(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の表面に形成された保護膜とを有するセル間接続部材であって、前記基材は、Ｃｒを含有し、Ｓｉの含有率が０．３９質量％未満である合金を主材料とし、前記保護膜がＺｎＣｏＭｎＯ4を主材料とするセル間接続部材。
【請求項２】
前記合金のＳｉの含有率が０．３０質量％以下である請求項１に記載のセル間接続部材。
【請求項３】
前記合金のＳｉの含有率が０．１５質量％より大きい請求項１または２に記載のセル間接続部材。
【請求項４】
前記保護膜が電着塗装により形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のセル間接続部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のセル間接続部材と空気極とを接合してなる固体酸化物形燃料電池用セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セル間接続部材および固体酸化物形燃料電池用セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる固体酸化物形燃料電池（以下、適宜「ＳＯＦＣ」と記載する。）用セルは、電解質膜の一方面側に空気極を接合すると共に、同電解質膜の他方面側に燃料極を接合してなる単セルを、空気極又は燃料極に対して電子の授受を行う一対の電子伝導性の合金等により挟み込んだ構造を有する。
そして、このようなＳＯＦＣ用セルでは、例えば７００〜９００℃程度の作動温度で作動し、空気極側から燃料極側への電解質膜を介した酸化物イオンの移動に伴って、一対の電極の間に起電力が発生し、その起電力を外部に取り出し利用することができる。
【０００３】
このようなＳＯＦＣ用セルで利用される合金は、電子伝導性及び耐熱性に優れたＣｒを含有する材料で製作される。また、このような合金の耐熱性は、この合金の表面に形成されるクロミア（Ｃｒ2Ｏ3）の緻密な被膜に由来する。
【０００４】
また、ＳＯＦＣ用セルは、その製造工程において、合金等と空気極及び燃料極との間の接触抵抗をできるだけ小さくするなどの目的で、それらを積層した状態で、作動温度よりも高い１０００℃〜１２５０℃程度の焼成温度で焼成する焼成処理を行う場合がある（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
一方、ＳＯＦＣ用セルで利用される合金の表面に、単一系酸化物に不純物をドープしてなるｎ型半導体被膜を形成し、このような被膜形成処理を行うことによって、合金中に含まれるＣｒが飛散し易い６価の酸化物へと酸化されることを抑制しようとする技術もあった（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００６】
上述したようにＣｒを含有する合金等と空気極とを接合してなるＳＯＦＣ用セルでは、作動時等において合金等が高温にさらされることで、その合金等に含まれるＣｒが空気極側に飛散して、空気極のＣｒ被毒が発生するという問題がある。
このような空気極のＣｒ被毒は、空気極における酸化物イオンの生成のための酸素の還元反応を阻害し、空気極の電気抵抗を増加させ、更には合金等のＣｒ濃度を減少させることにより合金等自体の耐熱性の低下などの問題を引き起こし、結果、ＳＯＦＣの性能低下を招く場合がある。
【０００７】
また、特許文献１のように、合金等と空気極とを接合した状態で焼成する焼成処理を行う場合には、作動温度よりも高い焼成温度にさらされることにより、Ｃｒ（ＶＩ）の酸化物が生成され、蒸発して空気極と反応して、Ｃｒ化合物が生成され、空気極のＣｒ被毒が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２５９６４３号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／０８３６２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した空気極におけるＣｒ被毒の問題を幾分でも回避するために、合金等の表面を金属酸化物からなる保護膜で覆うことが考えられている。その場合、ＳＯＦＣ用セルの製造の段階で運転温度（例えば６５０℃〜９００℃）よりも高温（１０００℃以上）の酸化雰囲気（空気雰囲気）に曝される。そうすると、表面に保護膜を設けている場合でも、多少なりとも合金表面の酸化が生じ、すなわち酸化被膜が形成され、電気抵抗が増加する。この電気抵抗が大きいと、燃料電池の発電性能が低いものとなる。
【００１０】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気抵抗の増加の原因となる合金表面の酸化被膜の成長を抑制し、発電性能の高いＳＯＦＣ用セルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係るセル間接続部材の特徴構成は、基材と、前記基材の表面に形成された保護膜とを有するセル間接続部材であって、前記基材は、Ｃｒを含有し、Ｓｉの含有率が０．３９質量％未満である合金を主材料とし、前記保護膜がＺｎＣｏＭｎＯ4を主材料とする点にある。
【００１２】
発明者らは鋭意検討の末、セル間接続部材の基材に含まれるＳｉの量が、保護膜が形成された状態でのセル間接続部材の電気抵抗に大きく影響することを見いだした。そして実験により、Ｓｉの含有率が０．３９質量％未満である合金を主材料とすることで、電気抵抗を大きく低減できることを確認した。これは、Ｓｉに由来する酸化被膜（ＳｉＯ2）の成長が抑制されたことによると考えられる。
【００１３】
すなわち上記の特徴構成によれば、基材と、基材の表面に形成された保護膜とを有するセル間接続部材において、基材は、Ｃｒを含有し、Ｓｉの含有率が０．３９質量％未満である合金を主材料とし、保護膜がＺｎＣｏＭｎＯ4を主材料とすることにより、セル間接続部材の電気抵抗を大きく低減して、発電性能の高いＳＯＦＣ用セルを実現することが可能となる。なお保護膜がＺｎＣｏＭｎＯ4を主材料とすると、Ｓｉの含有率を０．３９質量％未満とした基材と組合せて構成したセル間接続部材にてＳｉ含有率に応じて抵抗値を低減できることが実験で確かめられている。
【００１４】
前記合金のＳｉの含有率を０．３０質量％以下とすると、セル間接続部材の電気抵抗をより低減することができ好適である。
【００１５】
本発明に係るセル間接続部材の別の特徴構成は、前記合金のＳｉの含有率が０．１５質量％より大きい点にある。
【００１６】
合金のＳｉ含有率を低減するには、合金の製造工程にて高いコストを必要とする。合金のＳｉの含有率を０．１５質量％より大きくすることで、コストの上昇を抑制した上で、電気抵抗の低減も可能となる。すなわち上記の特徴構成によれば、コストと性能とを両立したセル間接続部材を提供することができる。
【００１９】
本発明に係るセル間接続部材の別の特徴構成は、前記保護膜が電着塗装により形成されている点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、緻密で強固な保護膜を実現することができ、好適である。
【００２１】
上記目的を達成するための本発明に係る固体酸化物形燃料電池用セルの特徴構成は、上述のセル間接続部材と空気極とを接合してなる点にある。
【００２２】
上記の特徴構成によれば、上述のセル間接続部材と空気極とを接合して固体酸化物形燃料電池用セルが構成されるので、セル間接続部材の電気抵抗を大きく低減して、発電性能の高いＳＯＦＣ用セルを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】固体酸化物形燃料電池用セルの概略図
【図２】固体酸化物形燃料電池の作動時の反応の説明図
【図３】セル間接続部材接合構造の断面図
【図４】電圧降下の温度変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本実施形態に係るセル間接続部材および固体酸化物形燃料電池セルについて説明する。なお以下、好適な実施例を記すが、これら実施例は、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００２５】
＜固体酸化物形燃料電池＞
本発明にかかるＳＯＦＣ用セル間接続部材およびその製造方法の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１および図２に示すＳＯＦＣ用セルＣは、酸化物イオン伝導性の固体酸化物の緻密体からなる電解質膜３０の一方面側に、酸化物イオンおよび電子伝導性の多孔体からなる空気極３１を接合するとともに、同電解質膜３０の他方面側に電子伝導性の多孔体からなる燃料極３２を接合してなる単セル３を備える。
【００２６】
さらに、ＳＯＦＣ用セルＣは、この単セル３を、空気極３１または燃料極３２に対して電子の授受を行うとともに空気および水素を供給するための溝２が形成された一対の電子伝導性の合金または酸化物からなる基材１１に保護膜１２を形成してあるセル間接続部材１により、適宜外周縁部においてガスシール体を挟持した状態で挟み込んだ構造を有する。そして、空気極３１側の上記溝２が、空気極３１とセル間接続部材１とが密着配置されることで、空気極３１に空気を供給するための空気流路２ａとして機能し、一方、燃料極３２側の上記溝２が、燃料極３２とセル間接続部材１とが密着配置されることで、燃料極３２に水素を供給するための燃料流路２ｂとして機能する。
【００２７】
なお、上記ＳＯＦＣ用セルＣを構成する各要素で利用される一般的な材料について説明を加えると、たとえば、上記空気極３１の材料としては、ＬａＭＯ3（たとえばＭ＝Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ）中のＬａの一部をアルカリ土類金属ＡＥ（ＡＥ＝Ｓｒ，Ｃａ）で置換した（Ｌａ，ＡＥ）ＭＯ3のペロブスカイト型酸化物を利用することができ、上記燃料極３２の材料としては、Ｎｉとイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）とのサーメットを利用することができ、さらに、電解質膜３０の材料としては、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を利用することができる。
【００２８】
セル間接続部材１の材料としては、フェライト系ステンレス鋼であるＦｅ−Ｃｒ合金や、オーステナイト系ステンレス鋼であるＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金や、ニッケル基合金であるＮｉ−Ｃｒ合金などのように、Ｃｒを含有する合金が利用される。本実施形態では特に、Ｓｉの含有率が０．３９質量％未満である合金を主材料とするセル間接続部材が用いられる。
【００２９】
そして、複数のＳＯＦＣ用セルＣが積層配置された状態で、複数のボルトおよびナットにより積層方向に押圧力を与えて挟持され、セルスタックとなる。
このセルスタックにおいて、積層方向の両端部に配置されたセル間接続部材１は、燃料流路２ｂまたは空気流路２ａの一方のみが形成されるものであればよく、その他の中間に配置されたセル間接続部材１は、一方の面に燃料流路２ｂが形成され他方の面に空気流路２ａが形成されるものを利用することができる。なお、かかる積層構造のセルスタックでは、上記セル間接続部材１をセパレータと呼ぶ場合がある。
このようなセルスタックの構造を有するＳＯＦＣを一般的に平板型ＳＯＦＣと呼ぶ。本実施形態では、一例として平板型ＳＯＦＣについて説明するが、本願発明は、その他の構造のＳＯＦＣについても適用可能である。
【００３０】
そして、このようなＳＯＦＣ用セルＣを備えたＳＯＦＣの作動時には、図２に示すように、空気極３１に対して隣接するセル間接続部材１に形成された空気流路２ａを介して空気を供給するとともに、燃料極３２に対して隣接するセル間接続部材１に形成された燃料流路２ｂを介して水素を供給し、たとえば８００℃程度の作動温度で作動する。すると、空気極３１においてＯ2が電子ｅ-と反応してＯ2-が生成され、そのＯ2-が電解質膜３０を通って燃料極３２に移動し、燃料極３２において供給されたＨ2がそのＯ2-と反応してＨ2Ｏとｅ-とが生成されることで、一対のセル間接続部材１の間に起電力Ｅが発生し、その起電力Ｅを外部に取り出し利用することができる。
【００３１】
＜セル間接続部材＞
セル間接続部材１は、図１、図３に示すように、例えば、フェライト系ステンレス合金製の基材１１の表面に保護膜１２を設けて構成してある。そして、各単セル３の間に空気流路２ａ、燃料流路２ｂを形成しつつ単セル間を接続可能にする、溝板状に形成してある。
【００３２】
前記保護膜１２は、導電性セラミックス材料を含有する塗膜形成用材料を、前記基材１１に電着塗装することにより保護膜１２を厚膜として形成してある。
【００３３】
＜保護膜＞
前記保護膜１２は、基材１１の表面に、例えばＺｎＣｏＭｎＯ4等の金属酸化物微粒子とポリアクリル酸等のアニオン型樹脂とを質量比で（金属酸化物微粒子：アニオン型樹脂）＝（０．５：１）〜（１．７：１）の割合で含有している混合液を用いて、アニオン電着塗装法により電着塗膜を形成する電着工程を行い、前記電着塗膜を焼成して前記電着塗膜中の樹脂成分を焼失させた焼成被膜を形成する焼成工程を行い、さらに前記焼成被膜を焼結させて金属酸化物からなる保護膜１２を形成する焼結工程を行うことにより形成されている。なお、前記の混合液が、アニオン電着塗装法により電着塗膜を形成するために使用される電着塗料である。以下の説明では「混合液」に記載を統一するが、保護膜１２の形成には前記の混合液、すなわち当該混合液からなる電着塗料を用いることとなる。
【００３４】
ここで熱膨張率を検証すると、ＺｎＣｏＭｎＯ4は、１１×１０-6Ｋ-1であり、ＺｎＣｏ2Ｏ4の９．３×１０-6Ｋ-1に比べて、主に基材として使用されるフェライト系ステンレス鋼（熱膨張率：１１×１０-6Ｋ-1）や、接合して使用される空気極材料である（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ3（熱膨張率：１５〜２１×１０-6Ｋ-1）、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ3（熱膨張率：１１×１０-6Ｋ-1）に比較的近いものである。
【００３５】
以下に前記保護膜１２の具体的な製造方法を詳述するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３６】
（１）アニオン型樹脂の合成
１，４ジオキサン５０部を、還流冷却器と温度計と撹拌機と滴下ロートとを付けた４つ口フラスコ中で約８２℃に加熱し、撹拌しながら滴下ロートから下記表１に示す混合物と１，４ジオキサン５０部を３時間かけて連続滴下する。
滴下完了後同温度でさらに３時間反応を続行して、アニオン性をもつアクリル樹脂（固形分５０質量％）を合成する。得られたアニオン型樹脂のＴｇは、−２７℃（計算上の推定値）、分子量ＭＷ１２万〜１５万であった。
【００３７】
【表１】
0005996137.tif 000002
表１中のＡＩＢＮは、重合開始剤である。Ｌ−ＳＨは、連鎖移動剤である。
【００３８】
アニオン型樹脂の化学的性状については、Ｔｇ：−５０℃〜＋２５℃および分子量（ＭＷ質量平均分子量）：５万〜２０万の範囲内が好適である。一般にアニオン型樹脂のＴｇは＋２０℃前後、ＭＷは３万〜７万程度である。なお、多量の無機微粒子を電気泳動共析させて、電解ガスを局所発生させて共析率を向上するためには、低Ｔｇで高分子量のアニオン型樹脂とすることが好ましい。Ｔｇが−５０℃以下の場合、析出塗膜の粘性が強すぎ焼付硬化後に流動が大きく、＋２５℃以上になると流動性が低下しＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子共析時に発生したガス跡を消すことができずピンホール状となる。ＭＷが５万以下ではＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子の分散性が低下する。また２０万以上になると流動性が低下し塗膜中のＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子の均一な分散が悪くなり、見た目も不均一な外観となる。
【００３９】
また後述のシラン系カップリング剤を用いて、アニオン型樹脂と金属酸化物微粒子とをカップリング反応させると、ＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子に代表される金属酸化物微粒子の析出効率を飛躍的に向上させることができる。
【００４０】
（２）混合液の作成
シラン系カップリング剤として、イソシアネート官能性シラン（ＯＣＮ−Ｃ3Ｈ6−Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）を用い、この溶剤ｎＭＰ（ｎメチルピロリドン）３質量部と（１）で作成したアニオン型樹脂１２０質量部と溶剤ｎＭＰ（ｎメチルピロリドン）６０部を混ぜた後、スズ系触媒（ＤＢＴＤＬ０．２部）を添加し６０℃で１時間反応させることにより、シラン系カップリング剤のイソシアネート基とアニオン型樹脂のＯＨ基が反応しシラン系カップリング剤がアニオン型樹脂に付加する。（表２第一成分）
【００４１】
【表２】
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【００４２】
ＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子（平均粒径０．５μｍ）１００質量部と溶剤ｎＭＰ（ｎメチルピロリドン）２００部と３ミリ径のジルコニアビーズ７５０質量部を混合し、撹拌機で湿式分散を行いスラリー状のＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子を得る。（表３第二成分）
【００４３】
【表３】
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【００４４】
前記第二成分の中に前記第一成分を添加し均一混合する。
さらに、トリエチルアミン１．４質量部と溶剤ｎＭＰ（ｎメチルピロリドン）１０質量部と消泡剤（サーフィノール１０４）１０質量部を添加し攪拌する。
均一混合した後、イオン交換水５００質量部を少しずつ加えて、ＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子とアニオン型樹脂との混合液を作成する。２４時間攪拌し、シラン系カップリング剤の加水分解反応を促したのち、イオン交換処理で不純物を除去し、ｐＨ９．０±０．２浴電導度２００±５０μＳ／ｃｍの混合液が得られる。得られた分散液は、ＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子：樹脂＝１：１（質量比）の混合液として用いられる。
【００４５】
なお、下記の配合物第一成分および第二成分の混合割合を変えることでＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子：樹脂＝０．５：１（質量比）〜１．７：１（質量比）の作成ができる。
【００４６】
（３）  電着塗装
上記（２）で作成したアニオン型分散剤組成物をその中の分散剤粒子が、電着液１リットル当り１００ｇになるように分散させ、２５℃の溶液において、直流電圧４０Ｖで３０秒間、スターラ撹拌（２０ｒｐｍ）下で電着塗装を行った。
なお、電着塗装は下記のようにして行った。
【００４７】
形状が断面長方形の単純形状である基材１１の試験片に、必要に応じて脱脂処理、酸洗処理などを施した後、前記混合液に被処理品を浸漬し、通電を行うことによって、基材１１表面に未硬化の電着塗膜が形成される。
【００４８】
（３−１）  前処理
なお、各電極には以下の１〜７を順に行う前処理を行った。
１．  電解洗浄剤による陰極電解
（アクチベータＳ（シミズ社製）１００ｇ／Ｌ、４０℃、１０Ａ／ｄｍ２、３０秒）
２．  水洗
３．  電解洗浄剤による陽極極電解
（アクチベータＳ（シミズ社製）１００ｇ／Ｌ、４０℃、１０Ａ／ｄｍ２、３０秒）
４．  水洗
５．  酸中和（硝酸２００ｍＬ／Ｌ）
６．  水洗
７．  純水洗
【００４９】
また、陽極とする基材１１の試験片には、別途、脱脂処理、酸洗処理などを施してもよい。
脱脂処理は、たとえば、基材１１の表面にアルカリ水溶液を供給することにより行われる。アルカリ水溶液の供給は、たとえば、基材１１にアルカリ水溶液を噴霧するかまたは基材１１をアルカリ水溶液に浸漬させることにより行われる。アルカリとしては金属の脱脂に常用されるものを使用でき、たとえば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウムなどのアルカリ金属のリン酸塩などが挙げられる。アルカリ水溶液中のアルカリ濃度は、たとえば、処理する金属の種類、基材１１の汚れの度合いなどに応じて適宜決定される。さらにアルカリ水溶液には、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤などの界面活性剤の適量が含まれていてもよい。脱脂は、２０〜５０℃程度の温度下（アルカリ水溶液の液温）に行われ、１〜５分程度で終了する。
【００５０】
脱脂後、基材１１を水洗され、次の酸洗処理に供される。その他、酸性浴に浸漬する脱脂、気泡性浸漬脱脂、電解脱脂などを適宜組み合わせて実施することもできる。酸洗処理は、たとえば、基材１１の表面に酸水溶液を供給することにより行われる。酸水溶液の供給は、脱脂処理におけるアルカリ水溶液の供給と同様に、基材１１への酸水溶液の噴霧、基材１１の酸水溶液への浸漬などにより行われる。酸としては金属の酸洗に常用されるものを使用でき、たとえば、硫酸、硝酸、リン酸などが挙げられる。酸水溶液中の酸濃度は、たとえば、基材１１の種類などに応じて適宜決定される。酸洗処理は、２０〜３０℃程度の温度下（酸水溶液の液温）に行われ、１５〜６０秒程度で終了する。脱脂処理および酸洗処理のほかに、スケール除去処理、下地処理、防錆処理などを施してもよい。これらの処理の後、基材１１を７０〜１２０℃程度の温度下に乾燥させて次の電着塗装に供する。
【００５１】
（３−２）電着工程
このようにして、前処理を行った基材１１の試験片を、２５℃の溶液において、基材１１をプラス、対極としてＳＵＳ３０４の極板をマイナスの極性とし、直流電圧４０Ｖで３０秒間、スターラ撹拌（２０ｒｐｍ）して通電を行うことによって、基材１１表面に未硬化の電着塗膜が形成される。
なお、電着電圧、電着時間を変更することにより電着塗膜の膜厚をコントロールできる。
【００５２】
電着工程後の基材１１は、通電槽から取り出され、加熱処理が施される。この未硬化の電着塗膜が形成された基材１１に加熱処理することによって、基材１１表面に硬化した電着塗膜が形成されたセル接続部材１が得られる。
【００５３】
電着塗装は、公知の方法に従い、たとえば、前記混合液を満たした通電槽中に基材１１を完全にまたは部分的に浸漬して陽極とし、通電することにより実施される。
電着塗装条件も特に制限されず、基材１１である金属の種類、前記混合液の種類、通電槽の大きさおよび形状、得られるセル接続部材１の用途などの各種条件に応じて広い範囲から適宜選択できるが、通常は、浴温度（前記混合液温度）１０〜５０℃程度、印加電圧１０〜４５０Ｖ程度、電圧印加時間１〜１０分程度、前記混合液の液温１０〜４５℃とすればよい。
【００５４】
加熱処理は、電着塗膜を乾燥させる予備乾燥と、電着塗膜を硬化させる硬化加熱とを含み、予備乾燥後に硬化加熱が行われる。予備乾燥は、６０〜１４０℃程度の加熱下に行われ、３〜３０分程度で終了する。硬化加熱は、１５０〜２２０℃程度の加熱下に行われ、１０〜６０分程度で終了する。このようにして、前記混合液による電着塗膜が得られる。
【００５５】
（３−３）（焼成工程および焼結工程）
前記混合液としてＺｎＣｏＭｎＯ4微粒子：樹脂＝１：１（質量比）のものを用いて形成した電着塗膜を、５００℃で２ｈｒ保持してアクリル樹脂を焼き飛ばす焼成工程を行った後、１０００℃まで昇温して２ｈｒ保持することでＺｎＣｏＭｎＯ4粒子の焼結および基材１１の試験片の表面との反応を起こさせる焼結工程を行い、基材１１に対して密着力があり、かつ緻密な保護膜１２を形成した。
【００５６】
＜Ｓｉ含有率と電気抵抗の関係＞
Ｓｉ含有率の異なる５種のフェライト系ステンレス合金（ＳＵＳ４４５Ｊ１）を用いて、基材１１を作成した。そして上述の方法により基材１１の表面にＺｎＣｏＭｎＯ4を主材料とする保護膜１２を形成し、実施例１〜４および比較例１に係るセル間接続部材のサンプルを作成した。各サンプルのＳｉ含有率を表４に示す。
【００５７】
【表４】
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【００５８】
上述のサンプルを、固体酸化物形燃料電池の運転温度を模した６００℃〜８５０℃の６種類の温度環境に置き、０．３２Ａ／ｃｍ-2の直流電流を流した際の電圧降下を測定した。６種類の温度環境は、６００℃、６５０℃、７００℃、７５０℃、８００℃、８５０℃である。結果を図４に示す。
【００５９】
図４のグラフは、横軸に温度、縦軸に電圧降下をとって、各サンプルの電圧降下をプロットしたものである。電流を一定として電圧降下を測定しているので、電圧降下が大きいサンプルは抵抗値が高いといえる。比較例１は、他の実施例１〜４に比べ、電圧降下が大きくなった。例えば６５０℃では、他の実施例１〜４に比べて、５０ｍＶ以上電圧降下が大きくなっている。実施例１〜４については、電圧降下の値に大きな差は生じなかったが、Ｓｉ含有率が小さくなるにつれて電圧降下が小さくなる傾向が見られる。なお各サンプルは、温度が上昇するにつれて電圧降下が減少（すなわち抵抗値が増加）している。このことから図４に示される電圧降下は、半導体を主要因とするものであり、ＳｉＯ2等の金属酸化物によるものと考えられる。以上の結果から、Ｓｉの含有率が０．３９質量％未満である合金を主材料とする基材を用いることで、電気抵抗の増加の原因となる合金表面の酸化被膜の成長を抑制し、もってセル間接続部材の電気抵抗を低減して、発電性能の高いＳＯＦＣ用セルを提供できることが示された。なお合金のＳｉ含有率は、０．３０質量％以下が好ましく、０．２５質量％以下がより好ましく、０．２０質量％以下であると更に好ましい。
【符号の説明】
【００６０】
１        ：セル接続部材
２        ：溝
２ａ      ：空気流路
２ｂ      ：燃料流路
３        ：単セル
１１      ：基材
１２      ：保護膜
３０      ：電解質膜
３１      ：空気極
３２      ：燃料極
Ｃ        ：ＳＯＦＣ用セル
【要約】
【課題】電気抵抗の増加の原因となる合金表面の酸化被膜の成長を抑制し、発電性能の高いＳＯＦＣ用セルを提供する。
【解決手段】基材１１と、基材１１の表面に形成された保護膜１２とを有するセル間接続部材１において、基材１１は、Ｃｒを含有し、Ｓｉの含有率が０．３９質量％未満である合金を主材料とし、保護膜１２がスピネル型金属酸化物を主材料とする。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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