【事件の表示】
　特許第５９８１０６６号発明「燃料電池」の特許異議申立事件について、次のとおり決定する。
【結　論】
　特許第５９８１０６６号の明細書を訂正請求書に添付された訂正明細書のとおり訂正することを認める。
　特許第５９８１０６６号の請求項１−３に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　特許第５９８１０６６号の請求項１−３に係る特許についての出願は、平成２８年６月１３日（国内優先権主張　平成２７年７月１日）の出願であって、平成２８年８月５日にその特許権の設定登録がされ、その後、その特許について、特許異議申立人　亀崎伸宏（以下、「申立人」という。）により特許異議の申立てがされ、平成２９年５月３１日付けで取消理由が通知され、その指定期間内である平成２９年８月４日に意見書の提出及び訂正の請求（以下、「本件訂正請求」という。）があり、その訂正の請求に対して申立人から平成２９年９月１２日受付の意見書が差出されたものである。
第２　訂正の適否についての判断
１　訂正の内容
　本件訂正請求による訂正（以下、「本件訂正」という。）の内容は、明細書の段落【００３１】の記載を、次のように訂正前から訂正後へと訂正するものである。
［訂正前］
「【００３１】
　表面領域５１は、主相と第二相のほか、一般式ＡＢＯ３で表され、主相とは異なるペロブスカイト型酸化物、及び主相の構成元素の酸化物などによって構成される第三相を含んでいてもよい。主相の構成元素の酸化物としては、例えば、ＳｒＯ、（Ｃｏ，Ｆｅ）３Ｏ４、及びＣｏ３Ｏ４などが挙げられる。（Ｃｏ，Ｆｅ）３Ｏ４には、Ｃｏ２ＦｅＯ４、Ｃｏ１．５Ｆｅ１．５Ｏ４、及びＣｏＦｅ２Ｏ４などが含まれる。」
［訂正後］
「【００３１】
　表面領域５１は、主相と第二相のほか、一般式ＡＢＯ３で表され、主相とは異なるペロブスカイト型酸化物、及び主相の構成元素の酸化物などによって構成される第三相を含んでいてもよい。主相の構成元素の酸化物としては、例えば、
（Ｃｏ，Ｆｅ）
３
Ｏ
４
、及びＣｏ
３
Ｏ
４
２　訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
　本件訂正は、訂正前の明細書の段落【００３１】の記載が、第三相にＳｒＯが含まれ、第二相がＳｒＯであるとの記載と整合していなかったものを、第三相に含まれるＳｒＯを削除して整合を図ったものであるから、明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。
　また、本件訂正は、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
３　小括
　以上のとおりであるから、本件訂正は特許法第１２０条の５第２項第３号に掲げる事項を目的とするものであり、かつ、同条第９項において準用する同法第１２６条第５項、第６項の規定に適合するので、訂正後の明細書について訂正を認める。
第３　特許異議の申立てについて
１　本件発明
　本件特許の請求項１−３に係る発明（以下、それぞれ「本件発明１」−「本件発明３」という。また、これらをまとめて「本件発明」という。）は、その特許請求の範囲の請求項１−３に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「【請求項１】
　燃料極と、
　一般式ＡＢＯ３で表され、ＡサイトにＬａ及びＳｒの少なくとも一方を含むペロブスカイト型酸化物を主成分として含む空気極と、
　前記燃料極および前記空気極の間に配置される固体電解質層と、
を備え、
　前記空気極は、前記固体電解質層と反対側の表面から５μｍ以内の表面領域を有し、
　前記表面領域は、前記ペロブスカイト型酸化物によって構成される主相と、酸化ストロンチウムによって構成される第二相とを含み、
　前記表面領域の断面における前記第二相の面積占有率は、０．０５％以上３％以下である、
燃料電池。
【請求項２】
　前記表面領域の断面における前記第二相の平均円相当径は、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、
請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
　前記空気極の前記表面領域上に配置される集電層を備える、
請求項１又は２に記載の燃料電池。」
２　特許異議申立理由の概要
（１）本件発明１−３は、発明の詳細な説明に記載したものではなく、請求項１−３に係る特許は、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものであるから、取り消すべきものである。
（２）本件発明１−３は明確ではなく、請求項１−３に係る特許は、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものであるから、取り消すべきものである。
（３）本件発明１−３は、その出願前日本国内または外国において頒布された刊行物である甲第６号証に記載された発明および甲第４、７号証に記載された技術事項に基いて、その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであるから、請求項１−３に係る特許は取り消すべきものである。
（４）本件発明１は、その出願前日本国内または外国において公然知られた発明または公然実施された発明、および、甲第７−９号証に記載された技術事項に基いて、その出願前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであるから、請求項１に係る特許は取り消すべきものである。
（５）本件発明１は、その出願前日本国内または外国において頒布された刊行物である甲第１０号証に記載された発明であり、特許法第２９条第１項第３号に該当し、特許を受けることができないものであるから、請求項１に係る特許は取り消すべきものである。
（６）本件発明１、２は、その出願前日本国内または外国において頒布された刊行物である下記の甲第５号証に記載された発明であり、特許法第２９条第１項第３号に該当し、特許を受けることができないものであるから、請求項１、２に係る特許は取り消すべきものである。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　記
甲第１号証：特開２０１２−７４３０７号公報
甲第２号証：特開２０１０−８０１５１号公報
甲第３号証：特開２０１４−１２９１８６号公報
甲第４号証：特許第５９８１０６５号公報
甲第５号証：特開２０１５−８８４４２号公報
甲第６号証：特開２０１４−８９８１６号公報
甲第７号証：特開２０１３−１９１５７０号公報
甲第８号証：ドンジョ・オー(Dongio Oh)、外２名、J.Mater.Res、マテリアル・リサーチ・ソサイヤティ2012(Materials Research Society 2012)、２０１２年８月１４日、Volume27、No.15、p.1992-1999
甲第９号証：チェン・ヨンホン(Chen Yonghong)、外５名、JOURNAL OF RARE EARTHS、（中国）、２００５年８月、Volume23、No.4、p.437-441
甲第１０号証：特開２０１２−１６４５００号公報
甲第１１号証：特開２０１５−３８８５６号公報
３　平成２９年５月３１日付け取消理由通知の要旨
（１）本件発明１−３は、第二相の面積占有率について、空気極の表面領域の断面においてのみ特定されているから、空気極の表面領域の断面における第二相の面積占有率は０．０５％以上３％以下であるが、空気極の内部領域における第二相の面積占有率は３％を大きく越えるような態様をも含むものである。
　そのような態様が本件発明１−３の“空気極の劣化による燃料電池の出力低下”という課題を解決できるかどうかは不明であるから、そのような態様を含む本件発明１−３は発明の詳細な説明に記載したものではない。
　したがって、請求項１−３に係る特許は、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものであり、取り消すべきものである。
（２）本件発明１−３は、「表面領域は、前記ペロブスカイト型酸化物によって構成される主相と、酸化ストロンチウムによって構成される第二相とを含」むものである。
　この点に関し、発明の詳細な説明の段落【００３１】には、「表面領域５１は、主相と第二相のほか、一般式ＡＢＯ３で表され、主相とは異なるペロブスカイト型酸化物、及び主相の構成元素の酸化物などによって構成される第三相を含んでいてもよい。主相の構成元素の酸化物としては、例えば、ＳｒＯ、（Ｃｏ，Ｆｅ）３Ｏ４、及びＣｏ３Ｏ４などが挙げられる。」と記載されている。
　この記載において、表面領域が、主相および第二相のほか、ＳｒＯ（酸化ストロンチウム）によって構成される第三相を含む場合があるが、本件発明１−３における「酸化ストロンチウムによって構成される第二相」は、この場合における第三相を含むのか否か不明であり、本件発明１−３における「酸化ストロンチウムによって構成される第二相」は明確でなく、本件発明１−３は明確でない。
　したがって、請求項１−３に係る特許は、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものであり、取り消すべきものである。
４　判断
（１）取消理由通知に記載した上記取消理由３（１）について
　本件訂正後の明細書（以下、「本件明細書」という。）の【０００２】−【０００５】の記載によれば、一般式ＡＢＯ３で表され、ＡサイトにＬａ及びＳｒの少なくとも一方を含むペロブスカイト型酸化物を材料として用いた空気極と、燃料極と前記空気極の間に配置される固体電解質層とを備えた、背景技術としての燃料電池は、空気極の劣化により燃料電池の出力が低下するという課題があるところ、本件発明は、この空気極の劣化は内部に存在する酸化ストロンチウムの割合に関係することを新たに見出してなされたものである。上記背景技術として【０００３】に例示された特開２００６−３２１３２号公報には、酸化ストロンチウムについて記載ないし示唆はされていない。
　また、本件明細書の【００６７】、【００６８】、【００８０】の【表１】の記載によれば、本件発明の実施例（表１のサンプル３〜１１）は、空気極の内部領域５２では酸化ストロンチウムによって構成される第二相は存在せず、表面領域５１においてのみ、酸化ストロンチウムによって構成される第二相を含み、その面積占有率は、０．０５％以上３％以下のものである。そして、本件明細書の【００８１】の記載によれば、上記実施例は、表面領域における第二相の面積占有率を３％以下とすることによって表面領域内部の不活性部を低減して空気極の劣化を抑制できたもの、すなわち、本件発明の課題を解決できたものである。
　以上のことから、本件発明は、背景技術では空気極の表面領域には酸化ストロンチウムが存在しなかったものを、空気極の表面領域に酸化ストロンチウムを第二相として所定の割合で存在させることにより、課題を解決したものであると解される。
　しかるところ、本件明細書の記載からは、「空気極の表面領域の断面における第二相の面積占有率は０．０５％以上３％以下であり、空気極の内部領域には第二相は存在しない態様」については、本件発明の課題が解決できるといえるが、取消理由で指摘した、「空気極の表面領域の断面における第二相の面積占有率は０．０５％以上３％以下であるが、空気極の内部領域における第二相の面積占有率は３％を大きく越えるような態様」についても、本件発明の課題が解決できるものであるとまでは直ちにいうことはできないが、逆に、後者の態様について、課題が解決できないというべき理由やこれを認めるに足る証拠もなく、本件発明は課題が解決できない態様を含むものであるとまで断定することはできない。
　したがって、本件発明１−３は発明の詳細な説明に記載したものではないとすることはできない。
　よって、“請求項１−３に係る特許は、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものであり、取り消すべきものである”ということはできない。
（２）取消理由通知に記載した上記取消理由３（２）について
　本件訂正により、発明の詳細な説明の段落【００３１】において、第三相を構成する酸化物の例示としてＳｒＯが削除された。
　したがって、発明の詳細な説明で、表面領域が、主相および第二相のほか、ＳｒＯ（酸化ストロンチウム）によって構成される第三相を含む場合はなくなり、本件発明１−３における「酸化ストロンチウムによって構成される第二相」は明確でないとはいえなくなった。
　よって、“請求項１−３に係る特許は、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである”ということはできない。
（３）取消理由通知において採用しなかった特許異議申立理由（特許法第３６条第６項１号）について
ア　第二相の面積占有率について（特許異議申立書第１１頁下から１行目−第１４頁第２３行目）
　申立人は、空気極の劣化の抑制という課題を解決するためには、第二相と主相との反応を抑制する必要があるから、第二相の面積占有率のみでなく主相の面積占有率と気相の面積占有率も考慮する必要があり、請求項１−３のように「第二相の面積占有率」を「３％以下」と特定するのみでは空気極の劣化を抑制できない態様を含んでいるから、本件発明１−３の範囲まで発明の詳細な説明において開示されている内容を拡張ないし一般化できるとはいえないと主張している。
　しかしながら、第二相に比べてその反応相手である主相の量は十分大きく、反応するのは主に両者が接している部分のみであるから、全体の３％程度である第二相にとっては、主相や気相の面積占有率が該反応が抑制されるか否かに及ぼす影響は限定的であり、本件発明１−３が空気極の劣化を抑制できない態様を含んでいるとは必ずしもいえない。
　よって、申立人の上記主張は当を得ないものであり、“請求項１−３に係る特許は、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである”ということはできない。
イ　空気極の第二相（ＳｒＯ）以外の成分について（特許異議申立書第１７頁下から３行目−第１８頁第６行目、第３８頁第７行目−第３９頁第１３行目）
　申立人は、本件発明１−３は、甲第５号証の「空気極の表面領域の断面におけるＳｒＳＯ４の面積占有率が１０．２％以下」（甲第５号証の【請求項１】）という条件を満たさず、本件の課題である空気極の劣化を抑制できない態様を含んでいるから、本件発明１−３の範囲まで発明の詳細な説明において開示されている内容を拡張ないし一般化できるとはいえないと主張している。
　しかしながら、甲第５号証の上記条件は、甲第５号証の【０００４】、【０００５】の記載によれば、燃料電池の初期出力の低下の原因の１つが空気極内部に発生する不活性領域によるものであり、この不活性領域は空気極内部に導入される硫酸ストロンチウム（ＳｒＳＯ４）の割合に関係することを新たに見出したとの知見に基づくものであるが、本件発明１−３は、そもそも、ＳｒＳＯ４を用いることについては全く想定していないものであり、ＳｒＳＯ４の面積占有率は本件発明１−３に無関係な事項であるから、本件発明１−３が、本件の課題である空気極の劣化を抑制できない態様を含んでいるとはいえない。
　よって、申立人の上記主張は当を得ないものであり、“請求項１−３に係る特許は、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである”ということはできない。
（４）取消理由通知において採用しなかった特許異議申立理由（特許法第２９条第２項）について
ア　甲第６号証を主たる証拠とした進歩性（特許異議申立書第１９頁下から７行目−第２４頁第４行目）
　申立人は、燃料電池の空気極を構成する材料としてＬａＳｒＣｏＦｅ酸化物（ランタンクロマイトの一例）を使用する場合、焼結助剤としてＳｒＯを用いることは従来周知の事項である（甲第７号証を参照）から、甲第６号証に記載された、空気極を構成する材料としてＬａＳｒＣｏＦｅ酸化物を用いた燃料電池の発明は、空気極の表面領域がＳｒＯを含むことは明らかであり、甲第６号証に記載された発明において、空気極の表面領域の断面におけるＳｒＯ（本件発明でいう「第二相」）の面積占有率を０．０５％以上３％以下とすることは、当業者の通常の創作能力の発揮に過ぎず、本件発明１は、甲第６号証に記載された発明および甲第４、７号証に記載された技術事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである旨主張している。
　しかしながら、仮に、焼結助剤としてＳｒＯを用いることが周知の事項であり、甲第６号証に記載された発明において、空気極にＳｒＯを用いることが想定し得ることであるとしても、ＳｒＯを用いる量をどの程度にすればよいのか不明であり、特に、面積占有率について全く示唆されていない甲第６号証において、ＳｒＯの面積占有率を０．０５％以上３％以下とする動機は他の証拠をみても全くなく、当業者が容易に想到し得ることとはいえない。
　したがって、“本件発明１は、甲第６号証に記載された発明および甲第４、７号証に記載された技術事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである”ということはできない。
　本件発明２、３は、本件発明１をさらに限定したものであるから、同じ理由により、“本件発明２、３は、甲第６号証に記載された発明および甲第４、７号証に記載された技術事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである”ということはできない。
イ　本件明細書等による自認発明に基づく進歩性（特許異議申立書第２４頁第５行目−第２６頁第１４行目）
　申立人は、本件明細書等には、ＳｒＯを含む表面領域を有する空気極を備える燃料電池が、本件出願前に公然知られていた発明、もしくは、公然実施されていた発明に該当することを自認する記載があり、本件発明１は、上記本件出願前に公然知られていた発明、もしくは、公然実施されていた発明（以下、「自認発明」という。）、および、甲第７、８、９号証に記載された技術事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである旨主張している。
　しかしながら、本件出願の願書に添付された本件明細書等に記載された事項によっては、本件出願前に公然知られた発明、もしくは、公然実施された発明を認定することはできないから、そのような認定を行う申立人の上記主張は当を得ないものである。
　したがって、“本件発明１は、その出願前日本国内または外国において公然知られた発明または公然実施された発明、および、甲第７、８、９号証に記載された技術事項に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである”ということはできない。
（５）取消理由通知において採用しなかった特許異議申立理由（特許法第２９条第１項第３号）について
ア　甲第１０号証を主たる証拠とした新規性（特許異議申立書第２６頁第１５行目−第３０頁下から７行目）
　申立人は、甲第８号証も参酌すると、本件発明１は、甲第１０号証に記載された発明である旨主張している。
　甲第１０号証には、酸素極に、Ｌａ０．７５Ｓｒ０．２５ＭｎＯ３で表されるＳｒを固溶させたランタンマンガナイトを用いた固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）（【００２９】）が記載されており、このＳＯＦＣを、発電温度９００℃、運転時間５０時間で発電試験を行ったこと（【００６０】）が記載されている。
　また、甲第８号証には、固体酸化物型燃料電池の空気極に用いるＬａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ３（ＬＳＦＣ）を、８００℃または９００℃で５０時間熱処理をすると、ＬＳＦＣの表面にＳｒ−Ｏをベースとした沈殿物が形成され、ＬＳＦＣの表面における触媒活性の相当な劣化を引き起こすこと（第１９９３頁左欄下から３行目−第８行目、第１９９８頁左欄下から５行目−下から１行目）が記載されている。
　甲第８号証の技術事項を参酌すると、甲第１０号証に記載された固体酸化物型燃料電池の酸素極は、熱処理によって、表面にＳｒ−Ｏをベースとした沈殿物が形成され、ＬＳＦＣの表面における触媒活性の相当な劣化を引き起こしていると推測されるかも知れない。
　しかしながら、甲第８号証における、ＬＳＦＣの表面にＳｒ−Ｏをベースとした沈殿物が形成され、ＬＳＦＣの表面における触媒活性の相当な劣化を引き起こしたものは、「Ｓｒ−Ｏは、絶縁物であり、Ｓｒの凝集は遷移金属の欠乏を引き起こす」との記載から、Ｓｒ−Ｏが形成されることにより、ＬＳＣＦ（本発明でいう「主相」）は、すでに劣化してしまっており、主相の構成が異なるものとなっていると考えられ、甲第１０号証に記載されたものについても同様に酸素極はすでに劣化してしまっていると考えられる。
　したがって、甲第１０号証に記載された、熱処理後の固体酸化物型燃料電池が、空気極の劣化を抑制できたとする本件発明１と同じものであるとはいえない。
　よって、“本件発明１は、甲第１０号証に記載された発明である”ということはできない。
イ　甲第５号証を主たる証拠とした新規性（特許異議申立書第３０頁下から６行目−第３８頁第６行目）
　申立人は、本件発明１、２は、甲第５号証に記載された発明である旨主張している。
　甲第５号証には、「燃料極と、
　一般式ＡＢＯ３で表され、Ａサイトに少なくともＳｒを含むペロブスカイト型酸化物を主成分とする主相と硫酸ストロンチウムを主成分とする第二相と、含む空気極と、
　前記燃料極および前記空気極の間に配置される固体電解質層と、
を備え、
　前記空気極の断面における前記第二相の面積占有率は、１０．２％以下である、
燃料電池セル」（【請求項１】）が記載されている。
　そして、試験評価を行うことにより、甲第５号証のものは、空気極の劣化率として、本件発明と同じ１．５パーセント以下との評価結果が得られること（【００６５】−【００６９】）が記載されている。
　しかしながら、甲第５号証のものは、空気極の第二相が硫酸ストロンチウムを主成分とするものであって、その面積占有率を１０．２％以下とすることにより課題を解決しているものであり、本件発明のような酸化ストロンチウムの面積占有率の値については全く示唆がないから、結果として劣化率が同一であるからといって、甲第５号証のものが空気極に酸化ストロンチウムを含んでいるとは断定できないし、ましてや、その面積占有率の範囲を導くことはできない。
　よって、“本件発明１は、甲第５号証に記載された発明である”ということはできない。
　本件発明２は、本件発明１をさらに限定したものであるから、同じ理由により、“本件発明２は、甲第５号証に記載された発明である”ということはできない。
第４　むすび
　以上のとおりであるから、本件訂正請求は適法なものである。
　また、取消理由通知に記載した取消理由及び特許異議申立書に記載した特許異議申立理由によっては、本件請求項１−３に係る特許を取り消すことはできない。
　さらに、他に、本件請求項１−３に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成２９年１０月６日（２０１７．１０．６）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
燃料電池
　【技術分野】
　【０００１】
　本発明は、燃料電池に関する。
　【背景技術】
　【０００２】
　従来、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極の間に配置される固体電解質層とを備える燃料電池が知られている。空気極の材料としては、一般式ＡＢＯ３で表され、ＡサイトにＬａ及びＳｒの少なくとも一方を含むペロブスカイト型酸化物が好適である（例えば、特許文献１参照）。
　【先行技術文献】
　【特許文献】
　【０００３】
　【特許文献１】特開２００６−３２１３２号公報
　【発明の概要】
　【発明が解決しようとする課題】
　【０００４】
　しかしながら、発電を繰り返すうちに燃料電池の出力が低下する場合がある。本発明者らは、出力の低下の原因の１つが空気極の劣化によるものであり、この空気極の劣化は内部に存在する酸化ストロンチウムの割合に関係することを新たに見出した。
　【０００５】
　本発明は、このような新たな知見に基づくものであって、出力低下を抑制可能な燃料電池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】
　【０００６】
　本発明に係る燃料電池は、燃料極と、空気極と、燃料極および空気極の間に配置される固体電解質層とを備える。空気極は、一般式ＡＢＯ３で表され、ＡサイトにＬａ及びＳｒの少なくとも一方を含むペロブスカイト型酸化物によって構成される主相と、酸化ストロンチウムによって構成される第二相とを含む。空気極の断面における第二相の面積占有率は、０．０５％以上３％以下である。
　【発明の効果】
　【０００７】
　本発明によれば、出力低下を抑制可能な燃料電池を提供することができる。
　【図面の簡単な説明】
　【０００８】
　【図１】燃料電池の構成を示す断面図
　【図２】表面領域断面の反射電子像
　【図３】図２の画像解析結果を示す図
　【発明を実施するための形態】
　【０００９】
　次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。
　【００１０】
　（燃料電池１０の構成）
　燃料電池１０の構成について、図面を参照しながら説明する。燃料電池１０は、いわゆる固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ　Ｏｘｉｄｅ　Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ）である。燃料電池１０は、縦縞型、横縞型、燃料極支持型、電解質平板型、或いは円筒型などの形態を取りうる。
　【００１１】
　図１は、燃料電池１０の構成を示す断面図である。燃料電池１０は、燃料極２０、固体電解質層３０、バリア層４０、空気極５０及び集電層６０を備える。
　【００１２】
　燃料極２０は、燃料電池１０のアノードとして機能する。燃料極２０は、図１に示すように、燃料極集電層２１と燃料極活性層２２を有する。
　【００１３】
　燃料極集電層２１は、ガス透過性に優れる多孔質体である。燃料極集電層２１を構成する材料としては、従来ＳＯＦＣの燃料極集電層に用いられてきた材料を用いることができ、例えばＮｉＯ（酸化ニッケル）−８ＹＳＺ（８ｍｏｌ％のイットリアで安定化されたジルコニア）やＮｉＯ‐Ｙ２Ｏ３（イットリア）が挙げられる。燃料極集電層２１がＮｉＯを含んでいる場合、燃料電池１０の作動中においてＮｉＯの少なくとも一部はＮｉに還元されていてもよい。燃料極集電層２１の厚みは、例えば０．１ｍｍ〜５．０ｍｍとすることができる。
　【００１４】
　燃料極活性層２２は、燃料極集電層２１上に配置される。燃料極活性層２２は、燃料極集電層２１より緻密な多孔質体である。燃料極活性層２２を構成する材料としては、従来ＳＯＦＣの燃料極活性層に用いられてきた材料を用いることができ、例えばＮｉＯ‐８ＹＳＺが挙げられる。燃料極活性層２２がＮｉＯを含んでいる場合、燃料電池１０の作動中においてＮｉＯの少なくとも一部はＮｉに還元されていてもよい。燃料極活性層２２の厚みは、例えば５．０μｍ〜３０μｍとすることができる。
　【００１５】
　固体電解質層３０は、燃料極２０と空気極５０の間に配置される。本実施形態において、固体電解質層３０は、燃料極２０とバリア層４０に挟まれている。固体電解質層３０は、空気極５０で生成される酸素イオンを透過させる機能を有する。固体電解質層３０は、燃料極２０や空気極５０よりも緻密質である。
　【００１６】
　固体電解質層３０は、ＺｒＯ２（ジルコニア）を主成分として含んでいてもよい。固体電解質層３０は、ジルコニアの他に、Ｙ２Ｏ３（イットリア）及び／又はＳｃ２Ｏ３（酸化スカンジウム）等の添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤は、安定化剤として機能する。固体電解質層３０において、安定化剤のジルコニアに対するｍｏｌ組成比（安定化剤：ジルコニア）は、３：９７〜２０：８０程度とすることができる。従って、固体電解質層３０の材料としては、例えば、３ＹＳＺ、８ＹＳＺ、１０ＹＳＺ、或いはＳｃＳＺ（スカンジアで安定化されたジルコニア）などが挙げられる。固体電解質層３０の厚みは、例えば３μｍ〜３０μｍとすることができる。
　【００１７】
　本実施形態において、組成物Ｘが物質Ｙを「主成分として含む」とは、組成物Ｘ全体のうち、物質Ｙが７０重量％以上を占め、より好ましくは９０重量％以上を占めることを意味する。
　【００１８】
　バリア層４０は、固体電解質層３０と空気極５０の間に配置される。バリア層４０は、固体電解質層３０と空気極５０の間に高抵抗層が形成されることを抑制する。バリア層４０は、燃料極２０や空気極５０よりも緻密質である。バリア層４０は、ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）やＳＤＣ（サマリウムドープセリア）などのセリア系材料を主成分とすることができる。バリア層４０の厚みは、例えば３μｍ〜２０μｍとすることができる。
　【００１９】
　空気極５０は、バリア層４０上に配置される。空気極５０は、燃料電池１０のカソードとして機能する。空気極５０は、多孔質体である。空気極５０は、一般式ＡＢＯ３で表され、ＡサイトにＬａ及びＳｒの少なくとも一方を含むペロブスカイト型酸化物を主成分として含む。このようなペロブスカイト型酸化物としては、（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）、（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ３（ランタンストロンチウムフェライト）、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）、Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンニッケルフェライト）、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ３（ランタンストロンチウムマンガネート）などが挙げられるが、これに限られるものではない。
　【００２０】
　空気極５０における上記ペロブスカイト型酸化物の含有率は、７０重量％以上である。空気極５０における上記ペロブスカイト型酸化物の含有率は、９０重量％以上であることが好ましい。
　【００２１】
　空気極５０は、第１表面５０Ｓ（「表面」の一例）と第２表面５０Ｔとを有する。第１表面５０Ｓは、固体電解質層３０と反対側の表面である。本実施形態では、燃料電池１０が集電層６０を備えているため、空気極５０は第１表面５０Ｓにおいて集電層６０と接触する。すなわち、本実施形態において、第１表面５０Ｓは、空気極５０と集電層６０との界面である。第２表面５０Ｔは、固体電解質層３０側の表面である。本実施形態では、燃料電池１０がバリア層４０を備えているため、空気極５０は第２表面５０Ｔにおいてバリア層４０と接触する。すなわち、本実施形態において、第２表面５０Ｔは空気極５０とバリア層４０との界面である。
　【００２２】
　集電層６０は、空気極５０（表面領域５１）上に配置される。集電層６０の厚みは特に制限されないが、３０μｍ〜５００μｍとすることができる。集電層６０は、次の組成式（１）で表されるペロブスカイト型複合酸化物によって構成することができるが、これに限られるものではない。集電層６０の材料は、空気極５０の材料よりも電気抵抗の小さいことが好ましい。
　【００２３】
　Ｌａｍ（Ｎｉ１−ｘ−ｙＦｅｘＣｕｙ）ｎＯ３−δ・・・（１）
　組成式（１）のＡサイトにはＬａ以外の物質が含まれていてもよく、ＢサイトにはＮｉ、Ｆｅ及びＣｕ以外の物質が含まれていてもよい。組成式（１）において、ｍ及びｎは０．９５以上１．０５以下であり、ｘ（Ｆｅ）は０．０３以上０．３以下であり、ｙ（Ｃｕ）は０．０５以上０．５以下であり、δは０以上０．８以下である。
　【００２４】
　（空気極５０の構成）
　空気極５０は、表面領域５１と内部領域５２とを有する。表面領域５１は、内部領域５２上に配置される。表面領域５１は、第１表面５０Ｓから５μｍ以内の領域である。本実施形態では、燃料電池１０が集電層６０を備えているため、表面領域５１は、空気極５０のうち集電層６０から５μｍ以内の領域である。内部領域５２は、空気極５０のうち表面領域５１を除いた領域である。本実施形態では、燃料電池１０がバリア層４０を備えているため、内部領域５２は、表面領域５１とバリア層４０の間に挟まれている。厚み方向における内部領域５２の厚みは、５μｍ〜３００μｍとすることができる。
　【００２５】
　第１表面５０Ｓは、空気極５０と集電層６０の厚み方向に平行な断面において成分濃度をマッピングした場合に所定成分の濃度分布が急激に変化するラインに規定することができる。具体的には、実質的に空気極５０又は集電層６０の一方にのみ含まれる元素の濃度が、その一方の内部における最大濃度の１０％となるラインを第１表面５０Ｓとする。第２表面５０Ｔは、バリア層４０と空気極５０の厚み方向に平行な断面において成分濃度をマッピングした場合に所定成分の濃度分布が急激に変化するラインに規定することができる。具体的には、実質的にバリア層４０又は空気極５０の一方にのみ含まれる元素の濃度が、その一方の内部における最大濃度の１０％となるラインを第２表面５０Ｔとする。
　【００２６】
　表面領域５１は、上述した一般式ＡＢＯ３で表され、Ａサイトに少なくともＳｒを含むペロブスカイト型酸化物を主成分として含有する。表面領域５１の断面において、当該ペロブスカイト型酸化物によって構成される主相の面積占有率は、９７％以上９９．５％以下とすることができる。
　【００２７】
　表面領域５１は、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）を副成分として含有する。表面領域５１の断面において、ＳｒＯによって構成される第二相の面積占有率は、０．０５％以上３％以下である。第二相の面積占有率を３％以下とすることによって、表面領域５１内部の不活性部が低減されるため、第二相と主相の反応によって通電時に空気極の劣化が進行することを抑制できる。また、第二相の面積占有率を０．０５％以上とすることによって、表面領域５１の焼結性を改善して多孔質構造の骨格を強化することができるため、通電時に表面領域５１の微構造が変化することを抑制できる。その結果、空気極５０の耐久性を向上させることができる。
　【００２８】
　本実施形態において「断面における物質Ｚの面積占有率」とは、気孔と固相を含む総面積に対するに対する物質Ｚの合計面積の割合をいう。面積占有率の算出方法については後述する。
　【００２９】
　表面領域５１の断面における第二相の平均円相当径は、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。これによって、空気極５０の劣化率をより低減させることができる。円相当径とは、後述するＦＥ−ＳＥＭ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　−　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：電界放射型走査型電子顕微鏡）画像を解析した解析画像上において第二相と同じ面積を有する円の直径である。平均円相当径とは、２０個以上の第二相の円相当径を算術平均した値である。円相当径の測定対象である２０個以上の第二相は、５箇所以上のＦＥ−ＳＥＭ画像から任意に選択することが好ましい。
　【００３０】
　第二相には、主相の構成元素（例えば、ＬａやＣｏなど）が固溶していてもよい。また、第二相には、ＳｒＯ以外の微量の不純物が含まれていてもよい。
　【００３１】
　表面領域５１は、主相と第二相のほか、一般式ＡＢＯ３で表され、主相とは異なるペロブスカイト型酸化物、及び主相の構成元素の酸化物などによって構成される第三相を含んでいてもよい。主相の構成元素の酸化物としては、例えば、
（Ｃｏ，Ｆｅ）３Ｏ４及びＣｏ３Ｏ４など
　【００３２】
　表面領域５１の断面における第三相の面積占有率は、１０％以下とすることができる。これによって、焼成後だけでなく熱サイクル試験後における微小クラックも抑制することができる。熱サイクル試験とは、Ａｒガス及び水素ガス（Ａｒに対して４％）を燃料極に供給することで還元雰囲気を維持しつつ、常温から８００℃まで２時間で昇温した後に４時間で常温まで降温させるサイクルを１０回繰り返す試験である。
　【００３３】
　内部領域５２は、一般式ＡＢＯ３で表され、Ａサイトに少なくともＳｒを含むペロブスカイト型酸化物によって構成される主相を含む。内部領域５２の断面における主相の面積占有率は、９５％以上とすることができる。内部領域５２は、ＳｒＯによって構成される第二相を含んでいなくてもよい。内部領域５２は、主相のほか、上述のペロブスカイト型酸化物や主相の構成元素の酸化物などによって構成される第三相を含んでいてもよい。
　【００３４】
　（面積占有率の算出方法）
　次に、図面を参照しながら、表面領域５１の断面における面積占有率の算出方法について説明する。以下においては、第二相の面積占有率の算出方法について説明するが、主相及び第三相の面積占有率についても同様に算出することができる。
　【００３５】
　（１）反射電子像
　図２は、反射電子検出器を用いたＦＥ−ＳＥＭによって倍率１万倍に拡大された表面領域５１の断面を示す反射電子像の一例である。図２では、（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３を主成分として含有する空気極５０の断面が示されている。図２の反射電子像は、加速電圧：１．５ｋＶ、ワーキングディスタンス：２ｍｍに設定されたＺｅｉｓｓ社（ドイツ）製のＦＥ−ＳＥＭ（型式：ＵＬＴＲＡ５５）によって得られたものである。表面領域５１の断面には、精密機械研磨後に株式会社日立ハイテクノロジーズのＩＭ４０００によってイオンミリング加工処理が予め施されている。
　【００３６】
　図２の反射電子像では、主相（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３）と第二相（ＳｒＯ）と気孔の明暗差が異なっており、主相が“灰白色”、第二相が“灰色”、気孔が“黒色”で表示されている。このような明暗差による３値化は、画像の輝度を２５６階調に分類することによって実現可能である。この反射電子像のコントラストから、主相、第二相及び気孔を同定することができる。
　【００３７】
　（２）反射電子像の解析
　図３は、図２に示す反射電子像をＭＶＴｅｃ社（ドイツ）製の画像解析ソフトＨＡＬＣＯＮによって画像解析した結果を示す図である。図３では、第二相が黒色実線で囲まれて白抜きされている。
　【００３８】
　（３）面積占有率の算出
　図３の解析画像において、白抜きされた第二相の合計面積を算出する。そして、反射電子像全体（気孔と固相を含む）の面積に対する第二相の合計面積の割合を算出する。このように算出される第二相の合計面積の割合が、表面領域５１における第二相の面積占有率である。
　【００３９】
　（表面領域５１の材料）
　表面領域５１を構成する空気極材料としては、主成分としてのペロブスカイト型酸化物と副成分としてのＳｒＯとを含む混合材料を用いることができる。ＳｒＯは、炭酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム又は硝酸ストロンチウムの形態で混合されていてもよい。
　【００４０】
　ＳｒＯを含む材料粉末の添加量を調整することによって、表面領域５１における第二相の面積占有率を調整することができる。
　【００４１】
　ＳｒＯを含む材料粉末の粒度を調整することによって、表面領域５１における第二相の平均円相当径を調整することができる。ＳｒＯを含む材料粉末の粒度調整においては、気流式分級機を用いることによって、粒径の上限値及び下限値の調整を含む精密な分級が可能である。ＳｒＯを含む材料粉末の粒度を粗くすれば第二相の平均円相当径を大きくすることができ、粒度を細かくすれば第二相の平均円相当径を小さくすることができる。また、ＳｒＯを含む材料粉末の粒度分布を大きくすれば第二相の平均円相当径を大きくすることができ、粒度分布を小さくすれば第二相の平均円相当径を小さくすることができる。
　【００４２】
　（燃料電池１０の製造方法）
　次に、燃料電池１０の製造方法の一例について説明する。
　【００４３】
　まず、金型プレス成形法で燃料極集電層用材料粉末を成形することによって、燃料極集電層２１の成形体を形成する。
　【００４４】
　次に、燃料極活性層用材料粉末と造孔剤（例えばＰＭＭＡ）との混合物にバインダーとしてＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を添加して燃料極活性層用スラリーを作製する。そして、印刷法などによって燃料極活性層用スラリーを燃料極集電層２１の成形体上に印刷することによって、燃料極活性層２２の成形体を形成する。以上により燃料極２０の成形体が形成される。
　【００４５】
　次に、固体電解質層用材料粉末にテルピネオールとバインダーを混合して固体電解質層用スラリーを作製する。そして、印刷法などによって固体電解質層用スラリーを燃料極活性層２２の成形体上に塗布することによって、固体電解質層３０の成形体を形成する。
　【００４６】
　次に、バリア層用材料粉末にテルピネオールとバインダーを混合してバリア層用スラリーを作製する。そして、印刷法などでバリア層用スラリーを中間層４０の成形体上に塗布することによってバリア層４０の成形体を形成する。
　【００４７】
　次に、燃料極２０、固体電解質層３０及びバリア層４０それぞれの成形体を焼成（１３５０℃〜１４５０℃、１時間〜２０時間）することによって、燃料極２０、固体電解質層３０及びバリア層４０を形成する。
　【００４８】
　次に、上述した一般式ＡＢＯ３で表され、ＡサイトにＬａ及びＳｒの少なくとも一方を含むペロブスカイト型酸化物材料と水とバインダーをボールミルで２４時間混合することによって内部領域用スラリーを作製する。
　【００４９】
　次に、印刷法などによって内部領域用スラリーをバリア層４０上に塗布することによって内部領域５２の成形体を形成する。
　【００５０】
　上述した表面領域５１の材料（主成分としてのペロブスカイト型酸化物と副成分としてのＳｒＯとを含む混合材料）と水とバインダーをボールミルで２４時間混合することによって表面領域用スラリーを作製する。この際、ＳｒＯの混合量を調整することによって、焼成後の表面領域５１における第二相の面積占有率を制御することができる。
　【００５１】
　次に、印刷法などによって表面領域用スラリーを内部領域５２の成形体上に塗布することによって表面領域５１の成形体を形成する。
　【００５２】
　次に、上述した集電層６０の材料に水とバインダーを添加し混合することによって集電層用スラリーを作製する。
　【００５３】
　次に、集電層用スラリーを表面領域５１の成形体上に塗布することによって集電層６０の成形体を形成する。
　【００５４】
　次に、空気極５０の成形体を焼成（１０００〜１１００℃、１〜１０時間）することによって空気極５０を形成する。
　【００５５】
　（他の実施形態）
　本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形又は変更が可能である。
　【００５６】
　上記実施形態において、燃料電池１０は、集電層６０を備えることとしたが、集電層６０を備えていなくてもよい。この場合、空気極５０の第１表面５０Ｓは、燃料電池１０の外表面となるため、空気極５０の表面領域５１は、外表面から５μｍ以内の領域となる。
　【００５７】
　燃料電池１０は、バリア層４０を備えることとしたが、バリア層４０を備えていなくてもよい。この場合、空気極５０の第２表面５０Ｔは、固体電解質層３０と接触することになるため、空気極５０の内部領域５２は、表面領域５１と固体電解質層３０の間に挟まることになる。
　【００５８】
　バリア層４０は、単層構造であることとしたが、緻密質のバリア層と多孔質のバリア層が積層（順不同）された複層構造であってもよい。
　【００５９】
　以下において本発明に係る燃料電池の実施例について説明するが、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
　【実施例】
　【００６０】
　（サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２の作製）
　以下のようにして、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２に係る燃料電池を作製した。
　【００６１】
　まず、ＮｉＯ粉末とＹ２Ｏ３粉末と造孔材（ＰＭＭＡ）の調合粉末とＩＰＡを混合したスラリーを窒素雰囲気下で乾燥させることによって混合粉末を作製した。
　【００６２】
　次に、混合粉末を一軸プレス（成形圧５０ＭＰａ）することで縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ、厚み３ｍｍの板を成形し、その板をＣＩＰ（成形圧：１００ＭＰａ）でさらに圧密することによって燃料極集電層の成形体を作製した。
　【００６３】
　次に、ＮｉＯ‐８ＹＳＺとＰＭＭＡの調合粉末とＩＰＡを混合したスラリーを燃料極集電層の成形体上に塗布した。
　【００６４】
　次に、８ＹＳＺにテルピネオールとバインダーを混合して固体電解質層用スラリーを作成した。次に、固体電解質層用スラリーを燃料極の成形体上に塗布することによって固体電解質層の成形体を形成した。
　【００６５】
　次に、ＧＤＣスラリーを作製し、固体電解質層の成形体上にＧＤＣスラリーを塗布することによってバリア層の成形体を作製した。
　【００６６】
　次に、燃料極、固体電解質層及びバリア層の成形体を焼成（１４５０℃、５時間）して、燃料極、固体電解質層及びバリア層を形成した。
　【００６７】
　次に、表１に示すペロブスカイト型酸化物材料（空気極の主成分）粉末にテルピネオールとバインダーを混合することによって内部領域用スラリーを作製した。そして、バリア層上に内部領域用スラリーを塗布することによって内部領域の成形体を作製した。
　【００６８】
　次に、ＳｒＯを含む材料（表面領域の副成分）粉末を表１に示すペロブスカイト型酸化物材料（表面領域の主成分）粉末に添加して表面領域用材料を作成した。この際、表面領域の断面における第二相（ＳｒＯ）の面積占有率が表１に示す値になるように、サンプルごとにＳｒＯの添加量を調整した。また、第二相の平均円相当径が表１に示す値になるように、ＳｒＯの粒度を合わせて調整した。
　【００６９】
　次に、表面領域用材料にテルピネオールとバインダーを混合することによって表面領域用スラリーを作製した。そして、内部領域の成形体上に表面領域用スラリーを塗布することによって、表面領域の成形体を作製した。この際、焼成後の表面領域の厚みが５μｍ以下になるように塗布量を調整した。
　【００７０】
　次に、Ｌａ（ＮｉＦｅＣｕ）Ｏ３粉末に水とバインダーを混合して集電層用スラリーを作製した。そして、集電層用スラリーを表面領域の成形体上に塗布することによって集電層の成形体を形成した。
　【００７１】
　次に、内部領域、表面領域及び集電層の成形体を焼成（１１００℃、１時間）して空気極及び集電層を形成した。
　【００７２】
　（面積占有率の測定）
　各サンプルの空気極を精密機械研磨した後に、株式会社日立ハイテクノロジーズのＩＭ４０００によってイオンミリング加工処理を施した。
　【００７３】
　次に、反射電子検出器を用いたＦＥ−ＳＥＭによって倍率１万倍に拡大された表面領域断面の反射電子像を取得した。図２は、サンプルＮｏ．５の表面領域断面の反射電子像である。
　【００７４】
　次に、各サンプルの反射電子像をＭＶＴｅｃ社製画像解析ソフトＨＡＬＣＯＮで解析することによって解析画像を取得した（図３参照）。図３では、ＳｒＯによって構成される第二相が白抜きで表示されている。
　【００７５】
　そして、反射電子像の総面積（気相と固相を含む）に対する第二相の合計面積の割合を面積占有率として算出した。第二相の面積占有率の算出結果は、表１に示す通りである。
　【００７６】
　（第二相の平均円相当径）
　空気極のうち表面領域の断面上の５箇所において、上述した反射電子像の解析画像を取得し、５枚の解析画像から任意に選択した２０個の第二相の平均円相当径を算出した。第二相の平均円相当径の算出結果は、表１に示す通りである。
　【００７７】
　（耐久性試験）
　サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１２において、燃料極側に窒素ガス、空気極側に空気を供給しながら７５０℃まで昇温し、７５０℃に達した時点で燃料極に水素ガスを供給しながら還元処理を３時間行った。
　【００７８】
　その後、１０００時間当たりの電圧降下率を劣化率として測定した。出力密度として、温度が７５０℃で定格電流密度０．２Ａ／ｃｍ２での値を使用した。測定結果を表１にまとめて記載する。本実施例では、劣化率が１．５％以下であるサンプルが低劣化状態と評価されている。
　【００７９】
　また耐久性試験後に空気極の断面を電子顕微鏡で観察することによって、空気極内部におけるクラックの有無を観察した。表１では、５μｍ以上のクラックが確認されたサンプルは「有」と評価され、５μｍ未満のクラックが確認されたサンプルは「有（軽微）」と評価されている。観察結果を表１にまとめて記載する。
　【００８０】
　【表１】
　【００８１】
　表１に示されるように、表面領域における第二相（ＳｒＯ）の面積占有率を０．０５％以上３％以下としたサンプルでは、空気極の劣化率を１．５％以下に低減するとともに、微小クラックの発生を抑制することができた。これは、第二相の面積占有率を３％以下とすることによって表面領域内部の不活性部を低減して空気極の劣化を抑制できたことと、第二相の面積占有率を０．０５％以上とすることによって空気極の焼結性を改善して多孔質構造の骨格を強化できたことによるものである。
　【００８２】
　また、表１に示されるように第二相の平均円相当径が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のサンプルでは、表面領域の内部における微小クラックの発生をさらに抑えることができた。
　【符号の説明】
　【００８３】
　１０　　　燃料電池
　２０　　　燃料極
　３０　　　固体電解質層
　４０　　　バリア層
　５０　　　空気極
　５１　　　表面領域
　５２　　　内部領域
　６０　　　集電層