(57)【要約】【課題】電極との機械的接合性に優れ、電池性能を向上し得るＳＯＦＣ用基板、その製造法及びＳＯＦＣを提供すること。【解決手段】固体酸化物形燃料電池用の多孔質基板である。多孔質金属又はメタライズ層を有する多孔質セラミックスを含有する基板本体を備える。基板本体の表面及び／又は孔部に、微細な糸状物を形成して成る。  製造方法では、基板本体を、微量酸素を含む不活性雰囲気中で熱処理し、基板本体の表面及び／又は孔部に上記糸状物を形成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体酸化物形燃料電池用の多孔質基板であって、多孔質金属又はメタライズ層を有する多孔質セラミックスを含有する基板本体を備え、この基板本体の表面及び／又は孔部に、微細な糸状物を形成して成ることを特徴とする固体酸化物形燃料電池用基板。
【請求項２】
上記多孔質金属又はメタライズ層は、ニッケル、鉄及びコバルトから成る群より選ばれた少なくとも１種の第１群元素と、ビスマス、亜鉛、インジウム、マンガン、錫、アルミニウム、スカンジウム、イットリウム、チタン、クロム、ジルコニウム及びランタンから成る群より選ばれた少なくとも１種の第２群元素を含有することを特徴とする請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池用基板。
【請求項３】
上記メタライズ層を有する多孔質セラミックスのセラミックス部分が、アルミナ、シリカ及びジルコニアから成る群より選ばれた少なくとも１種のセラミックスから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体酸化物形燃料電池用基板。
【請求項４】
上記糸状物は、固体酸化物形燃料電池の作動温度域において、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、マンガン酸化物、錫酸化物、アルミニウム酸化物、スカンジウム酸化物、イットリウム酸化物、チタン酸化物及びクロム酸化物から成る群より選ばれた少なくとも１種の酸化物から成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用基板。
【請求項５】
上記糸状物が結晶性の酸化物であり、枝分かれしたツリー状部位を有するか又は該ツリー状部位から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用基板。
【請求項６】
気孔率が４０〜９５％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用基板。
【請求項７】
上記基板本体が、燃料極材料又は空気極材料を含む電極機能付き基板本体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用基板。
【請求項８】
請求項２〜６のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用基板を製造するに当たり、
上記第１群元素と第２群元素を含む多孔質金属又は上記第１群元素と第２群元素を含むメタライズ層を有する多孔質セラミックスを含有する基板本体を、微量酸素を含む不活性雰囲気中で熱処理し、この基板本体の表面及び／又は孔部に上記糸状物を形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池用基板の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の固体酸化物形燃料電池用基板を製造するに当たり、
上記第１群元素と第２群元素を含む多孔質金属又は上記第１群元素と第２群元素を含むメタライズ層を有する多孔質セラミックスを含有する基板本体を、微量酸素を含む不活性雰囲気中で熱処理し、この基板本体の表面及び／又は孔部に上記糸状物を形成し、
次いで、燃料極材料又は空気極材料を付加して電極機能付き基板本体を作成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池用基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の固体酸化物形燃料電池用基板を製造するに当たり、
上記第１群元素と第２群元素を含む多孔質金属又は上記第１群元素と第２群元素を含むメタライズ層を有する多孔質セラミックスを含有する基板本体に、燃料極材料又は空気極材料を付加して電極機能付き基板本体を作成し、
次いで、この電極機能付き基板本体を、微量酸素を含む不活性雰囲気中で熱処理し、この電極機能付き基板本体の表面及び／又は孔部に上記糸状物を形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池用基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用基板に、固体電解質を燃料極と空気極で挟持して成る発電要素を積層して成ることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
【請求項１２】
請求項７に記載の固体酸化物形燃料電池用基板に、固体電解質と他の電極を積層して成ることを特徴とする固体酸化物物形燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）に用いられる基板及びその製造方法に係り、更に詳細には、セラミックスから成る電池要素と接合性に優れるＳＯＦＣ用基板、その製造法及びこれを用いたＳＯＦＣに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多孔質金属基板上に薄膜電池要素を形成した固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）では、通常、多孔質金属基板／燃料極／固体電解質／空気極の層構造を採る（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−９２３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、ＳＯＦＣは各種材料や製法の進歩に伴い単電池性能が急速に向上しつつあり、単電池を積層・集積化したスタックの開発も進展している。
一般に、ＳＯＦＣの単セルは燃料極基板上に電解質膜、空気極膜を順次形成したものである。また、燃料極基板の支持体としての機能を多孔質金属基板に担わせた、上記構成の単電池も開発されており、このような背景において、単電池を積層してスタックを構成する際、単電池を薄型・軽量化することが重要になりつつある。
【０００４】
しかしながら、かかる従来のＳＯＦＣにおいては、多孔質基板と電極間の機械的接合や電気的接合を考慮したものは無いか又はあったとしても考慮が不十分であった。
即ち、金属材料製の多孔質基板とセラミックス材料製の電極との間では、熱膨張率が大きく異なるので、基板から電極が剥離したり、電極が割れたりすることがあった。これに対し、両者の密着力を向上させるための方策として、金属体たる多孔質基板の表面に電極を構成するセラミックスと同種材料のセラミックス被膜を形成することが一般的に知られているが、この手法では十分な密着力を得ることが困難であった。
【０００５】
また、ＳＯＦＣでは、通常は燃料極材料としてニッケルサーメットが使用されるが、この燃料極には、ニッケル粒子が凝集して燃料極と固体電解質との界面におけるいわゆる三層界面が減少し、電池性能が劣化するという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電極との機械的接合性に優れ、電池性能を向上し得るＳＯＦＣ用基板、その製造法及びＳＯＦＣを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、所定の糸状物を基板表面や孔部に形成することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の固体酸化物形燃料電池用基板は、固体酸化物形燃料電池用の多孔質基板であって、多孔質金属又はメタライズ層を有する多孔質セラミックスを含有する基板本体を備える。また、この基板本体の表面及び／又は孔部には、微細な糸状物が形成されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の固体酸化物形燃料電池用基板の他の形態は、上記基板本体が、燃料極材料又は空気極材料を含む電極機能付き基板本体であることを特徴とするものであり、電極をも兼ねるものなので、固体酸化物形燃料電の池燃料極及び空気極のいずれか一方の機能を担わせることができる。
【００１０】
更に、本発明の固体酸化物形燃料電池用基板の製造方法は、上述の如き固体酸化物形燃料電池用基板を製造するに当たり、
上記第１群元素と第２群元素を含む多孔質金属又は上記第１群元素と第２群元素を含むメタライズ層を有する多孔質セラミックスを含有する基板本体を、微量酸素を含む不活性雰囲気中で熱処理し、これにより、この基板本体の表面及び／又は孔部に上記糸状物を形成する。
【００１１】
また、本発明の固体酸化物形燃料電池用基板の他の製造方法は、電極機能付きの固体酸化物形燃料電池用基板を製造する方法である。
上述の糸状物が形成された電池用基板に燃料極材料又は空気極材料を付加して電極機能付き基板本体を作成することができる。
また、上記第１群元素と第２群元素を含む多孔質金属又は上記第１群元素と第２群元素を含むメタライズ層を有する多孔質セラミックスを含有する基板本体に、燃料極材料又は空気極材料を付加して電極機能付き基板本体を作成し、
次いで、この電極機能付き基板本体を、微量酸素を含む不活性雰囲気中で熱処理し、この電極機能付き基板本体の表面及び／又は孔部に上記糸状物を形成してもよい。
【００１２】
更に、本発明の固体酸化物形燃料電池は、上述の如き固体酸化物形燃料電池用基板を用いた燃料電池であって、かかる基板に、固体電解質を燃料極と空気極で挟持して成る発電要素を積層して成ることを特徴とする。
【００１３】
更にまた、本発明の他の固体酸化物形燃料電池は、上述の電極機能付きの固体酸化物形燃料電池用基板を用いた燃料電池である。この場合、かかる電極機能付き基板に、固体電解質と他の電極を積層して成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、所定の糸状物を基板表面や孔部に形成することとしたため、電極との機械的接合性に優れ、電池性能を向上し得るＳＯＦＣ用基板、その製造法及びＳＯＦＣを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のＳＯＦＣ用基板につき詳細に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。
上述の如く、本発明のＳＯＦＣ用基板は、多孔質基板であって、多孔質金属又はメタライズ層を有する多孔質セラミックスを含有する基板本体を備え、この基板本体の表面及び／又は孔部に、微細な糸状物を形成して成る。
【００１６】
ここで、多孔質金属又はメタライズ層を構成する金属としては、電気伝導性を有する限り特に限定されるものではないが、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）又はコバルト（Ｃｏ）及びこれらの任意の混合物である第１群元素と、ビスマス（Ｂｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マンガン（Ｍｎ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）又はランタン（Ｌａ）及びこれらの任意の混合物である第２群元素を含有するものが、上記微細な糸状物を形成するのに好適である。
【００１７】
なお、メタライズ層を有する多孔質セラミックスのセラミックス部分を構成するセラミックスとしては、アルミナ、シリカ又はジルコニア及びこれらの任意の混合物に係るセラミックスが好ましい。
【００１８】
また、上記の糸状物としては、対象とするＳＯＦＣの作動温度域において、亜鉛酸化物、インジウム酸化物、マンガン酸化物、錫酸化物、アルミニウム酸化物、スカンジウム酸化物又はイットリウム酸化物及びこれらの任意の混合物に係る酸化物から成ることが好ましい。
【００１９】
なお、かかる糸状物の形態は、文字通り糸状で、代表的には、外径が５〜１００ｎｍ程度で、長さが５０〜１０００ｎｍ程度であるが、この形態に限定されるものではなく、結晶性の酸化物で、枝分かれしたツリー状部位を有するか、又は該ツリー状部位から成るものであってもよい。
【００２０】
本発明のＳＯＦＣ用基板は、代表的には、４０〜９５％の気孔率を有する。
気孔率が４０％未満では、ガス透過性に劣り十分なガスを燃料極に供給できないことがあり、９５％を超えると、基板が疎となり強度が不足し、燃料極などを支持できないことがある。
【００２１】
なお、本発明のＳＯＦＣ用基板においては、上記多孔質基板に電極材料、即ち燃料極材料又は空気極材料を含有させることにより、電極機能付きの基板とすることができる。
ここで、燃料極材料、空気極材料としては従来公知の材料を用いることができ、燃料極材料としては、Ｎｉ−ＹＳＺ、Ｎｉ−ＳｃＳＺなどのＮｉサーメット材料、空気極材料ととしては、ランタン・ストロンチウム・マンガン、ランタン・ストロンチウム・コバルト、ランタン・ストロンチウム・鉄・コバルトなどの複合酸化物を挙げることができる。
【００２２】
以下の図１〜図５に、本発明のＳＯＦＣ用基板の具体例を図示する。
図１は、金属粒子の焼結体から成る多孔質基板本体を備えるＳＯＦＣ用基板を示しており、糸状体１０が金属粒子２０に絡み付いたように形成されており、これを全体的に観察すれば、糸状体１０が金属製の多孔質基板本体の表面及び孔部に形成されていることになる。
【００２３】
図２は、金属繊維の焼結体から成る多孔質基板本体を備えるＳＯＦＣ用基板を示しており、糸状体１０が金属繊維２２に絡み付いたように形成されており、これを全体的に観察すれば、糸状体１０が金属製の多孔質基板本体の表面及び孔部に形成されていることになる。
【００２４】
図３は、メタライズ層を有するセラミックス粒子の焼結体から成る多孔質基板本体を備えるＳＯＦＣ用基板を示しており、糸状体１０がメタライズ層を有するセラミックス粒子２４に絡み付くように形成されており、これを全体的に観察すれば、糸状体１０がメタライズ層を有するセラミックス製の多孔質基板本体の表面及び孔部に形成されていることになる。
【００２５】
図４は、孔開きのセラミックス製基板３０の孔部にセラミックス粒子の焼結体が埋め込まれた構造を有する多孔質基板本体を備えるＳＯＦＣ用基板を示しており、この場合も、糸状体１０がセラミックス粒子２０に絡み付くように形成されており、これを全体的に観察すれば、糸状体１０が多孔質基板本体の表面及び孔部に形成されていることになる。
【００２６】
図５は、孔開きの金属製基板３２を多孔質基板本体として用いたものであり、糸状体１０が基板３２の表面及び孔部に形成されている。
なお、以上の図１〜図５からも明らかなように、本発明のＳＯＦＣ用基板における基板本体は、全体として多孔質であれば十分であり、基板の構成要素については特に限定されず、粒子や繊維などであってもよい。
【００２７】
図６は、金属粒子と燃料極材料粒子の焼結体から成る多孔質基板本体を備えるＳＯＦＣ用基板を示しており、糸状体１０が金属粒子２０と燃料極材料粒子４０に絡み付くように形成されており、これを全体的に観察すれば、糸状体１０が多孔質基板本体の表面及び孔部に形成されていることになる。
このような構造を有するＳＯＦＣ用基板は、燃料極機能付き基板として機能する。
【００２８】
次に、本発明のＳＯＦＣについて説明する。
上述の如く、本発明のＳＯＦＣは、上述した本発明のＳＯＦＣ用基板を用いて形成されるものであり、上記ＳＯＦＣ用基板に、固体電解質を燃料極と空気極で挟持した発電要素を積層したものである。
また、上記ＳＯＦＣ用基板が、図６に示したもののように電極機能（燃料極機能）をも併有する場合には、固体電解質と他の電極（この場合、空気極）を積層すればよい。
【００２９】
図７は、本発明のＳＯＦＣにおける電極とＳＯＦＣ用基板を示すものであり、糸状体１０が金属粒子２０に絡み付くように形成されているＳＯＦＣ用基板（図１参照）上に、電極層４２が積層されている。
このような構造を有する本発明のＳＯＦＣでは、糸状物１０が電極層４２に対して、いわゆるアンカー効果を発揮するので、ＳＯＦＣ用基板と電極層４２との密着力が向上しており、基板と電極層との剥離や電極の破損が有効に抑制される。
【００３０】
図８は、図７に示した電極と基板の断面構造の部分拡大図である。
同図に示すように、本発明のＳＯＦＣでは、電極材料粒子４０に糸状体１０が絡み付いて、電極材料粒子４０間では障害物（バリヤー）として機能する。よって、電極材料粒子の凝集が有効に抑制されるので、電極と電解質との間の三層界面の減少が抑制され、ＳＯＦＣの電池性能の劣化を有効に防止できることになる。
【００３１】
図９は、図４に示した燃料極機能付き基板を用いたＳＯＦＣを示すものであり、燃料極機能付き基板１００上に、固体電解質層２００と空気極層３００が積層されている。
このＳＯＦＣも、図７及び図８に示したＳＯＦＣと同様に、アンカー効果、電気伝導性の改善効果、電極材料粒子の凝集抑制効果を示す。
【００３２】
次に、本発明のＳＯＦＣ用基板の製造方法について説明する。
上述の如く、本発明の製造方法では、まず、上述した第１群元素と第２群元素を含む多孔質金属を含有する多孔質基板本体、又は第１群元素と第２群元素を含むメタライズ層を有するセラミックスを含有する多孔質基板本体を準備し、この多孔質基板本体を微量酸素を含む不活性雰囲気中で熱処理する。
かかる熱処理によって、上記糸状物が多孔質基板の金属表面又はメタライズ層から生成し、本発明のＳＯＦＣ用基板が得られる。
なお、図６に示したような電極機能付きの基板については、上記の糸状物が形成された多孔質基板に燃料極材料のような電極材料を付加してもよいし、また上記の多孔質基板に燃料極材料のような電極材料を付加し、その後に上記同様の熱処理を行ってもよい。
【００３３】
ここで、微量酸素を含む不活性雰囲気としては、酸素濃度が２００ｐｐｍ以下のガスを挙げることができる。
また、熱処理は、代表的には、９００〜１１００℃の１〜２時間の加熱を挙げることができる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３５】
（実施例１）
図１に対応する実施例として
粒径３ｕｍのＳＵＳ４３０粒子よりなる多孔質粒子焼結金属体基板（ｔ２ｍｍ）を下記の条件で処理しＳＵＳ粒表面に軸径約１００ｎｍ，軸長約１００ｕｍのクロム酸化物よりなる糸状物を多数形成し固体酸化物形燃料電池用基板を得た。
＜処理条件＞
石英ガラスを炉体する炉中に多孔焼結金属基板を設置し、酸素を１００ｐｐｍ含むアルゴンガスを通じ、昇温速度２００℃／ｈで１１００℃まで昇温し、その後１１００℃に２ｈ保持後、炉冷却した。
【００３６】
（実施例２）
図２に対応する実施例として
線径５０ｕｍのＦｅ−２０Ｃｒ−３Ａｌよりなる多孔質繊維焼結金属基板を下記の条件で処理し、金属繊維表面に軸径約１０ｎｍ、軸長約１００ｕｍのアルミ酸化物よりなる糸状物を多数形成し、固体酸化物形燃料電池用基板を得た。
＜処理条件＞
石英ガラスを炉体する炉中に多孔焼結金属基板を設置し、酸素を１００ｐｐｍ含むアルゴンガスを通じ、昇温速度２００℃／ｈで９５０℃まで昇温し、その後９５０℃に２ｈ保持後、炉冷却した。
【００３７】
（実施例３）
図３に対応する実施例として
粒径５ｕｍのアルミナ粒子よりなる多孔質焼結セラミック基板に、多孔性を損なわないようにメッキ法でＮｉ−Ｃｒメタライズ層を１ｕｍ形成した。この基板を下記の条件で処理し、アルミナ粒子表面に軸径約１００ｎｍ、軸長約１００ｕｍのクロム酸化物よりなる糸状物を多数形成し、固体酸化物形燃料電池用基板を得た。
＜処理条件＞
石英ガラスを炉体する炉中に多孔質アルミナ基板を設置し、酸素を５０ｐｐｍ含むアルゴンガスを通じ、昇温速度２００℃／ｈで１０００℃まで昇温し、その後１０００℃に２．５ｈ保持後、炉冷却した。
【００３８】
（実施例４）
図４に対応する実施例として
板厚３００ｕｍのＳＵＳ４３０金属薄板にエッチングにより穴径５０ｕｍの貫通穴を形成した金属薄板穴部に、粒径３ｕｍのＳＵＳ４３０粒子を充填し多孔質金属基板を用意した。この基板を下記条件で処理し、ＳＵＳ金属薄板表面及び穴部に充填したＳＵＳ粒表面に軸径約１００ｎｍ，軸長約１００ｕｍのクロム酸化物よりなる糸状物を多数形成し固体酸化物形燃料電池用基板を得た。
＜処理条件＞
石英ガラスを炉体する炉中に多孔焼結金属基板を設置し、酸素を１００ｐｐｍ含むアルゴンガスを通じ、昇温速度２００℃／ｈで１１００℃まで昇温し、その後１１００℃に２ｈ保持後、炉冷却した。
【００３９】
（実施例５）
図４に対応する実施例として
穴径５０ｕｍの貫通穴を多数有する板厚２５０ｕｍのアルミナ薄板の穴部に、粒径５ｕｍのアルミナ粒子を充填し多孔質金属基板を用意した。この基板の多孔性を損なわないようにスパッタ法にてＮｉ−Ａｌメタライズ層を１ｕｍ形成した。更に下記条件で処理し、アルミナ薄板表面及び穴部に充填したアルミナ粒表面に、軸径約１０ｎｍ，軸長約１００ｕｍのアルミ酸化物よりなる糸状物を多数形成し固体酸化物形燃料電池用基板を得た。
＜処理条件＞
石英ガラスを炉体する炉中に多孔質アルミナ基板を設置し、酸素を１００ｐｐｍ含むアルゴンガスを通じ、昇温速度２００℃／ｈで９５０℃まで昇温し、その後９５０℃に２ｈ保持後、炉冷却した。
【００４０】
（実施例６）
実施例５で示した固体酸化物形燃料電池用基板に、ＮｉＯ粒及び８ＹＳＺ粒（Ｙ２Ｏ３を８モル含有するＺｒＯ２）及び造孔剤とポリビニルアルコールからなるバインダーと水を溶媒としたスラリーを含浸し、スラリー乾燥後、１１００℃で２ｈ焼成することで図４に示す燃料極付固体酸化物形燃料電池用基板を得た。
この燃料極付基板上に、８ＹＳＺ粒及びエチルセルロースからなるバインダーと酢酸ブチルを溶媒としたペーストを塗布し、ペースト乾燥後、１３００℃で５ｈ焼成することで、１５ｕｍ厚の電解質膜を形成した。
更に電解質膜上に、ＬＳＭ（ランタン・ストロンチウム・マンガネート）粒及びエチルセルロースからなるバインダーと酢酸ブチルを溶媒としたペーストを塗布し、ペースト乾燥後、１２００℃で２ｈ焼成することで、３０ｕｍ厚の空気極膜を形成した。図９に完成した単電池構造を示す。
上記のように作成された固体酸化物形燃料電池を用いて、燃料極側に水素、空気極側に空気を通じ、６５０℃で発電させた。発電出力は１００時間後、初期値に比べ２％と低下したが２００時間後も２％であり、優れた耐久性を示した。これはアルミナ糸状物が形成された固体酸化物形燃料電池用基板においてアルミナ基板と燃料極層の密着力が優れ、かつ糸状物が燃料極中のニッケルの凝集を防止しているためである。
【００４１】
（実施例７）
実施例２に示した固体酸化物形燃料電池用基板に近しい構造として
線径５０ｕｍのＦｅ−２０Ｃｒ−３Ａｌよりなる多孔質繊維焼結金属基板に、ＮｉＯ粒及び８ＹＳＺ粒（Ｙ２Ｏ３を８モル含有するＺｒＯ２）及び造孔剤と水を溶媒としたスラリーを含浸し、スラリー乾燥後、石英ガラスを炉体する炉中に多孔焼結金属基板を設置し、８ＹＳＺ板で挟み、１０Ｐａ荷重下のもとアルゴンガスを通じ、昇温速度２００℃／ｈで９５０℃まで昇温し、その後９５０℃に２ｈ保持後、炉冷却した。
この燃料極付基板上に、８ＹＳＺ焼結体ターゲットを使用し、アルゴン雰囲気中、ガス圧０．２Ｐａでスパッタ法により燃料極付基板を７００℃に加熱して、１５ｕｍ厚の電解質膜を形成した。
更に電解質膜上に、ＬＳＣ（ランタン・ストロンチウム・コバルタイト）焼結体ターゲットを使用し、アルゴン雰囲気中、ガス圧１Ｐａでスパッタ法により燃料極付基板を３００℃に加熱して、２０ｕｍ厚の電解質膜を形成した。単電池構造は実施例６と同等の構成をもつ。
上記のように作成された固体酸化物形燃料電池を用いて、燃料極側に水素、空気極側に空気を通じ、６５０℃で発電させた。発電出力は１００時間後、初期値に比べ３％と低下したが２００時間後も３％であり、優れた耐久性を示した。これはアルミナ糸状物が形成された固体酸化物形燃料電池用基板においてアルミナ基板と燃料極層の密着力が優れ、かつ糸状物が燃料極中のニッケルの凝集を防止しているためである。
【００４２】
（比較例１）
実施例５及び６においてアルミナの糸状部物を形成しない場合について記す。すなわち実施例５において、スパッタ法にてＮｉ−Ａｌメタライズ層を形成せず、かつ既述の熱処理を行わない場合である。このように作成された多孔質アルミナ基板に実施例６で示した、燃料極、電解質、空気極を形成し、固体酸化物形燃料電池を作成した。
この固体酸化物形燃料電池を実施例６と同様に発電試験をしたところ、発電出力は１００時間後、初期値に比べ５％と低下し、更に２００時間後８％に低下し、実施例６に比べ耐久性が劣った。これは燃料極中のニッケルの凝集及び多孔質アルミナ基板と燃料極層の密着力不足ためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のＳＯＦＣ用基板の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のＳＯＦＣ用基板の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明のＳＯＦＣ用基板の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明のＳＯＦＣ用基板の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明のＳＯＦＣ用基板の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明の電極機能付きのＳＯＦＣ用基板の一例を示す断面図である。
【図７】本発明のＳＯＦＣにおける電極とＳＯＦＣ用基板を示す断面図である。
【図８】図７の部分拡大図である。
【図９】本発明のＳＯＦＣの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０    糸状物
２０    金属粒子
２２    金属繊維
２４    メタライズされたセラミックス粒子
３０    孔開きセラミックス製基板
３２    孔開き金属製基板
４０    電極材料（燃料極材料）粒子
４２    燃料極層
１００    燃料極機能付き基板
２００    固体電解質層
３００    空気極層
【図１】
2006114306.tif 000002
【図２】
2006114306.tif 000003
【図３】
2006114306.tif 000004
【図４】
2006114306.tif 000005
【図５】
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【図６】
2006114306.tif 000007
【図７】
2006114306.tif 000008
【図８】
2006114306.tif 000009
【図９】
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