥状態の薄膜層６を平板状の被剥離体８の表面上に形成することで、半乾燥状態の薄膜層６を筒状の多孔質基体１の周方向に連続的にらせん巻回して積層することができる。
【００５８】
図８を用いて被剥離体が長尺シート状の場合を説明する。長尺シート状の被剥離体８は、巻き出し用ローラ９から巻き出され、印刷機構のペースト吐出口７からペーストが吐出されて長尺シート状の被剥離体８の表面上に半乾燥状態の薄膜層６が印刷によって形成され、筒状の多孔質基体１へ半乾燥状態の薄膜層６が転移された後、巻き取り用ローラ１０に巻き取られる。長尺シート状の被剥離体８から筒状の多孔質基体１へ半乾燥状態の薄膜層６を転移させる際には、半乾燥状態の薄膜層６が表面上に形成されている長尺シート状の被剥離体８に筒状の多孔質基体１を押し当て、長尺シート状の被剥離体８と筒状の多孔質体基体１とを接触させながら、長尺シート状の被剥離体８と筒状の多孔質基体１との接触点がずれないように筒状の多孔質基体１を長尺シート状の被剥離体８の動きに同期して回転させる。なお、長尺シート状の被剥離体８と筒状の多孔質基体１の双方を動力源を用いて動かす代わりに、一方のみを動力源を用いて動かし、他方を自由に動ける状態にしておいてもよい。また、筒状の多孔質基体１の円周より長いパターンの半乾燥状態の薄膜層６を長尺シート状の被剥離体８の表面上に形成することで、半乾燥状態の薄膜層６を筒状の多孔質基体１の周方向に連続的にらせん巻回して積層することができる。
【００５９】
図９は、半乾燥状態の薄膜層６が積層された筒状の多孔質基体１の筒中心軸に垂直な面での断面図である。半乾燥状態の薄膜層６を筒状の多孔質基体１の周方向に連続的にらせん巻回して積層する場合、図９に示すようにらせん巻回の開始部分１１と終了部分１２の膜厚を他の部分に比べて薄くすることが望ましい。なお、らせん巻回の開始部分１１と終了部分１２の膜厚を他の部分に比べて薄くする方法としては、例えば、らせん巻回の開始部分１１と終了部分１２で単位時間当たりのペースト吐出量を他の部分に比べて減らすようにすればよい。上記のように図９に示すようにらせん巻回の開始部分１１と終了部分１２の膜厚を他の部分に比べて薄くすることで、積層された半乾燥状態の薄膜層６において、筒状の多孔質基体１の周方向の段差を小さく抑えることができる。また、らせん巻回の開始部分と終了部分を筒状の多孔質基体１の径方向で合わせることによっても同様の効果を得ることができる。
【００６０】
次に、図１０〜図１２を用いて半乾燥状態の薄膜層６の形状例について説明する。
【００６１】
図１０の場合、半乾燥状態の薄膜層６それぞれの中心が積層方向で揃っており、かつ、半乾燥状態の薄膜層６それぞれの形状を後に積層されたものほど小さくすることで、半乾燥状態の薄膜層６の積層体の端部をテーパー形状にしている。図１０の場合、半乾燥状態の隣接する薄膜層６間の端部での隙間をなくすことができるので、厚み方向における組成分布の小さい均質な第１層を形成することができる。
【００６２】
図１１の場合、半乾燥状態の薄膜層６それぞれの中心が積層方向でずれており、かつ、半乾燥状態の薄膜層６それぞれの形状を同一にすることで、半乾燥状態の薄膜層６の積層体の端部をテーパー形状にしている。
【００６３】
図１２の場合、半乾燥状態の薄膜層６それぞれの中心が積層方向で揃っており、かつ、半乾燥状態の薄膜層６それぞれの形状を先に積層されたものほど小さくすることで、半乾燥状態の薄膜層６の積層体の端部をテーパー形状にしている。図１２の場合、図１０の場合に比べて半乾燥状態の薄膜層６の積層体の両端部をよりなめらかなテーパー形状にすることができる。
【００６４】
（v）焼成工程
焼成工程は、半乾燥状態の薄膜層６を焼成する工程である。半乾燥状態の薄膜層６を焼成することで、多孔質体とすることができる。焼成温度は、９００℃〜１５００℃の範囲で、ペースト作製工程で用いる材料やＳＯＦＣの構造に応じて適切な温度に設定するとよい。
【００６５】
上述した（i）ペースト作製工程〜（v）焼成工程によって第１層を形成すると、第１層の端部の少なくとも一部を覆う層の欠陥を抑制することができる他、次のような利点もある。
【００６６】
ディップコート法で第１層を形成する場合、第１層を形成する際にマスキングが必要となり手間がかかるため製造コストが上がるが、上述した（i）ペースト作製工程〜（v）焼成工程によって第１層を形成する場合、第１層を形成する際にマスキングが不要となり手間がかからず製造コストが下がる。
【００６７】
また、印刷法で第１層を一層の膜で形成する場合、第１層用のペーストに含まれる粒子が沈み、厚み方向に組成分布が生じることがあるが、上述した（i）ペースト作製工程〜（v）焼成工程によって第１層を形成すると、焼成前に複数の薄膜層に分かれているので、厚み方向の組成分布を抑えることができる。
【００６８】
また、上述した（i）ペースト作製工程〜（v）焼成工程によって第１層を形成する場合、積層される薄膜層を半乾燥状態にしているので、積層される薄膜層間の境界面がなじみやすい。したがって、複数のシートを熱圧着にて貼り付けて第１層を形成する場合に比べて、一体化の度合いが高い第１層を形成することができる。
【００６９】
以下、第１層を形成する工程に関する第１〜第７実施例について順に説明する。
【００７０】
＜第１実施例＞
第１実施例では、平板状の多孔質基体１を用い、被剥離体８として表面にフッ素処理により撥液処理を施したガラス基板（本実施例においてガラス基板８と称す）を用い、ガラス基板８への印刷としてスクリーン印刷を用いた（図４参照）。
【００７１】
まず、平板状の多孔質基体１を作製した。多孔質基体１の材料としてはイットリア安定化ジルコニアを用いた。原料微粒子をアクリル系バインダ、トルエン、エタノールと混合し、スラリーとしてドクターブレード法にてスラリーを塗布し、乾燥させた多孔質テープを作製し、多孔質テープを加熱加圧により積層し、３０ｍｍ角の平板状の多孔質基体１とした。
【００７２】
次に、燃料極層用の印刷ペーストを作製した。材料としてはＮｉＯ粉末とイットリア安定化ジルコニアの粉末を用いた。この粉末をセルロース系バインダとテルピネオールと混合し、分散処理を行い、燃料極層用の印刷ペーストを得た。粘度はスクリーン印刷に適した約３００００ｍＰａ・ｓとした。このペーストを被剥離体８へスクリーン印刷した。印刷パターンは１０ｍｍ角から０．１ｍｍずつ小さくした５種類のパターンを用いた。印刷後６０℃のホットプレート上でペーストに含まれる溶媒を一部揮発させ、半乾燥状態の薄膜層６を得た。
【００７３】
ガラス基板８上の１０ｍｍ角の半乾燥状態の薄膜層６の上に、多孔質基体１を密着・加圧し、ゆっくりと引き離し半乾燥状態の薄膜層６を多孔質基体１上に転移させた。９．９ｍｍ角、９．８ｍｍ角、９．７ｍｍ角、９．６ｍｍ角の半乾燥状態の薄膜層６に対して順に密着・加圧・分離を繰り返し、各薄膜層６の中心を積層方向で一致させた５層の半乾燥状態の薄膜層６を多孔質基体１上に形成した。位置合わせはＣＣＤカメラを介してアライメントマーカを確認し、マイクロメータで位置合わせを行った。そして、２００℃のオーブンで加熱することで薄膜層６に含まれる溶媒を揮発させた。なお、乾燥状態における薄膜層６の積層体の厚みが１２０μｍになるように印刷条件を調整した。
【００７４】
薄膜層６の積層体を形成した後、イットリア安定化ジルコニアを用いて作製した電解質用のスラリーを用いて、焼成後の厚みが１０μｍとなるように電解質を形成し、１３００℃で焼成して、燃料極層２及び電解質層３を得た。
【００７５】
作製した燃料極層２及び電解質層３を観察したところ、燃料極層２のエッジ部は電解質層３に覆われており、電解質層３の欠陥は観察されなかった。
【００７６】
＜第２実施例＞
第２実施例では、平板状の多孔質基体１を用い、被剥離体８としてゴムローラ（本実施例においてゴムローラ８と称す）を用い、ゴムローラ８への印刷としてグラビア印刷を用いた。
【００７７】
まず、第１実施例と同一の平板状の多孔質基体１を作製した。
【００７８】
次に、燃料極用の印刷ペーストの作製を行った。材料としてはＮｉＯ粉末とイットリア安定化ジルコニアの粉末を用いた。この粉末をセルロース系バインダと沸点が異なる溶媒（沸点が２１３〜２２３℃であるテルピネオールおよび沸点が７７℃である酢酸エチル）と混合し、分散処理を行い、燃料極用の印刷ペーストを得た。粘度は約３００００ｍＰａ・ｓとした。このペーストをゴムローラ８にグラビア印刷した。印刷パターンは１０ｍｍ角から０．１ｍｍずつ小さくした５種類のパターンを用いた。
【００７９】
図１３に示すように、深さ４０μｍの溝パターンを有する凹版１３の上に作製したペーストを載せ、ドクターブレードでかきとり、溝の内部にペーストを充填した。次に、凹版１３にゴムローラ８を押し当てながらゴムローラ８を回転させ、凹版１３の中に充填したペーストをゴムローラ８上に転移させた。なお、本実施例では、ペーストに異なる溶媒を用いており、沸点の低い酢酸エチルがすぐに蒸発するために、ペーストの印刷後すぐにペーストが半乾燥状態になる。つまり本実施例では、（ii）薄膜層形成工程が実施された後すぐに（iii）半乾燥薄膜層形成工程が実施される。
【００８０】
次に、ゴムローラ８を平板状の多孔質基体１に押し当てゴムローラ８を回転させ、半乾燥状態の薄膜層６を平板状の多孔質基体１上に転移させた。この転移を５回繰り返し、各薄膜層６の中心を積層方向で一致させた５層の半乾燥状態の薄膜層６を多孔質基体１上に形成した。位置合わせはＣＣＤカメラを介してアライメントマーカを確認し、マイクロメータで位置合わせを行った。そして、２００℃のオーブンで加熱することで薄膜層６に含まれる溶媒を揮発させた。なお、乾燥状態における薄膜層６の積層体の厚みが１２０μｍになるように印刷条件を調整した。
【００８１】
薄膜層６の積層体を形成した後、イットリア安定化ジルコニアを用いて作製した電解質用のスラリーを用いて、焼成後の厚みが１０μｍとなるように電解質を形成し、１３００℃で焼成して、燃料極層２及び電解質層３を得た。
【００８２】
作製した燃料極層２及び電解質層３を観察したところ、燃料極層２のエッジ部は電解質層３に覆われており、電解質層３の欠陥は観察されなかった。
【００８３】
＜第３実施例＞
第３実施例では、円筒状の多孔質基体１を用い、被剥離体８としてゴムローラ（本実施例においてゴムローラ８と称す）を用い、ゴムローラ８への印刷としてスクリーン印刷を用いた。
【００８４】
まず、円筒状の多孔質基体１を作製した。円筒状の多孔質基体１の材料としてはイットリア安定化酸化ジルコニア（ＹＳＺ）を用いた。粒径が数百ｎｍのＹＳＺ微粒子と、バインダとしてのポリビニルブチラール系化合物と、増孔剤としてのアクリルパウダーと水とを混合して粘土状とした。その粘土状の混合物を押し出し形成機を用いて外径３ｍｍ、内径２．４ｍｍのチューブ形状に形成した。
【００８５】
次に、第２実施例と同一（粘度も含め同一）の燃料極用の印刷ペーストの作製を行った。このペーストを用いてゴムローラ８へスクリーン印刷した。印刷パターンは１０ｍｍ×１００ｍｍの長方形パターンを用いた。ゴムローラ８へのスクリーン印刷は、図１４（ａ）に示すように、スクリーン版１４とゴムローラ８とをスキージ１５で接触させた状態でスクリーン版１４を水平方向（スクリーン版１４とゴムローラ８との接触点における接線方向）に移動させるとともに、スクリーン版１４の動きに同期させてゴムローラ８を回転させることで行った。本実施例では、第２実施例と同じく、ペーストに異なる溶媒を用いており、沸点の低い酢酸エチルがすぐに蒸発するために、ペーストの印刷後すぐにペーストが半乾燥状態になる。
【００８６】
次に、ゴムローラ８を円筒状の多孔質基体１に押し当てながら、ゴムローラ８と円筒状の多孔質基体１を回転させ、半乾燥状態の薄膜層６を円筒状の多孔質基体１上に転移させた（図６参照）。円筒状の多孔質基体１の中心軸とゴムローラ８の回転軸とを平行にせず、少し角度を付けることで、１０ｍｍ×１００ｍｍの長方形パターンである半乾燥状態の薄膜層６と円筒状の多孔質基体１との転移前の模式的な位置関係を図１５に示すようにし、円筒状の多孔質基体１の径方向に積層される半乾燥状態の薄膜層６の端部がずれるようにした。そして、２００℃のオーブンで加熱することで薄膜層６に含まれる溶媒を揮発させた。なお、乾燥状態における薄膜層６の積層体の厚みが１２０μｍになるように印刷条件を調整した。
【００８７】
薄膜層６の積層体を形成した後、イットリア安定化ジルコニアを用いて作製した電解質用のスラリーを用いて、焼成後の厚みが１０μｍとなるように電解質を形成し、１３００℃で焼成して、燃料極層２及び電解質層３を得た。
【００８８】
作製した燃料極層２及び電解質層３を観察したところ、燃料極層２のエッジ部は電解質層３に覆われており、電解質層３の欠陥は観察されなかった。
【００８９】
＜第４実施例＞
第４実施例は、円筒状の多孔質基体１を用い、被剥離体８として表面を撥液処理したフィルム基板（本実施例においてフィルム基板８と称す）、フィルム基板８への印刷としてスクリーン印刷を用いた。
【００９０】
まず、第３実施例と同一の円筒状の多孔質基体１を作製した。
【００９１】
次に、第２実施形態及び第３実施例と同一（粘度も含め同一）の燃料極用の印刷ペーストを作製した。このペーストをフィルム基板８へスクリーン印刷した。印刷パターンは、長い方の底辺が１０ｍｍ、短い方の底辺が９ｍｍ、高さが１００ｍｍの台形パターンを用いた。フィルム基板８をスクリーン印刷機のテーブル（図１６において不図示）上へ巻き出し用ローラ９及び巻き取り用ローラ１０の回転により搬送し、搬送を一時停止させ、スクリーン版１４及びスキージ１５を下降させ、図１６に示すようにスキージ１５でスクリーン版１４とフィルム基板８を接触させた状態でスキージ１５を水平方向（フレキシブル基板８の主面と平行な方向）に移動させ、スクリーン印刷を行った。本実施例では、第２実施例及び第３実施例と同じく、ペーストに異なる溶媒を用いており、沸点の低い酢酸エチルがすぐに蒸発するために、ペーストの印刷後すぐにペーストが半乾燥状態になる。
【００９２】
次に、半乾燥状態の薄膜層６が形成されたフィルム基板８を円筒状の多孔質基体１にローラ１６を用いて押し当てながら、フィルム基板８の搬送を行うことで、半乾燥状態の薄膜層６を円筒状の多孔質基体１上に転移させた。はじめに台形パターンの長い方の底辺側から多孔質基体１に押し当てることで、台形パターンである半乾燥状態の薄膜層６と円筒状の多孔質基体１との転移前の模式的な位置関係を図１７に示すようにし、薄膜層６の幅（円筒状の多孔質基体１の中心軸方向の長さ）が徐々に小さくなるようにし、円筒状の多孔質基体１の径方向に積層される半乾燥状態の薄膜層６の端部がずれるようにした。そして、２００℃のオーブンで加熱することで薄膜層６に含まれる溶媒を揮発させた。なお、乾燥状態における薄膜層６の積層体の厚みが１２０μｍになるように印刷条件を調整した。
【００９３】
薄膜層６の積層体を形成した後、イットリア安定化ジルコニアを用いて作製した電解質用のスラリーを用いて、焼成後の厚みが１０μｍとなるように電解質を形成し、１３００℃で焼成して、燃料極層２及び電解質層３を得た。
【００９４】
作製した燃料極層２及び電解質層３を観察したところ、燃料極層２のエッジ部は電解質層３に覆われており、電解質層３の欠陥は観察されなかった。
【００９５】
＜第５実施例＞
第５実施例では、円筒状の多孔質基体１を用い、被剥離体８として表面を撥液処理したフィルム基板（本実施例においてフィルム基板８と称す）、フィルム基板８への印刷としてグラビア印刷を用いた。
【００９６】
まず、第３実施例及び第４実施例と同一の円筒状の多孔質基体１を作製した。
【００９７】
次に、第２〜４実施例と同一（粘度も含め同一）の燃料極用の印刷ペーストを作製した。このペーストを用いてフィルム基板８へグラビア印刷を行った。グラビア版は溝の深さが４０μｍの金属ローラ１７を用いた。印刷パターンは、長い方の底辺が１０ｍｍ、短い方の底辺が９ｍｍ、高さが１００ｍｍの台形パターンを用いた。
【００９８】
図１８に示すように、凹版部を有する金属ローラ１７にペーストを供給し、ブレード１８でかきとることで、凹版部の溝の内部にペーストを充填した。次に、フィルム基板８を金属ローラ１７に密着させ、フィルム基板８上に半乾燥状態の薄膜層６を転移させた。本実施例では、第２〜４実施例と同じく、ペーストに異なる溶媒を用いており、沸点の低い酢酸エチルがすぐに蒸発するために、ペーストの印刷後すぐにペーストが半乾燥状態になる。
【００９９】
次に、半乾燥状態の薄膜層６が形成されたフィルム基板８を円筒状の多孔質基体１にローラ１６を用いて押し当てながら、フィルム基板８の搬送を行うことで、半乾燥状態の薄膜層６をフィルム基板８上から円筒状の多孔質基体１上へ転移させた。はじめに台形パターンの長い方の底辺側から多孔質基体１に押し当てることで、台形パターンである半乾燥状態の薄膜層６と円筒状の多孔質基体１との転移前の模式的な位置関係を図１７に示すようにし、薄膜層６の幅（円筒状の多孔質基体１の中心軸方向の長さ）が徐々に小さくなるようにし、円筒状の多孔質基体１の径方向に積層される半乾燥状態の薄膜層６の端部がずれるようにした。そして、２００℃のオーブンで加熱することで薄膜層６に含まれる溶媒を揮発させた。なお、乾燥状態における薄膜層６の積層体の厚みが１２０μｍになるように印刷条件を調整した。印刷パターンを図１７に示すような等脚台形パターンにした場合、薄膜層６の積層体の両端部のテーパー形状を同一にすることができる。また、印刷パターンを二つの脚の長さが互いに異なる台形パターンにした場合、薄膜層６の積層体の両端部のテーパー形状を互いに異ならせることができる。また、印刷パターンを台形パターンではなく、平行四辺形パターンにした場合、薄膜層６の積層体の両端部のテーパー形状をほぼ同一にしつつ薄膜層６の端部の重なり方を薄膜層６の積層体の両端部で互いに異ならせることができる。
【０１００】
薄膜層６の積層体を形成した後、イットリア安定化ジルコニアを用いて作製した電解質用のスラリーを用いて、焼成後の厚みが１０μｍとなるように電解質を形成し、１３００℃で焼成して、燃料極層２及び電解質層３を得た。
【０１０１】
作製した燃料極層２及び電解質層３を観察したところ、燃料極層２のエッジ部は電解質層３に覆われており、電解質層３の欠陥は観察されなかった。
【０１０２】
＜第６実施例＞
第６実施例では、円筒状の多孔質基体１を用い、被剥離体８としてゴムローラ（本実施例においてゴムローラ８と称す）を用い、ゴムローラ８への印刷としてグラビア印刷を用いた。
【０１０３】
まず、第３〜５実施例と同一の円筒状の多孔質基体１を作製した。
【０１０４】
次に、第２〜５実施例と同一（粘度も含め同一）の燃料極用の印刷ペーストを作製した。このペーストを用いてゴムローラ８へグラビア印刷を行った。グラビア版は溝の深さが４０μｍの金属ローラ１７を用いた。印刷パターンは、上底が１０ｍｍ、下底が９ｍｍ、高さが１００ｍｍの台形パターンを用いた。
【０１０５】
図１９に示すように、凹版部を有する金属ローラ１７にペーストを供給し、ブレード１８でかきとることで、凹版部の溝の内部にペーストを充填した。次に、ゴムローラ８を金属ローラ１７に密着させ、ゴムローラ８上に半乾燥状態の薄膜層６を転移させた。本実施例では、第２〜５実施例と同じく、ペーストに異なる溶媒を用いており、沸点の低い酢酸エチルがすぐに蒸発するために、ペーストの印刷後すぐにペーストが半乾燥状態になる。
【０１０６】
次に、ゴムローラ８を円筒状の多孔質基体１に押し当てながら、ゴムローラ８と円筒状の多孔質基体１とを互いに逆方向に回転させて、半乾燥状態の薄膜層６をゴムローラ８から多孔質基体１へ転移させた。はじめに台形パターンの上底側から多孔質基体１に押し当てることで、台形パターンである半乾燥状態の薄膜層６と円筒状の多孔質基体１との転移前の模式的な位置関係を図１７に示すようにし、薄膜層６の幅（円筒状の多孔質基体１の中心軸方向の長さ）が徐々に小さくなるようにし、円筒状の多孔質基体１の径方向に積層される半乾燥状態の薄膜層６の端部がずれるようにした。そして、２００℃のオーブンで加熱することで薄膜層６に含まれる溶媒を揮発させた。なお、乾燥状態における薄膜層６の積層体の厚みが１２０μｍになるように印刷条件を調整した。
【０１０７】
薄膜層６の積層体を形成した後、イットリア安定化ジルコニアを用いて作製した電解質用のスラリーを用いて、焼成後の厚みが１０μｍとなるように電解質を形成し、１３００℃で焼成して、燃料極層２及び電解質層３を得た。
【０１０８】
作製した燃料極層２及び電解質層３を観察したところ、燃料極層２のエッジ部は電解質層３に覆われており、電解質層３の欠陥は観察されなかった。
【０１０９】
＜第７実施例＞
第７実施例では、円筒状の多孔質基体１を用い、被剥離体８としてゴムローラ（本実施例ではゴムローラ８と称す）を用い、ゴムローラ８への印刷としてグラビア印刷を用いた。
【０１１０】
まず、第３〜６実施例と同一の円筒状の多孔質基体１を作製した。
【０１１１】
次に、第２〜６実施例と同一（粘度も含め同一）の燃料極用の印刷ペーストを作製した。このペーストを用いてゴムローラ８へグラビア印刷を行った。グラビア版は溝の深さが深さ４０μｍの溝パターンを有する凹版１３を用いた。印刷パターンは、１０ｍｍ×１００ｍｍの長方形パターンを用いた。
【０１１２】
図２０に示すように、凹版１３にペーストを供給し、ドクターブレードでかきとることで、凹版１３の溝の内部にペーストを充填した。次に、凹版１３にゴムローラ８を押し当てながらゴムローラ８を回転させ、凹版１３の中に充填したペーストをゴムローラ８上に転移させた。本実施例では、第２〜６実施例と同じく、ペーストに異なる溶媒を用いており、沸点の低い酢酸エチルがすぐに蒸発するために、ペーストの印刷後すぐにペーストが半乾燥状態になる。
【０１１３】
次に、ゴムローラ８を円筒状の多孔質基体１に押し当てゴムローラ８を回転させ、半乾燥状態の薄膜層６を平板状の多孔質基体１上に転移させた。円筒状の多孔質基体１の中心軸とゴムローラ８の回転軸とを平行にせず、少し角度を付けることで、１０ｍｍ×１００ｍｍの長方形パターンである半乾燥状態の薄膜層６と円筒状の多孔質基体１との転移前の模式的な位置関係を図１５に示すようにし、円筒状の多孔質基体１の径方向に積層される半乾燥状態の薄膜層６の端部がずれるようにした。そして、２００℃のオーブンで加熱することで薄膜層６に含まれる溶媒を揮発させた。なお、乾燥状態における薄膜層６の積層体の厚みが１２０μｍになるように印刷条件を調整した。
【０１１４】
薄膜層６の積層体を形成した後、イットリア安定化ジルコニアを用いて作製した電解質用のスラリーを用いて、焼成後の厚みが１０μｍとなるように電解質を形成し、１３００℃で焼成して、燃料極層２及び電解質層３を得た。
【０１１５】
作製した燃料極層２及び電解質層３を観察したところ、燃料極層２のエッジ部は電解質層３に覆われており、電解質層４の欠陥は観察されなかった。
【０１１６】
なお、上述した第１〜７実施形態では、第１層である燃料極層２を電解質層３で覆ったが、第１層を覆う層の他の例としては、例えば、電極層（図１（ａ）に示す電極層４Ｂのような燃料電池セル同士の接続用の金属層や、図１（ａ）に示す電極層４Ａ及び４Ｃのような外部への端子取り出し用の金属層）、ガスを遮断することができる緻密な層であるガス遮断層（ガラス層など）を挙げることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  多孔質基体
２Ａ、２Ｂ  燃料極層
３Ａ、３Ｂ  電解質層
４Ａ〜４Ｃ  電極層
５Ａ、５Ｂ  酸化剤極層
６  薄膜層
７  ペースト吐出口
８  被剥離体
９  巻き出し用ローラ
１０  巻き取り用ローラ
１１  らせん巻回の開始部分
１２  らせん巻回の終了部分
１３  凹版
１４  スクリーン版
１５  スキージ
１６  ローラ
１７  金属ローラ
１００  燃料発生部材
１０１  遮蔽部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図５】
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【図８】
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【図１６】
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【図１８】
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