(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路が長手方向に沿って内部に形成された平板状の支持基板と、
前記支持基板の主面に設けられ、少なくとも内側電極、固体電解質、及び外側電極が積層されてなる発電素子部と、
前記支持基板の主面、及び、前記支持基板の主面と接続するとともに前記長手方向に沿って延びる前記支持基板の側端面を覆うとともに、前記内側電極に供給されるガスと前記外側電極に供給されるガスとの混合を防止する材料及び構造の緻密膜と、
を備えた燃料電池であって、
前記支持基板の側端面は、
前記支持基板の厚さ方向における両端部から前記厚さ方向の中央部に向けて前記長手方向及び前記厚さ方向に沿って延びる一対の平面部と、前記一対の平面部におけるそれぞれの前記厚さ方向の中央側端部から前記長手方向と直角の幅方向において外側に突出する曲面形状を呈する前記長手方向に延びる突出部と、を備えた、燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記支持基板の厚さ（Ｈ１）に対する、前記平面部の前記厚さ方向における高さ（Ｈ２）の割合（Ｈ２／Ｈ１）が０.２以下である、燃料電池。
（ただし、前記厚さ（Ｈ１）と前記高さ（Ｈ２）とは、単位が揃うものとする。）
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池において、
前記緻密膜における前記支持基板の側端面を覆う部分は、前記支持基板より気孔率が小さく、且つ、前記支持基板と同じ組成を有する材料で構成された、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、「ガス流路が長手方向に沿って内部に形成された平板状の支持基板」と、「前記支持基板の主面に設けられ、少なくとも内側電極、固体電解質、及び外側電極が積層されてなる発電素子部」と、「前記支持基板の主面、及び、前記支持基板の主面と接続するとともに前記長手方向に沿って延びる前記支持基板の側端面を覆うとともに、前記内側電極に供給されるガスと前記外側電極に供給されるガスとの混合を防止する緻密材料からなる緻密膜」とを備えた燃料電池が広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
この文献に記載の燃料電池では、支持基板の側端面が、（段差なしで）支持基板の主面から連続している。支持基板の側端面は、前記長手方向と直角の幅方向において外側に突出するとともに前記長手方向に延びる曲面形状を呈している（後述する図１６を参照）。
【０００４】
この燃料電池では、通常、前記緻密膜は、「緻密膜材料の粉体を含むスラリーを用いたディッピング」によって支持基板の主面及び側端面を覆うように形成された「成形膜」を、焼成することによって形成される。
【０００５】
このように、ディッピングによって上記成形膜が形成される場合、「成形膜における支持基板の側端面を覆う部分」における「支持基板の側端面との界面の近傍部分」にて、特に、気泡が残留する事態が発生し易い（後述する図１７を参照。詳細は後述する）。このように気泡が残留した状態にて上記「成形膜」が焼成されて緻密膜が形成されると、焼成後にて、「緻密膜における支持基板の側端面を覆う部分」において、ピンホールが形成され易い。「ピンホール」とは、「緻密膜における支持基板の側端面との界面の近傍部分」から「緻密膜の外表面」に通じる孔、を指す。これは、焼成中にて、「成形膜における支持基板の側端面との界面の近傍部分」に残留していた気泡が、「成形膜の外表面」を経由して揮発することに因る、と考えられる。
【０００６】
このように、「緻密膜における支持基板の側端面を覆う部分」においてピンホールが形成されると、内側電極に供給されるガスと外側電極に供給されるガスとの混合の防止が完全には達成され得なくなり、固体電解質における内側電極側面と外側電極側面との間の酸素分圧差が減少する。この結果、燃料電池の発電出力が低下する。以上より、「緻密膜における支持基板の側端面を覆う部分」において、上述したピンホールが形成され難くすることが望まれていたところである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許４８８３７３３号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、平板状の支持基板を備えた燃料電池であって、「内側電極に供給されるガスと外側電極に供給されるガスとの混合を防止する緻密膜」における「支持基板の側端面を覆う部分」において、上述したピンホールが形成され難いもの、を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明に係る燃料電池は、上記と同じ「支持基板」、「発電素子部」、及び、「緻密膜」とを備える。
【００１０】
本発明に係る燃料電池の特徴は、前記支持基板の側端面が、「前記支持基板の厚さ方向における両端部から前記厚さ方向の中央部に向けて前記長手方向及び前記厚さ方向に沿って延びる一対の平面部」と、「前記一対の平面部におけるそれぞれの前記厚さ方向の中央側端部から前記長手方向と直角の幅方向において外側に突出する曲面形状を呈する前記長手方向に延びる突出部」と、を備えたことにある。換言すれば、支持基板の主面と側端面との境界部にて、主面側が支持基板の厚さ方向に突出する段差（以下、単に「段差」と呼ぶ）が形成されている。
【００１１】
上記本発明の特徴によれば、支持基板の主面と側端面との境界部にて前記「段差」が形成されることによって、上述した文献に記載の燃料電池（前記「段差」が形成されていない）と比べて、ディッピングによって前記成形膜を形成する場合において、「成形膜における支持基板の側端面を覆う部分」の厚さが大きくなる（後述する図１５を参照）。
【００１２】
ここで、「成形膜における支持基板の側端面を覆う部分」の厚さが大きいと、成形膜の焼成後において上記ピンホールが形成され難い。これは以下の理由に基づく。即ち、「成形膜における支持基板の側端面を覆う部分」の厚さが大きいと、「成形膜における支持基板の側端面との界面の近傍部分」（即ち、気泡が残留している部分）と「成形膜の外表面」との距離が遠くなる。従って、焼成中において、気泡は、「成形膜の外表面」を経由して揮発し難くなり、むしろ、支持基板の側端面から支持基板の内部（多数の気孔）を経由して外部に揮発し易くなる。この結果、上記ピンホールが形成され難くなる。
【００１３】
以上より、本発明の特徴によれば、上述した文献に記載の燃料電池（前記「段差」が形成されていない）と比べて、「成形膜における支持基板の側端面を覆う部分」の厚さが大きくなることによって、上述したピンホールが形成され難くなる。
【００１４】
上記本発明に係る燃料電池では、前記支持基板の厚さ（Ｈ１）に対する、前記平面部の前記厚さ方向における高さ（Ｈ２）の割合（Ｈ２／Ｈ１）が０.２以下であることが好適である。
【００１５】
本発明者は、前記割合（Ｈ２／Ｈ１）が０.２以下である場合に、そうでない場合と比べて、上述した燃料電池が熱応力的に過酷な環境下で稼働された場合にて、「緻密膜における支持基板の側端面を覆う部分」にクラックが発生し難いこと、を見出した（詳細は後述する）。加えて、前記緻密膜における前記支持基板の側端面を覆う部分が、前記支持基板より気孔率が小さく、且つ、前記支持基板と同じ組成を有する材料で構成されても、「緻密膜における支持基板の側端面を覆う部分」にクラックが発生し難いこと、を見出した（詳細は後述する）。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る燃料電池の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の２−２線に対応する断面図である。
【図３】図１に示す支持基板の凹部に埋設された燃料極及びインターコネクタの状態を示した平面図である。
【図４】図１に示す実施形態の作動状態を説明するための図である。
【図５】図１に示す実施形態の作動状態における電流の流れを説明するための図である。
【図６】図１に示す支持基板を示す斜視図である。
【図７】図１に示す実施形態の製造過程における第１段階における図２に対応する断面図である。
【図８】図１に示す実施形態の製造過程における第２段階における図２に対応する断面図である。
【図９】図１に示す実施形態の製造過程における第３段階における図２に対応する断面図である。
【図１０】図１に示す実施形態の製造過程における第４段階における図２に対応する断面図である。
【図１１】図１に示す実施形態の製造過程における第５段階における図２に対応する断面図である。
【図１２】図１に示す実施形態の製造過程における第６段階における図２に対応する断面図である。
【図１３】図１に示す実施形態の製造過程における第７段階における図２に対応する断面図である。
【図１４】図１に示す実施形態の製造過程における第８段階における図２に対応する断面図である。
【図１５】図１に示す実施形態の側端部を拡大して示した図である。
【図１６】燃料電池の比較例について、支持基板の主面及び側端面を覆う成形膜がディッピングによって形成される際の様子を示した図である。
【図１７】ディッピング後において、「成形膜における支持基板の側端面を覆う部分」における「支持基板の側端面との界面の近傍部分」にて、気泡が残留している状態の一例を示す図である。
【図１８】本発明に係る実施形態の変形例における図１５に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（構成）
図１は、本発明に係る固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）の実施形態（本実施形態）を示す。このＳＯＦＣは、長手方向（ｘ軸方向）を有する平板状の支持基板１０の上下面（互いに平行な両側の主面（平面））のそれぞれに、電気的に直列に接続された複数（本例では、４つ）の同形の発電素子部Ａが長手方向において所定の間隔をおいて配置された、所謂「横縞型」と呼ばれる構成を有する。
【００１８】
このＳＯＦＣの全体を上方からみた形状は、例えば、長手方向の辺の長さが５０〜５００ｍｍで長手方向に直交する幅方向（ｙ軸方向）の長さが１０〜１００ｍｍの長方形である。このＳＯＦＣの全体の厚さは、１〜５ｍｍである。このＳＯＦＣの全体は、厚さ方向の中心を通り且つ支持基板１０の主面に平行な面に対して上下対称の形状を有する。以下、図１に加えて、このＳＯＦＣの図１に示す２−２線に対応する部分断面図である図２を参照しながら、このＳＯＦＣの詳細について説明する。図２は、代表的な１組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａのそれぞれの構成（の一部）、並びに、発電素子部Ａ，Ａ間の構成を示す部分断面図である。その他の組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａ間の構成も、図２に示す構成と同様である。
【００１９】
支持基板１０は、電子伝導性を有さない多孔質の材料からなる平板状の焼成体である。後述する図６に示すように、支持基板１０の内部には、長手方向に延びる複数（本例では、６本）の燃料ガス流路１１（貫通孔）が幅方向において所定の間隔をおいて形成されている。本例では、支持基板１０の上下面における複数の発電素子部Ａに対応する位置に、凹部１２がそれぞれ形成されている。各凹部１２は、支持基板１０の材料からなる底壁と、全周に亘って支持基板１０の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。各凹部１２の長さ（ｘ軸方向の寸法）は５〜５０ｍｍであり、幅（ｙ軸方向の寸法）は２〜９５ｍｍであり、深さ（ｚ軸方向の寸法）は０．０３〜１．５ｍｍである。なお、支持基板１０の側端面の形状の詳細については後述する。
【００２０】
支持基板１０は、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）と、第１酸化物セラミックスと、を含んで構成される。なお、支持基板１０が第１酸化物セラミックスを含んでいるのは、ＭｇＯ単独の熱膨張係数（約１４ｐｐｍ／Ｋ）が、通常の電極材料の熱膨張係数（１０〜１３ｐｐｍ／Ｋ）と比べて大きいことに起因して、支持基板１０の等価熱膨張係数を通常の電極材料の熱膨張係数に近づけるため、である。従って、第１酸化物セラミックスとしては、熱膨張係数が通常の電極材料の熱膨張係数（１０〜１３ｐｐｍ／Ｋ）と比べて小さいものが好適である。具体的には、「第１酸化物セラミックス」としては、Ｙ２Ｏ３（イットリア）、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）等が好適である。支持基板１０は、「遷移金属酸化物又は遷移金属」を含んでいてもよい。「遷移金属酸化物又は遷移金属」としては、ＮｉＯ（酸化ニッケル）又はＮｉ（ニッケル）が好適である。遷移金属は、燃料ガスの改質反応を促す触媒（炭化水素系のガスの改質触媒）として機能し得る。
【００２１】
このように、支持基板１０が「遷移金属酸化物又は遷移金属」を含むことによって、改質前の残存ガス成分を含んだガスが多孔質の支持基板１０の内部の多数の気孔を介して燃料ガス流路１１から燃料極に供給される過程において、上記触媒作用によって改質前の残存ガス成分の改質を促すことができる。加えて、支持基板１０が絶縁性の酸化物セラミックスを含むことによって、支持基板１０の絶縁性を確保することができる。この結果、隣り合う燃料極間における絶縁性が確保され得る。
【００２２】
支持基板１０の厚さは、１〜５ｍｍである。支持基板１０全体の気孔率は１５〜５５％である。なお、気孔率の値は、後述する還元処理後の値である（他の気孔率の値についても同様）。なお、気孔率の測定は，樹脂埋めしたサンプル（還元処理後）の断面を研磨し、同断面についてのＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）による画像（２次電子像）を解析することによって行われた。具体的には、「断面の総面積」に対する「断面上にて樹脂埋めされた領域に対応する部分の面積の総和」の割合が、その断面の「気孔率」であると定義された。ＳＥＭの加速電圧は５ｋＶ、ＳＥＭの倍率は５０００倍、又は７５００倍に設定された。気孔率の測定は、サンプルの任意の１０箇所の断面について行われ、それらの平均値が気孔率の値として採用された。
【００２３】
以下、この構造体の形状が上下対称となっていることを考慮し、説明の簡便化のため、支持基板１０の上面側の構成についてのみ説明していく。支持基板１０の下面側の構成についても同様である。
【００２４】
図２及び図３に示すように、支持基板１０の上面（上側の主面）に形成された各凹部１２には、燃料極集電部２１の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極集電部２１は直方体状を呈している。
【００２５】
各燃料極集電部２１の上面（外側面）には、凹部２１ａが形成されている。各凹部２１ａは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、全周に亘って燃料極集電部２１の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と、幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。
【００２６】
各凹部２１ａには、燃料極活性部２２の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極活性部２２は直方体状を呈している。燃料極集電部２１と燃料極活性部２２とにより燃料極２０が構成される。燃料極２０（燃料極集電部２１＋燃料極活性部２２）は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。各燃料極活性部２２の４つの側面と底面とは、凹部２１ａ内で燃料極集電部２１と接触している。
【００２７】
各燃料極集電部２１の上面（外側面）における凹部２１ａを除いた部分には、凹部２１ｂが形成されている。各凹部２１ｂは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、全周に亘って燃料極集電部２１の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と、幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。
【００２８】
各凹部２１ｂには、インターコネクタ３０が埋設（充填）されている。従って、各インターコネクタ３０は直方体状を呈している。インターコネクタ３０は、電子伝導性を有する緻密な材料からなる焼成体である。各インターコネクタ３０の４つの側面と底面とは、凹部２１ｂ内で燃料極集電部２１と接触している。
【００２９】
燃料極２０（燃料極集電部２１及び燃料極活性部２２）の上面（外側面）と、インターコネクタ３０の上面（外側面）と、支持基板１０の主面とにより、１つの平面（凹部１２が形成されていない場合の支持基板１０の主面と同じ平面）が構成されている。即ち、燃料極２０の上面とインターコネクタ３０の上面と支持基板１０の主面との間で、段差が形成されていない。
【００３０】
燃料極集電部２１は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）と、第２酸化物セラミックスと、を含んで構成される。なお、燃料極集電部２１が第２酸化物セラミックスを含んでいるのは、ＮｉＯ単独の熱膨張係数（約１４ｐｐｍ／Ｋ）が、通常の電極材料の熱膨張係数（１０〜１３ｐｐｍ／Ｋ）と比べて大きいことに起因して、燃料極集電部２１の等価熱膨張係数を通常の電極材料の熱膨張係数に近づけるため、である。従って、第２酸化物セラミックスとしては、熱膨張係数が通常の電極材料の熱膨張係数（１０〜１３ｐｐｍ／Ｋ）と比べて小さいものが好適である。具体的には、「第２酸化物セラミックス」としては、Ｙ２Ｏ３（イットリア）、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）等が好適である。燃料極集電部２１の厚さ（即ち、凹部１２の深さ）は、５０〜５００μｍである。燃料極集電部２１の気孔率は１５〜５５％である。
【００３１】
燃料極活性部２２は、電子伝導性を有する物質と、酸素イオン伝導性を有する物質と、を含んで構成される。「電子伝導性を有する物質」としては、ＮｉＯ（酸化ニッケル）が好適である。「酸素イオン伝導性を有する物質」としては、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）、ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）等が好適である。燃料極活性部２２の厚さは、５〜３０μｍである。燃料極活性部２２の気孔率は１５〜５５％である。
【００３２】
なお、燃料極集電部２１内、並びに、燃料極活性部２２内のＮｉＯは、後述する還元処理によってＮｉに変化して、電子伝導性を獲得する。燃料極活性部２２における「気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合」は、燃料極集電部２１における「気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合」よりも大きい。
【００３３】
インターコネクタ３０は、例えば、ＬａＣｒＯ３（ランタンクロマイト）から構成され得る。或いは、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ３（ストロンチウムチタネート）から構成されてもよい。インターコネクタ３０の厚さは、１０〜１００μｍである。
【００３４】
燃料極２０及びインターコネクタ３０がそれぞれの凹部１２に埋設された状態の支持基板１０における長手方向に延びる外周面において複数のインターコネクタ３０が形成されたそれぞれの部分の長手方向中央部を除いた全面は、固体電解質膜４０により覆われている。固体電解質膜４０は、イオン伝導性を有する緻密な材料からなる焼成体である。固体電解質膜４０は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。固体電解質膜４０の厚さは、３〜５０μｍである。
【００３５】
即ち、燃料極２０がそれぞれの凹部１２に埋設された状態の支持基板１０における長手方向に延びる外周面の全面は、インターコネクタ３０と固体電解質膜４０とからなる「緻密膜」により覆われている。この「緻密膜」は、「緻密膜」の内側の空間を流れる燃料ガスと「緻密膜」の外側の空間を流れる空気との混合を防止するガスシール機能を発揮する。なお、本願において「緻密」とは、「ガスが通過しない程度に高密度であること」を指し、具体的には、「気孔率が１０％以下であること」を指す。
【００３６】
なお、図２に示すように、本例では、固体電解質膜４０が、燃料極２０の上面、インターコネクタ３０の上面における長手方向の両側端部、支持基板１０の主面、及び、支持基板１０の側端面を覆っている。ここで、上述したように、燃料極２０の上面とインターコネクタ３０の上面と支持基板１０の主面との間で段差が形成されていない。従って、固体電解質膜４０が平坦化されている。この結果、固体電解質膜４０に段差が形成される場合に比して、応力集中に起因する固体電解質膜４０でのクラックの発生が抑制され得、固体電解質膜４０が有するガスシール機能の低下が抑制され得る。
【００３７】
固体電解質膜４０における各燃料極活性部２２と接している箇所の上面には、反応防止膜５０を介して空気極６０が形成されている。反応防止膜５０は、緻密な材料からなる焼成体であり、空気極６０は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。反応防止膜５０及び空気極６０を上方からみた形状は、燃料極活性部２２と略同一の長方形である。
【００３８】
反応防止膜５０は、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ２（ガドリニウムドープセリア）から構成され得る。反応防止膜５０の厚さは、３〜５０μｍである。空気極６０は、例えば、ＬＳＣＦ＝（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）から構成され得る。或いは、ＬＳＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ３（ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＮＦ＝Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンニッケルフェライト）、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）等から構成されてもよい。また、空気極６０は、ＬＳＣＦからなる第１層（内側層）とＬＳＣからなる第２層（外側層）との２層によって構成されてもよい。空気極６０の厚さは、１０〜１００μｍである。
【００３９】
なお、反応防止膜５０が介装されるのは、ＳＯＦＣ作製時又は作動中のＳＯＦＣ内において固体電解質膜４０内のＹＳＺと空気極６０内のＳｒとが反応して固体電解質膜４０と空気極６０との境界部分に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するためである。
【００４０】
ここで、燃料極２０と、固体電解質膜４０と、反応防止膜５０と、空気極６０とが積層されてなる積層体が、「発電素子部Ａ」に対応する（図２を参照）。即ち、支持基板１０の上面には、複数（本例では、４つ）の発電素子部Ａが、長手方向において所定の間隔をおいて配置されている。
【００４１】
各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、一方の（図２では、左側の）発電素子部Ａの空気極６０と、他方の（図２では、右側の）発電素子部Ａのインターコネクタ３０とを跨ぐように、空気極６０、固体電解質膜４０、及び、インターコネクタ３０の上面に、空気極集電膜７０が形成されている。空気極集電膜７０は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。空気極集電膜７０を上方からみた形状は、長方形である。
【００４２】
空気極集電膜７０は、例えば、ＬＳＣＦ＝（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）から構成され得る。或いは、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）から構成されてもよい。或いは、Ａｇ（銀）、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム合金）から構成されてもよい。空気極集電膜７０の厚さは、５０〜５００μｍである。
【００４３】
このように各空気極集電膜７０が形成されることにより、各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、一方の（図２では、左側の）発電素子部Ａの空気極６０と、他方の（図２では、右側の）発電素子部Ａの燃料極２０（特に、燃料極集電部２１）とが、電子伝導性を有する「空気極集電膜７０及びインターコネクタ３０」を介して電気的に接続される。この結果、支持基板１０の上面に配置されている複数（本例では、４つ）の発電素子部Ａが電気的に直列に接続される。ここで、電子伝導性を有する「空気極集電膜７０及びインターコネクタ３０」が、「電気的接続部」に対応する。
【００４４】
なお、インターコネクタ３０は、前記「電気的接続部」における「緻密な材料で構成された第１部分」に対応し、気孔率は１０％以下である。空気極集電膜７０は、前記「電気的接続部」における「多孔質の材料で構成された第２部分」に対応し、気孔率は２０〜６０％である。
【００４５】
以上、説明した「横縞型」のＳＯＦＣに対して、図４に示すように、支持基板１０の燃料ガス流路１１内に改質後の燃料ガス（水素ガス等）を流すとともに、支持基板１０の上下面（特に、各空気極集電膜７０）を「酸素を含むガス」（空気等）に曝す（或いは、支持基板１０の上下面に沿って酸素を含むガスを流す）ことにより、固体電解質膜４０の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。更に、この構造体を外部の負荷に接続すると、下記（１）、（２）式に示す化学反応が起こり、電流が流れる(発電状態)。
（１／２）・Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−    （於：空気極６０）  …（１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−        （於：燃料極２０）  …（２）
【００４６】
発電状態においては、図５に示すように、各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、電流が、矢印で示すように流れる。この結果、図４に示すように、このＳＯＦＣ全体から（具体的には、図４において最も手前側の発電素子部Ａのインターコネクタ３０と最も奥側の発電素子部Ａの空気極６０とを介して）電力が取り出される。
【００４７】
（製造方法）
次に、図１に示した「横縞型」のＳＯＦＣの製造方法の一例について図６〜図１４を参照しながら簡単に説明する。図６〜図１４において、各部材の符号の末尾の「ｇ」は、その部材が「焼成前」であることを表す。
【００４８】
先ず、図６に示す形状を有する支持基板の成形体１０ｇが作製される。この支持基板の成形体１０ｇは、例えば、支持基板１０の材料（例えば、ＭｇＯとＹ２Ｏ３）の粉末にバインダー、造孔材、分散材等が添加されて得られるスラリーを用いて、押し出し成形、切削等の手法を利用して作製され得る。以下、図６に示す７−７線に対応する部分断面を表す図７〜図１４を参照しながら説明を続ける。
【００４９】
図７に示すように、支持基板の成形体１０ｇが作製されると、次に、図８に示すように、支持基板の成形体１０ｇの上下面に形成された各凹部１２に、燃料極集電部の成形体２１ｇがそれぞれ埋設・形成される。次いで、図９に示すように、各燃料極集電部の成形体２１ｇの外側面に形成された各凹部に、燃料極活性部の成形体２２ｇがそれぞれ埋設・形成される。各燃料極集電部の成形体２１ｇ、及び各燃料極活性部２２ｇは、例えば、燃料極２０の材料（例えば、ＮｉとＹ２Ｏ３）の粉末にバインダー、造孔材、分散材等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して埋設・形成される。
【００５０】
続いて、図１０に示すように、各燃料極集電部の成形体２１ｇの外側面における「燃料極活性部の成形体２２ｇが埋設された部分を除いた部分」に形成された各凹部に、インターコネクタの成形体３０ｇがそれぞれ埋設・形成される。各インターコネクタの成形体３０ｇは、例えば、インターコネクタ３０の材料（例えば、ＬａＣｒＯ３）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して埋設・形成される。
【００５１】
次に、図１１に示すように、複数の燃料極の成形体（２１ｇ＋２２ｇ）及び複数のインターコネクタの成形体３０ｇがそれぞれ埋設・形成された状態の支持基板の成形体１０ｇにおける長手方向に延びる外周面において複数のインターコネクタの成形体３０ｇが形成されたそれぞれの部分の長手方向中央部を除いた全面に、固体電解質膜の成形膜４０ｇが形成される。固体電解質膜の成形膜４０ｇは、例えば、固体電解質膜４０の材料（例えば、ＹＳＺ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、ディッピング法等を利用して形成される（後述する図１６を参照）。
【００５２】
次に、図１２に示すように、固体電解質膜の成形膜４０ｇにおける各燃料極活性部２２ｇと接している箇所の外側面に、反応防止膜の成形膜５０ｇが形成される。各反応防止膜の成形膜５０ｇは、例えば、反応防止膜５０の材料（例えば、ＧＤＣ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００５３】
そして、このように種々の成形膜が形成された状態の支持基板の成形体１０ｇが、空気中にて１５００℃で３時間焼成される。これにより、図１に示したＳＯＦＣにおいて空気極６０及び空気極集電膜７０が形成されていない状態の構造体が得られる。
【００５４】
次に、図１３に示すように、各反応防止膜５０の外側面に、空気極の成形膜６０ｇが形成される。各空気極の成形膜６０ｇは、例えば、空気極６０の材料（例えば、ＬＳＣＦ）の粉末にバインダー、造孔材、分散材等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００５５】
次に、図１４に示すように、各組の隣り合う発電素子部について、一方の発電素子部の空気極の成形膜６０ｇと、他方の発電素子部のインターコネクタ３０とを跨ぐように、空気極の成形膜６０ｇ、固体電解質膜４０、及び、インターコネクタ３０の外側面に、空気極集電膜の成形膜７０ｇが形成される。各空気極集電膜の成形膜７０ｇは、例えば、空気極集電膜７０の材料（例えば、ＬＳＣＦ）の粉末にバインダー、造孔材、分散材等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００５６】
そして、このように成形膜６０ｇ、７０ｇが形成された状態の支持基板１０が、空気中にて１０５０℃で３時間焼成される。これにより、図１に示したＳＯＦＣが得られる。なお、この時点では、酸素含有雰囲気での焼成により、燃料極２０（集電部２１＋活性部２２）中のＮｉ成分が、ＮｉＯとなっている。従って、燃料極２０（集電部２１＋活性部２２）の電子伝導性を獲得するため、その後、支持基板１０側から還元性の燃料ガスが流され、ＮｉＯが８００〜１０００℃で１〜１０時間に亘って還元処理される。なお、この還元処理は発電時に行われてもよい。以上、図１に示したＳＯＦＣ（本実施形態）の製造方法の一例について説明した。
【００５７】
（支持基板の側端面の形状の詳細）
次に、上記本実施形態に使用される支持基板１０の側端面について、図１５を参照しながら説明する。ここで、支持基板１０の「側端面」とは、（緻密膜（固体電解質膜４０）が形成されていない状態において）支持基板１０の全体を幅方向（ｙ軸方向）からみたときにみえる支持基板１０の外表面を指す。
【００５８】
図１５に示すように、支持基板１０の側端面は、一対の平面部１２と、突出部１３と、を備える。一対の平面部１２は、支持基板１０の側端面における、支持基板１０の厚さ方向（ｚ軸方向）における両端部から厚さ方向の中央部に向けて長手方向及び厚さ方向に沿って（即ち、ｘ−ｚ平面に沿って）延びる一対の平面部分である。突出部１３は、一対の平面部１２におけるそれぞれの厚さ方向の中央側端部から幅方向（ｙ軸方向）において外側に突出する曲面形状（具体的には、略半円筒面状）を呈する長手方向に延びる部分である。なお、図１５では、支持基板１０における幅方向（ｙ軸方向）の両端部にて長手方向に延びる支持基板１０の一対の側端面のうち一方の側端面のみが記載されているが、他方の側端面についても同様である。
【００５９】
換言すれば、本実施形態では、支持基板１０の主面と側端面との境界部にて、主面側が厚さ方向に突出する一対の段差（以下、単に「段差」と呼ぶ）が形成されている。支持基板１０の全体を長手方向（ｘ軸方向）からみたとき、「段差」の突出方向（一対の平面部１２の延在方向）は、支持基板１０の厚さ方向（ｚ軸方向）に一致することが好ましいが、支持基板１０の厚さ方向から僅かに（例えば、５°以内）ずれていてもよい。
【００６０】
図１５に示すように、支持基板１０の厚さを「Ｈ１」とし、平面部１２の厚さ方向（ｚ軸方向）における高さを「Ｈ２」とする。Ｈ１は、例えば、１〜５ｍｍであり、Ｈ２は、例えば、５０〜５００μｍである。なお、支持基板１０の一方の主面側に形成された平面部１２のＨ２（図１５の上側のＨ２）と、他方の主面側に形成された主面部１２のＨ２（図１５の下側のＨ２）とは、互いに一致していることが好ましいが、異なっていてもよい。支持基板１０の一方の主面側に形成された平面部１２のＨ２と、他方の主面側に形成された主面部１２のＨ２とが異なっている場合、その差は１００μｍ以内にすることが好ましい。また、支持基板１０の一方の主面側に形成された平面部１２のＨ２と、他方の主面側に形成された主面部１２のＨ２とが異なっている場合、その平均値をＨ２とすることが好ましい。
【００６１】
図１５に示す例では、突出部１３の断面（ｙ−ｚ平面に沿った断面）は、半円形状（円の一部の形状）となっているが、一対の平面部１２から幅方向外側に突出する曲面形状（凸面形状）である限りにおいて、どのような形状であってもよい。また、図１５に示す例では、突出部１３に対応する半円形の中心が、一対の平面部１２を含む平面上に位置しているが、前記平面に対して支持基板１０の幅方向（ｙ軸方向）における中央側に位置していても、前記平面に対して支持基板１０の幅方向における外側に位置していてもよい。突出部１３の外表面の曲率半径Ｒ２は、例えば、０.１〜２.５ｍｍである。
【００６２】
また、図１５に示すように、固体電解質膜４０（＝緻密膜）における支持基板１０の主面を覆う部分（以下、「緻密膜主部」と呼ぶ）における厚さの最小値を「Ｔ１」とし、固体電解質膜４０（＝緻密膜）における支持基板１０の側端面を覆う部分（以下、「緻密膜側端部」と呼ぶ）における厚さの最小値を「Ｔ２」とする。なお、Ｔ２は、「緻密膜側端部」の全域における厚さの最小値であるが、Ｔ１は、「緻密膜主部」のうち幅方向（ｙ軸方向）にて両端から５０μｍの範囲内の領域を除いた部分、における厚さの最小値とする。これは、「緻密膜主部」のうち幅方向にて両端から５０μｍの範囲内の領域の厚さが、「緻密膜主部」のうち前記領域を除いた部分の厚さに対して極端に小さくなる場合があることに基づく。なお、図１５に示す例では、緻密膜主部の厚さが全域に亘って一定であるように緻密膜が描かれている。
【００６３】
また、本明細書にて、「緻密膜主部」の或る位置の「厚さ」とは、支持基板１０の主面における対応する位置から主面に対して垂線を引いた場合において、その垂線における「緻密膜主部」の内部に位置する部分の長さ、を指す。同様に、「緻密膜側端部」の或る位置の「厚さ」とは、支持基板１０の側端面における対応する位置から側端面に対して垂線を引いた場合において、その垂線における「緻密膜側端部」の内部に位置する部分の長さ、を指す。
【００６４】
Ｔ１は、例えば、５〜５０μｍであり、Ｔ２は、例えば、５５〜５５０μｍである。Ｔ１＜Ｔ２という関係が成立している。また、「緻密膜側端部」における外表面の曲率半径Ｒ１（図１５を参照）は、０.２〜２.６ｍｍである。図１５に示す例では、緻密膜主部の外表面と緻密膜側端部の外表面との境界部にて段差が形成されていないが、緻密膜主部側が厚さ方向に突出する段差が形成されていてもよい。
【００６５】
以下、上述のように、支持基板１０の側端面に一対の「段差」が形成されたことによる作用・効果を説明するための準備として、先ず、背景技術の欄で述べた文献に記載の燃料電池に使用されている支持基板を取り上げる。図１６に示すように、この支持基板では、支持基板の主面と側端面との境界部にて前記「段差」が形成されていない（図１５にて、２点鎖線で示した形状を参照）。
【００６６】
図１６に示すように、通常、支持基板の主面及び側端面を覆う緻密膜（固体電解質膜）の「成形膜」（焼成前）は、緻密膜材料を含むスラリーを用いたディッピングによって形成される。即ち、貯留されたスラリーに支持基板が浸漬され、その後、貯留されたスラリーから支持基板が取り出されることによって、支持基板の主面及び側端面を覆う緻密膜（固体電解質膜）の「成形膜」が形成される。
【００６７】
貯留されたスラリーに支持基板が浸漬される際、支持基板の表面とスラリーとの境界部に気泡が混入し易い。このように混入した気泡は、貯留されたスラリーから支持基板が取り出された直後では、「成形膜」における支持基板の主面との界面の近傍部分、並びに、「成形膜」における支持基板の側端面との界面の近傍部分、に共に残留し易い。
【００６８】
しかしながら、その後、時間が経過するにつれて、「成形膜における支持基板の主面との界面の近傍部分」に残留していた気泡は、消滅し易い一方で、図１７に示すように、「成形膜における支持基板の側端面との界面の近傍部分」に残留していた気泡は、そのまま残留し易い。これは以下の理由に基づく、と考えられる。
【００６９】
即ち、図１７に示すように、一般に、支持基板の主面と支持基板のガス流路１１との距離は、支持基板の側端面と支持基板のガス流路１１との距離に対して相対的に小さい。従って、「成形膜における支持基板の主面との界面の近傍部分」に残留していた気泡は、支持基板の主面から、支持基板の内部（多数の気孔）、及び、ガス流路１１を経由して、外部に揮発し易い一方で、「成形膜における支持基板の側端面との界面の近傍部分」に残留していた気泡は、支持基板の側端面から、支持基板の内部（多数の気孔）、及び、ガス流路１１を経由して、外部に揮発し難い。この結果、図１７に示すように、「成形膜における支持基板の側端面との界面の近傍部分」に残留していた気泡が、特に残留し易い。
【００７０】
図１７に示すように気泡が残留した状態にて、「成形膜」が焼成されて緻密膜（＝固体電解質膜）が形成されると、焼成後にて、「緻密膜側端部」において、ピンホールが形成され易い。「ピンホール」とは、「緻密膜における支持基板の側端面との界面の近傍部分」から「緻密膜の外表面」に通じる孔、を指す。これは、焼成中にて、「成形膜における支持基板の側端面との界面の近傍部分」に残留していた気泡が、「成形膜の外表面」を経由して揮発することに因る、と考えられる。
【００７１】
このように、「緻密膜側端部」においてピンホールが形成されると、燃料ガスと空気との混合の防止が完全には達成され得なくなり、固体電解質膜４０における燃料極２０側面と空気極６０側面との間の酸素分圧差が減少する。この結果、燃料電池の発電出力が低下する。
【００７２】
この問題に対処するため、本実施形態では、上述のように、支持基板１０の側端面において一対の「段差」が形成された。このように、支持基板１０の主面と側端面との境界部にて一対の「段差」が形成されることによって、上述した文献に記載の燃料電池（前記「段差」が形成されていない）と比べて、「成形膜（固体電解質膜４０）における支持基板の側端面を覆う部分」の厚さが大きくなる（図１５において、実線で示す支持基板の側端面の形状と、２点鎖線で示す支持基板の側端面の形状と、の比較を参照）。
【００７３】
ここで、「成形膜における支持基板の側端面を覆う部分」の厚さが大きいと、成形膜の焼成後において上記ピンホールが形成され難い。これは以下の理由に基づく。即ち、「成形膜における支持基板の側端面を覆う部分」の厚さが大きいと、「成形膜における支持基板の側端面との界面の近傍部分」（即ち、気泡が残留している部分）と「成形膜の外表面」との距離が遠くなる。従って、焼成中において、気泡は、「成形膜の外表面」を経由して揮発し難くなり、むしろ、支持基板１０の側端面から支持基板１０の内部（多数の気孔）を経由して外部に揮発し易くなる。この結果、上記ピンホールが形成され難くなる。
【００７４】
以上、本実施形態によれば、上述した文献に記載の燃料電池（前記「段差」が形成されていない）と比べて、「成形膜（固体電解質膜４０）における支持基板１０の側端面を覆う部分」の厚さが大きくなることによって、成形膜の焼成後にて、上述したピンホールが形成され難くなる。
【００７５】
（緻密膜側端部におけるクラックの発生の防止）
上記本実施形態が通常の環境下で稼働される限りにおいては問題ない一方で、上記本実施形態が熱応力的に過酷な環境下で稼働されると、「緻密膜側端部」にてクラックが発生する場合がある。この現象は、「緻密膜側端部」にて過大な応力が局所的に発生し易いことに起因する、と考えられる。係るクラックが発生すると、上述したピンホールの場合と同様、燃料ガスと空気との混合の防止が完全には達成され得なくなり、この結果、燃料電池の発電出力が低下する。従って、「緻密膜側端部」にて係るクラックが発生する可能性を低減することは重要である。
【００７６】
本発明者は、上記本実施形態が熱応力的に過酷な環境下で稼働される場合における上述したクラックの発生の有無が、支持基板１０の厚さ「Ｈ１」に対する平面部１２の高さを「Ｈ２」の割合「Ｈ２／Ｈ１」（図１５を参照）と強い相関があることを見出した。以下、このことを確認した試験Ａについて説明する。
【００７７】
（試験Ａ）
この試験Ａでは、図１に示した本実施形態について、支持基板１０の材料、「緻密膜側端部」の材料、厚さＨ１、及び、高さＨ２（従って、値「Ｈ２／Ｈ１」）の組み合わせが異なる複数のサンプルが作製された。具体的には、表１に示すように、８種類の水準（組み合わせ）が準備された。各水準に対して１０個のサンプル（Ｎ＝１０）が作製された。なお、水準２〜８では前記段差が形成されている（Ｈ２＞０）が、水準１では前記段差が形成されていない（Ｈ２＝０）。
【００７８】
なお、厚さＨ１、高さＨ２、最小値Ｔ１，最小値Ｔ２は、以下のように測定した。まず、燃料電池セルを、長手方向において、両端部と中央部とで切断した。この３つの断面のそれぞれにおいて、ＳＥＭ観察結果から各寸法を測定し、その平均値を各寸法とした。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
各サンプル（図１に示す本実施形態）にて、支持基板１０は、長手方向（ｘ軸方向）の長さが５０〜５００ｍｍで、幅方向（ｙ軸方向）の長さが１０〜１００ｍｍの平板状を呈していた。支持基板１０のガス流路１１（具体的には、６本）の断面は円形であり、その直径は０．３〜４．５ｍｍであった。複数のガス流路１１のうち幅方向（ｙ軸方向）の最も端に位置するガス流路１１の全体は、支持基板１０の側端面における一対の平面部１２を含む平面に対して、幅方向（ｙ軸方向）における中央側に位置していた。支持基板１０の側端面における突出部１３の断面（ｙ−ｚ平面に沿った断面）は、円の一部の形状を呈していた。突出部１３の外表面の曲率半径Ｒ２（図１５を参照）は０.３〜２.５ｍｍであった。
【００８１】
「緻密膜主部」は、「緻密膜側端部」と同じ組成及び微構造を有する材料で構成されていた。即ち、「緻密膜主部」と「緻密膜側端部」との間に認識可能な明確な境界面は存在しない。「緻密膜主部」の厚さの最小値Ｔ１（図１５を参照）は５μｍであり、「緻密膜側端部」の厚さの最小値Ｔ２（図１５を参照）は５５μｍであった。水準２〜８では、Ｔ１＜Ｔ２という関係が成立していた。水準１では、Ｔ１＝Ｔ２であった。「緻密膜側端部」における外表面の曲率半径Ｒ１（図１５を参照）は、０.５〜２.６ｍｍであった。「緻密膜主部」の外表面と「緻密膜側端部｝の外表面との境界部にて段差が形成されていなかった。支持基板１０の気孔率は１５〜５０体積％であり、「緻密膜主部」及び「緻密膜側端部」の気孔率は０〜１０体積％であった。支持基板１０、及び「緻密膜側端部」の焼成は、１４００〜１５００℃にて、１〜２０時間に亘って行われた。各サンプルに対して施された上記還元処理は、８００〜１０００℃にて、１〜１０時間に亘って行われた。
【００８２】
この試験Ａでは、上記還元処理後の各サンプルについて、「燃料極２０に還元性の燃料ガスを流通させながら、雰囲気温度を常温から７５０℃まで２時間で上げた後に７５０℃から常温まで４時間で下げるパターン」を１０回繰り返す熱サイクル試験を行った。そして、各サンプルについて、「緻密膜側端部」におけるクラックの発生の有無が確認された。この確認は、目視、並びに、顕微鏡を使用した断面の観察によってなされた。この結果は表１に示すとおりである。
【００８３】
表１から理解できるように、値「Ｈ２／Ｈ１」が０.２以下であると、そうでない場合と比べて、上述したクラックが発生し難い。これは、値「Ｈ２／Ｈ１」が０.２以下であれば、「緻密膜側端部」における応力集中が緩和されて、「緻密膜側端部」において過大な応力が局所的に発生しないように応力が分布する構造が得られることに基づく、と推測される。
【００８４】
なお、この試験Ａでは、値「Ｈ２／Ｈ１」＞０、且つ、評価結果が「クラックなし（０／１０）」であった水準２〜７のうちで、値「Ｈ２／Ｈ１」の最小値は、０．０１であった（水準２を参照）。この観点からみれば、値「Ｈ２／Ｈ１」が０．０１〜０.２の範囲内であると、そうでない場合と比べて、上述したクラックが発生し難い、と記述することもできる。
【００８５】
以上より、値「Ｈ２／Ｈ１」が０.２以下（或いは、０．０１〜０．２）である場合に、そうでない場合と比べて、上述した本実施形態が熱応力的に過酷な環境下で稼働された場合においても、「緻密膜側端部」にてクラックが発生し難くなる、ということができる。
【００８６】
ところで、上述した試験Ａにて使用された全てのサンプルでは、「緻密膜側端部」４０が、「緻密膜主部」４０と同じ組成及び微構造を有する材料で構成されていた（図１５を参照）。即ち、「緻密膜側端部」が、支持基板１０より気孔率が小さく、且つ、支持基板１０とは異なる組成を有する材料で構成されていた。
【００８７】
これに加えて、本発明者は、図１８に示すように、「緻密膜側端部」８０を、「緻密膜主部」４０と異なる組成を有する材料」であり、且つ、「支持基板１０より気孔率が小さく、且つ、支持基板１０と同じ組成を有する材料」で構成したサンプルに対しても、上述した熱サイクル試験と同じ試験を行った。
【００８８】
この結果、この構成の場合、値「Ｈ２／Ｈ１」が０．２以下（或いは、０.０１〜０.２）である場合はもちろんのこと、そうでない場合であっても、「緻密膜側端部」にてクラックが発生し難くなることが、別途確認されている。これは、「緻密膜側端部」と支持基板１０とが同じ組成を有する材料で構成されることによって、「緻密膜側端部」と支持基板１０との間の熱膨張係数差がなくなり、「緻密膜側端部」において過大な応力が局所的に発生し難くなることに基づく、と考えられる。なお、緻密膜側端部８０と緻密膜主部４０との境界面は、平面部１２と一致している必要は無く、例えば、幅方向（ｙ方向）にずれていてもよい。この場合、境界面と平面部１２とのずれは、幅方向において１００μｍ以内であることが好ましい。
【００８９】
また、緻密膜側端部８０を、緻密膜主部４０と異なる組成を有する材料であり、且つ、支持基板１０と異なる組成を有する材料で構成したサンプルに対しても、上述した熱サイクル試験と同じ試験を行った。具体的には、表２に示すような組合せのサンプル９〜１４をそれぞれ１０枚ずつ作製して、上述した熱サイクル試験と同じ試験を行った。なお、各サンプルの値「Ｈ２／Ｈ１」は、０．２以下とした。この結果、上記試験Ａと同様に、緻密膜側端部においてクラックは発生しなかった。
【００９０】
【表２】
0005883536.tif 000003
【００９１】
なお、本発明は上記本実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記本実施形態では、平板状の支持基板１０の上下面のそれぞれに複数の凹部１２が形成され且つ複数の発電素子部Ａが設けられているが、支持基板１０の片側面のみに複数の凹部１２が形成され且つ複数の発電素子部Ａが設けられていてもよい。
【００９２】
また、上記本実施形態においては、支持基板１０の一つの主面上に、電気的に直列に接続された複数の発電素子部Ａが配置された所謂「横縞型」と呼ばれる構成が採用されているが、支持基板１０の一つの主面上に一つの発電素子部Ａが配置される構成（所謂「縦縞型」）が採用されてもよい。また、上記本実施形態においては、燃料極２０が燃料極集電部２１と燃料極活性部２２との２層で構成されているが、燃料極２０が燃料極活性部２２に相当する１層で構成されてもよい。
【００９３】
加えて、上記本実施形態においては、各燃料極２０（集電部２１及び活性部２２）が支持基板の主面に形成された凹部１２に埋設されているが、支持基板の主面に凹部が形成されず、各燃料極２０（集電部２１及び活性部２２）が支持基板の主面から突出するように形成されていてもよい。
【００９４】
また、支持基板１０の一方の側端面と、他方の側端面とは、形状が一致していることが好ましいが、異なっていてもよい。例えば、支持基板１０の一方の側端面のみ一対の平面部１２と突出部１３を有しており、他方の側端面は一対の平面部１２を有していなくてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０…支持基板、１１…燃料ガス流路、２０…燃料極、２１…燃料極集電部、２２…燃料極活性部、３０…インターコネクタ、４０…固体電解質膜（緻密膜）、５０…反応防止膜、６０…空気極、７０…空気極集電膜、８０…緻密膜側端部、Ａ…発電素子部
【要約】
【課題】「燃料ガスと空気との混合を防止する緻密膜」における「平板状の支持基板の側端面を覆う部分」にて、焼成後にて、ピンホールが形成され難くすること。
【解決手段】この燃料電池は、「平板状の支持基板１０」と、「支持基板１０の主面及び側端面を覆うガスシール機能を有する緻密膜４０」と、を備える。支持基板１０の側端面は、「支持基板１０の厚さ方向（ｚ軸方向）における両端部から厚さ方向の中央部に向けて延びる一対の平面部１２」と、「一対の平面部１２におけるそれぞれの厚さ方向の中央側端部から幅方向（ｙ軸方向）において外側に突出する曲面形状を呈する突出部１３」と、を備える。支持基板１０の厚さ（Ｈ１）に対する、平面部１２の厚さ方向（ｚ軸方向）における高さ（Ｈ２）の割合（Ｈ２／Ｈ１）が０.２以下であることが好適である。
【選択図】図１５【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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