(57)【要約】      （修正有）【課題】酸素極の触媒活性が高く、長期に亘って出力密度が安定し、低温作動可能な燃料電池セル及び燃料電池を提供する。【解決手段】固体電解質の片側に酸素極、他側に燃料極を設けてなる燃料電池セルにおいて、固体電解質と酸素極との間に、イオン伝導性及び電子伝導性の中間層７を有するとともに、該中間層は、Ｃｅと希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）を含有する第1粒子７ａと第2粒子７ｂとを有し、第1粒子７ａが、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなり、第２粒子７ｂが、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質の片側に酸素極、他側に燃料極を設けてなる燃料電池セルにおいて、前記固体電解質と前記酸素極との間に、イオン伝導性及び電子伝導性の中間層を有するとともに、該中間層は、Ｃｅと希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）を含有する第1粒子と第2粒子とを有し、前記第1粒子が、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなり、前記第２粒子が、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項２】
固体電解質の片側に酸素極、他側に燃料極を設けてなる燃料電池セルにおいて、前記固体電解質と前記酸素極との間に、イオン伝導性及び電子伝導性の中間層を有するとともに、該中間層は、Ｃｅと希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）を含有する第1粒子と第2粒子とを有し、前記第1粒子が、制限視野電子線回折測定における（１１０）面において３倍周期の超格子構造を有し、前記第２粒子が、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項３】
固体電解質の片側に酸素極、他側に燃料極を設けてなる燃料電池セルにおいて、前記固体電解質と前記酸素極との間に、イオン伝導性及び電子伝導性の中間層を有するとともに、該中間層は、Ｃｅと希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）を含有する第1粒子と第2粒子とを有し、前記第1粒子が、エネルギー分散型Ｘ線分析計を用いたＣｅのピーク分離において、１２２ｅＶでのスペクトル強度が６以上であり、前記第２粒子が、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれかに記載の燃料電池セルを収納容器内に複数収納してなることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セル及び燃料電池に関し、特に固体電解質と酸素極との間に、イオン伝導性及び電子伝導性の中間層を有する燃料電池セル及び燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、固体電解質形燃料電池は発電効率が高く、第３世代の発電システムとして期待されている。
【０００３】
一般に、固体電解質形燃料電池セルには、円筒型と平板型が知られている。平板型燃料電池セルは、発電の単位体積当たりの出力密度は高いという特徴を有するが、実用化に関してはガスシール不完全性やセル内の温度分布の不均一性などの問題がある。それに対して、円筒型燃料電池セルでは、出力密度は低いものの、セルの機械的強度が高く、またセル内の温度の均一性が保てるという特徴がある。両形状の固体電解質形燃料電池セルとも、それぞれの特徴を生かして積極的に研究開発が進められている。
【０００４】
円筒型燃料電池セルの構造は、支持管として多孔性の酸素極を形成し、その表面に固体電解質、燃料極がこの順に設けられ、表面にインターコネクターが形成されている。発電は、燃料電池セルを１０００℃程度の温度に保持するとともに、支持管内部に空気（酸素）を、外部に燃料ガス、例えば、水素、メタン、プロパン、都市ガス等を供給することにより行なわれる。
【０００５】
一方、平板型燃料電池セルの構造は、固体電解質の一方に多孔性の酸素極を、他方に多孔性の燃料極を設けて構成されている。そして、セル同士を接合するため、セパレータが燃料電池セル間に配置されている。
【０００６】
このような円筒型及び平板型の固体電解質形燃料電池セルの酸素極は、一般に酸素空孔を含むペロブスカイト型酸化物粉末をスクリーン印刷法により固体電解質に塗布し、大気雰囲気中で１０００〜１２００℃でて焼き付けて形成されていた。特にＬａ−Ｓｒ−Ｃｏ系酸化物は、材料表面および内部にて酸素を拡散する性質があり、低温での動作性に優れるため広く使用されるようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
また、製造や発電時における加熱により、酸素極と固体電解質の界面において拡散反応を生じ、絶縁層が形成されることが知られており、これを防止するために、固体電解質と酸素極の間に、例えばイオン伝導性や電子伝導性材料（例えばＣｅ系酸化物）からなる反応防止層を設けることが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０８−１３００１８号公報
【特許文献２】特開２００２−１５７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の燃料電池セルでは、Ｃｅ系酸化物を用いた反応防止層により、酸素極と固体電解質の界面における相互拡散による絶縁層形成を防止できるものの、未だ燃料電池セルの出力が低いという問題があった。
【０００９】
即ち、一般にＣｅ系酸化物はイオン伝導性を有するものの、電子伝導性は低く、このため、酸素極と固体電解質との間には、電子伝導性の低いＣｅ系酸化物が形成されており、これにより、燃料電池セルの出力が低くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、酸素極への電子伝導性を向上して出力を向上できる燃料電池セル及び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】
【００１１】
本発明の燃料電池セルは、固体電解質の片側に酸素極、他側に燃料極を設けてなる燃料電池セルにおいて、前記固体電解質と前記酸素極との間に、イオン伝導性及び電子伝導性の中間層を有するとともに、該中間層は、Ｃｅと希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）を含有する第1粒子と第2粒子とを有し、前記第1粒子が、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなり、前記第２粒子が、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなることを特徴とする。
【００１２】
このような燃料電池セルでは、中間層中に、イオン伝導性の良好な、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなる第２粒子とともに、電子伝導性の良好な、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなる第１粒子を有するため、電子伝導性の高い第１粒子とイオン伝導性の高い第２粒子が共存することにより、固体電解質と酸素極との三相界面の電極反応の場が大幅に広がり、酸素分子の吸着解離に対する触媒活性が向上し、酸素イオンを固体電解質内部へ効率よく導入できる。
【００１３】
即ち、４価より小さい価数のＣｅ、例えばＣｅ３＋と希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物は、[Ｖｏ・・]→Ｏｏｘ＋２h・の反応の他に、Ｃｅ４＋→Ｃｅ３＋+h・の反応により、多くのホールが発生する為、電子伝導性が極めて高くなり、このような複合酸化物からなる第１粒子を有する中間層により燃料電池セルの出力を向上できる。
【００１４】
また、本発明の燃料電池セルは、固体電解質の片側に酸素極、他側に燃料極を設けてなる燃料電池セルにおいて、前記固体電解質と前記酸素極との間に、イオン伝導性及び電子伝導性の中間層を有するとともに、該中間層は、Ｃｅと希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）を含有する第1粒子と第2粒子とを有するとともに、前記第1粒子が、制限視野電子線回折測定における（１１０）面において３倍周期の超格子構造を有し、前記第２粒子が、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなることを特徴とする。
【００１５】
このような燃料電池セルでは、中間層を構成する第1粒子が、制限視野電子線回折測定における（１１０）面において３倍周期の超格子構造を有するため、第１粒子は、電子伝導性の良好な、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなる第１粒子となり、上記したように、電子伝導性の高い第１粒子とイオン伝導性の高い第２粒子が共存することにより、固体電解質と酸素極との三相界面の電極反応の場が大幅に広がり、酸素分子の吸着解離に対する触媒活性が向上し、酸素イオンを固体電解質内部へ効率よく導入できる。セリア相の実格子がＢＣＣ構造である場合には、第1粒子が、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなることをより確実に確認できる。
【００１６】
さらに、本発明の燃料電池セルは、固体電解質の片側に酸素極、他側に燃料極を設けてなる燃料電池セルにおいて、前記固体電解質と前記酸素極との間に、イオン伝導性及び電子伝導性の中間層を有するとともに、該中間層は、Ｃｅと希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）を含有する第1粒子と第2粒子とを有し、前記第1粒子が、エネルギー分散型Ｘ線分析計を用いたＣｅのピーク分離において、１２２ｅＶでのスペクトル強度が６以上であり、前記第２粒子が、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなることを特徴とする。
【００１７】
このような燃料電池セルでは、中間層を構成する第1粒子が、エネルギー分散型Ｘ線分析計を用いたＣｅのピーク分離において、１２２ｅＶでのスペクトル強度が６以上であるため、第１粒子は、電子伝導性の良好な、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなる第１粒子となり、上記したように、電極反応の場が大幅に広がり、酸素分子の吸着解離に対する触媒活性が向上し、酸素イオンを固体電解質内部へ効率よく導入できる。
【００１８】
本発明の燃料電池は、上記燃料電池セルを収納容器内に複数収納してなるものである。このような燃料電池では、燃料電池セルの出力を向上できるため、燃料電池としても高出力を達成できる。
【００１９】
本発明で用いられるセリア系磁器は、Ｃｅと希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）を含有する第1粒子と第2粒子とを有するとともに、前記第1粒子が、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなり、前記第２粒子が、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物粒子からなることにより、イオン伝導性の良好な、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなる第２粒子とともに、電子伝導性の良好な、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなる第１粒子を有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の燃料電池セルでは、中間層中に、イオン伝導性の良好な、４価のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなる第２粒子とともに、電子伝導性の良好な、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなる第１粒子を有するため、電子伝導性の高い第１粒子とイオン伝導性の高い第２粒子が共存することにより、固体電解質と酸素極との三相界面の電極反応の場が大幅に広がり、酸素分子の吸着解離に対する触媒活性が向上し、酸素イオンを固体電解質内部へ効率よく導入できる。
【００２１】
また、第1粒子が、制限視野電子線回折測定における（１１０）面において３倍周期の超格子構造を有する場合や、エネルギー分散型Ｘ線分析計を用いたＣｅのピーク分離において、１２２ｅＶでのスペクトル強度が６以上である場合にも、電子伝導性の良好な、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）との複合酸化物からなる第１粒子を有することになるため、電極反応の場が大幅に広がり、酸素分子の吸着解離に対する触媒活性が向上し、酸素イオンを固体電解質内部へ効率よく導入できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、円筒型、平板型、中空平板型等の固体電解質形燃料電池に用いられる燃料電池セルに適用されるものであり、図１に示すように、多孔質の導電性支持体１上に多孔質の燃料極３、緻密な固体電解質５，緻密な中間層７，多孔質の酸素極９を積層して構成されている。尚、本発明は、固体電解質を燃料極及び酸素極で挟持してなる燃料電池セルであれば、例えば支持体が酸素極であってもよい。
【００２３】
そして、本発明では、固体電解質５上に形成された中間層７は、図２に示すように、Ｃｅと希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）を含有する複合酸化物からなる第１粒子７ａ、第２粒子７ｂを有しており、第１粒子７ａ（異相という場合もある）は、第１粒子７ａ全体が平均価数４価より小さい価数のＣｅと希土類元素（Ｃｅを除く）とが反応しており、第２粒子７ｂは、全体が平均価数４価のＣｅと希土類元素との複合酸化物から構成されている。第１粒子７ａは、表層部のみ４価より小さい価数のＣｅと希土類元素とが反応し、中央部は４価のＣｅと希土類元素が反応した部分となる場合もある。
【００２４】
第１粒子７ａ、第２粒子７ｂのような組織の相違は、粒径及び後述する熱処理条件（大気圧（酸素分圧２×１０４Ｐａ）より高い酸素分圧でアニールする）により生じる。即ち、（ＣｅＯ２）１−ｘ（ＲｅＯ３／２）ｘよりなる中間層表面や固体電解質表面を、後述する熱処理条件（大気圧（酸素分圧２×１０４Ｐａ）より高い酸素分圧でアニールする）により希土類元素Ｒｅ成分が拡散することにより生じる。本雰囲気下において熱処理することにより、[Ｖｏ・・]→Ｏｏｘ＋２h・の反応の他に、Ｃｅ４＋→Ｃｅ３＋+h・の反応に伴い、多くのホールが発生する為、希土類元素Ｒｅ成分が拡散しＲｅ成分濃度が高い第１粒子７aと、Ｒｅ成分濃度が低い第２粒子７ｂを含む中間層が形成され、中間層全体では、電子伝導性が極めて高くなる。
【００２５】
（ＣｅＯ２）１−ｘ（ＲｅＯ３／２）ｘよりなる中間層７は、電子伝導性を高めるという点から、ｘ＝０．１〜０．４、特には、ｘ＝０．１〜０．２からなることが望ましい。希土類元素Ｒｅ（Ｃｅを除く）としては、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ及びＹｂのうち少なくとも１種であることが望ましい。特には、高い電子伝導性よりＧｄ、Ｓｍが望ましい。
【００２６】
４価より小さい価数のＣｅと希土類元素が反応した第１粒子（異相という場合もある）は、例えば、図３に示すように、制限視野電子線回折測定における（１１０）面において３倍周期の超格子構造を有し、セリア相の実格子がＢＣＣ構造を示す。図４（ａ）に、第２粒子７ｂの制限視野電子線回折像を、（ｂ）に第１粒子７ａの制限視野電子線回折像を示す。
【００２７】
また、４価より小さい価数のＣｅと希土類元素が反応した第１粒子７ａは、図５に示すように、エネルギー分散型Ｘ線分析計を用いたＣｅのピーク分離において、１２２ｅＶでのスペクトル強度が６以上である。強度が６以上、特には９．５以上の場合には、Ｃｅの平均価数が４価より低く、より３価に近く高い電子伝導性（ホール伝導性）を示すことを意味する。
【００２８】
尚、導電性支持体１は、ＮｉとＹ２Ｏ３からなり、燃料極３はＮｉとＹ２Ｏ３が固溶したZｒＯ２（ＹＳＺ）からなり、固体電解質５はＹＳＺからなり、酸素極９は、（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３又は（Ｓｍ、Ｓｒ）ＣｏＯ３から構成されている。導電性支持体１、燃料極３、固体電解質５，酸素極９の構成材料についてはこれに限定されるものではない。尚、固体電解質５として、Ｃｅ系酸化物材料を用いた場合には、中間層との接合強度を高めることができる。
【００２９】
中間層７は、一般式（ＣｅＯ２）１−ｘ（ＲｅＯ３／２）ｘ（ｘは、０．１≦ｘ≦０．４、ＲｅはＣｅを除く希土類元素）で表される複合酸化物から構成される。中間層７を構成する第１、第２粒子７ａ、７ｂの平均粒径は０．３μｍ以下であることが好ましい。特に、０．２μｍ以下であることが好ましい。このような粒径で構成することにより、第１粒子７ａを多く含む中間層を容易に形成することができ、酸素の吸着解離能を高く保持することができるとともに、酸素極と固体電解質の接触を良好にすることができる。
【００３０】
また、中間層の厚みは固体電解質のイオン伝導性を維持する観点から２μｍ以下であることが好ましく、特に１μｍ以下、０．５μｍ以下であることが好ましい。また、ガスのリークを防ぐ観点から相対密度が９５％以上の緻密質からなることが望ましい。
【００３１】
このような燃料電池セルの中間層７は、希土類元素Ｒｅの固溶したナノメートルサイズのセリア系粒子を用いて、ジルコニアおよびセリア系より構成される固体電解質５の酸素極側面にセリア層を形成し、表面部分を７００〜１０００℃において大気圧（酸素分圧２×１０４Ｐａ）より高い酸素分圧でアニールすることにより、図２に示すような組織を示すことができる。
【００３２】
具体的には、ＮｉＯとＹ２Ｏ３を含有する支持基板成形体に、ＮｉＯとＹＳＺを含有するスラリーを塗布、乾燥し、燃料極層用のコーティング層を形成し、このコーティング層上に、ＹＳＺを含有するスラリーを用いて形成した固体電解質用シートを貼り付け、乾燥し、この固体電解質用シート上に、希土類元素Ｒｅ及びＣｅを含有する複合酸化物粉末を含有するスラリーを用いて形成した中間層用シートを貼り付け、乾燥し、積層成形体を作製する。この後、積層成形体を大気中にて同時焼成し、この後、中間層表面を大気よりも高酸素分圧にて所定時間アニールすることにより、本発明の燃料電池セルを得ることができる。
【００３３】
中間層の熱処理条件としては、温度は７００℃〜１０００℃、酸素分圧は酸素分圧２×１０４Ｐａより高く、熱処理時間は、１〜５時間であることが望ましい。特に、８００℃〜１０００℃、酸素分圧１×１０５Ｐａ以上が望ましく、さらには、９００℃〜１０００℃、酸素分圧５×１０５Ｐａ以上であることが望ましい。熱処理温度を７００℃〜１０００℃としたのは、７００℃よりも低い場合には、希土類元素の拡散が抑制され第１粒子７aのＣｅ平均価数が４価よりも低くならず、１０００℃よりも高い場合には、Ｒeの拡散が活性化され、中間層がホールの大量生成によりクラックが発生する傾向にある。また、酸素分圧を２×１０４Ｐａより高くしたのは、これ以下では、Ｒeの拡散が抑制され第１粒子７aのＣｅ平均価数が４価よりも低くならないからである。
【００３４】
尚、希土類元素Ｒｅの固溶したセリア系固体電解質を形成し、この固体電解質表面を、上記したような高酸素分圧下で熱処理することにより、固体電解質表面に中間層を形成することもできる。
【００３５】
また、セリアの価数の分析に関しては、エネルギー分散型Ｘ線分析計を用いたＣｅのピーク分離において、１２２ｅＶでのスペクトル強度でセリアのＣｅの３価の半定量が可能であり、通常の４価のＣｅとの区別が可能で、１２２ｅＶでのスペクトル強度が６以上を示せば、異相が十分に存在することを意味する。
【００３６】
本発明の燃料電池セルは、作動温度が６００℃以下、特に４００〜６００℃、更には４００〜５００℃であることが好ましい。このような低温で作動することにより、より安全な運転操作が可能となり、小型化や装置の信頼性向上にも寄与できる。
【００３７】
また、本発明の燃料電池は、上記した燃料電池セルを収納容器内に複数収納し、燃料電池セルに空気と水素を供給することにより発電することができる。
【００３８】
上記したように、燃料電池セルが低温で発電可能なため、低温作動により冷却機構が簡便になるため、一定の場所に設置して固定使用するのに加えて、移動体への搭載、例えば飛行機、電車や自動車等の移動車両への搭載も容易になる。
【実施例１】
【００３９】
先ず、平均粒径０．５μｍのＮｉＯ粉末と、平均粒径０．９μｍのＹ２Ｏ３粉末を焼成−還元後における体積比率をＮｉが４８体積％、Ｙ２Ｏ３が５２体積％になるように混合し、有機バインダーと溶剤にて作製した杯土を押し出し成形法にて成形し、乾燥、脱脂して中空平板型の支持基板成形体を作製した。
【００４０】
次に平均粒径０．５μｍのＮｉ粉末と希土類元素が固溶したＺｒＯ２粉と有機バインダーと溶媒を混合したスラリーを作製し、前記電極支持基板成形体に、スクリーン印刷法にて塗布、乾燥して、燃料極層用のコーティング層を形成した。次に８ｍｏｌ％のイットリウムが固溶したＺｒＯ２粉末と有機バインダーと溶媒とを混合して得られたスラリーを、ドクターブレード法にて固体電解質用シートを作製し、燃料極層用のコーティング層に貼り付け、乾燥した。
【００４１】
更に希土類元素Ｒｅ、Ｃｅを含有する中間層として、ＣｅＯ２を８５モル％、Ｇｄ２Ｏ３を１５モル％含む複合酸化物（以下１５ＧＤＣ）と有機バインダーと溶媒とを混合して得られたスラリーを、ドクターブレード法にて中間層用シートを作製し、固体電解質用シートの上に貼り付け、乾燥した。
【００４２】
次に、支持基板成形体、および燃料極層のコーティング層、固体電解質用シート、中間層シートを積層した積層成形体を１０００℃にて仮焼処理した。この後、ＬａＣｒＯ３系酸化物と、有機バインダーと溶媒を混合したスラリーを作製し、これを、露出した支持基板成形体に積層し、大気中１４５０℃において５時間で同時焼成した。この後、中間層の表面部分を酸素分圧１×１０５Ｐａにおいて１０００℃で２時間アニールした。
【００４３】
次に、平均粒径０．４μｍのＬａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．８Ｆｅ０．２Ｏ３粉末を有機溶剤中に分散しスラリーを作製し、このスラリーを中間層表面に印刷塗布し、１３０℃にて乾燥し１０５０℃で焼付け、酸素極層を形成し、本発明の燃料電池セルを作製した。
【００４４】
なお、作製した燃料電池セルの寸法は２５ｍｍ×２００ｍｍで、支持基板の厚さは３ｍｍ、開気孔率３５％、燃料極層の厚さは１０μｍ、固体電解質層の厚さは１５μｍ、中間層の厚みは３μｍ、酸素極の厚みは１０μｍであった。
【００４５】
次に、この燃料電池セルの内部に、水素ガスを流し、８５０℃で、支持基板及び燃料極層の還元処理を施した。
【００４６】
得られた燃料電池セルのガス流路に燃料ガスを流通させ、セルの外側に空気を流通させ、燃料電池セルを、電気炉を用いて表１に示す温度まで加熱し、発電試験を行ない、出力密度を測定した。また、交流インピーダンス測定により反応抵抗を求めた。
【００４７】
また、エネルギー分散型Ｘ線分析計を測定条件、加圧電圧２００ｋＶ、試料吸収電流１０−９Ａ、計測時間５ｓｅｃ、ビーム径１ｎｍφにおいて中間層の第１粒子のＣｅピークのスペクトル強度を評価した。さらに、中間層について、制限視野電子線回折測定における（１１０）面において３倍周期の超格子構造を有し、セリア相の実格子がＢＣＣ構造である第１粒子が存在することを確認した。この結果を、表１の試料Ｎｏ．５に記載した。
【実施例２】
【００４８】
酸素極を熱処理する酸素分圧、温度、時間、固体電解質材料、中間層材料を変更する以外は、上記実施例１と同様にして燃料電池セルを作製し、反応抵抗を測定し、その結果を表１に記載した。尚、本発明の燃料電池セルでは、中間層について、制限視野電子線回折測定における（１１０）面において３倍周期の超格子構造を有し、セリア相の実格子がＢＣＣ構造である第１粒子が存在することを確認した。
【表１】
2006278089.tif 000003
【００４９】
この表１から、アニールしなかった試料Ｎｏ．１では、第１粒子が存在せず、セル全体抵抗が大きく、発電特性が低いが、発明の燃料電池セルでは、セル全体抵抗が小さく、発電特性が良好なことが判る。尚、試料Ｎｏ．１０では、ＧＤＣからなる固体電解質をァニール処理して表面に中間層を形成した場合であるが、このような場合でも、特性が良好なことが判る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】燃料電池セルの断面図である。
【図２】中間層の概念断面図である。
【図３】本発明の中間層の高分解ＴＥＭ像である。
【図４】異相のない場合（ａ）と、ある場合（ｂ）の制限視野電子回折像である。
【図５】本発明の中間層のＥＥＬＳスペクトル結果である。
【符号の説明】
【００５１】
３・・・燃料極
５・・・固体電解質
７・・・中間層
７ａ・・・第１粒子
７ｂ・・・第２粒子
９・・・酸素極
【図１】
2006278089.tif 000004
【図２】
2006278089.tif 000005
【図３】
2006278089.tif 000006
【図４】
2006278089.tif 000007
【図５】
2006278089.tif 000008