(57)【要約】  ＳＯＦＣのセル１００は、燃料側電極１１０と、燃料側電極１１０の上に積層された電解質１２０と、電解質１２０の上に積層された酸素側電極１３０と、からなる。燃料側電極１１０は、ＮｉＯ及び／又はＮｉとＹＳＺとからなる。Ｎｉ及び／又はＮｉＯの全体中の体積比率はＮｉ換算で３５〜５５体積％でありＹＳＺの全体中の体積比率は４５〜６５体積％である。Ｎｉ及び／又はＮｉＯの平均粒径Ｒ１とＹＳＺの平均粒径Ｒ２との比率Ｒ２／Ｒ１は０．５以上である。焼成後の燃料側電極１１０に対する還元処理は、８００℃の高温下にて還元剤（水素）の濃度が４〜１００体積％の還元ガスを供給することで行われた。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体中の体積比率がＮｉ換算で３５〜５５体積％のＮｉ及び／又はＮｉＯと、全体中の体積比率が４５〜６５体積％の酸素イオン伝導性を有するセラミック材料とからなる支持体を兼ねる燃料側電極の表面に、固体電解質、酸素側電極を順次設けてなる固体酸化物形燃料電池のセルであって、
前記燃料側電極に対して８００℃の還元雰囲気で熱処理が施される前の前記燃料側電極の常温での寸法をＬ１とし、前記熱処理が施された後の前記燃料側電極の常温での寸法をＬ２とし、その変化量（ΔＬ）をΔＬ＝Ｌ２−Ｌ１としたとき、ΔＬ／Ｌ１が−０．０５〜０．０５％である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項２】
請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記燃料側電極のＮｉ及び／又はＮｉＯの平均粒径をＲ１とし、前記燃料側電極の酸素イオン伝導性を有するセラミック材料の平均粒径をＲ２としたとき、Ｒ２／Ｒ１が０．５以上である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記熱処理は、前記燃料側電極に対して還元ガスを供給することで実行され、前記還元ガス中の還元剤の濃度が４〜１００体積％である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記酸素イオン伝導性を有するセラミック材料は、Ｙ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記酸素イオン伝導性を有するセラミック材料は、Ｓｃ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記酸素イオン伝導性を有するセラミック材料は、希土類元素が固溶したセリウム系酸化物である固体酸化物形燃料電池のセル。
【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のセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：ＳＯＦＣ）のセル（単電池）は、燃料側電極の表面に、固体電解質、酸素側電極を順次積層することで形成される。このＳＯＦＣのセルに対して、燃料側電極に燃料ガス（水素ガス等）を供給するとともに酸素側電極に酸素を含むガス（空気等）を供給することにより、固体電解質の酸素伝導度に基づいて燃料側電極と酸素側電極との間に電位差が発生する。【０００３】
従来より、本出願人は、ＳＯＦＣのセルとして、「燃料側電極がＮｉ及び／又はＮｉＯと、ＹＳＺ（Ｙ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２）等の酸素イオン伝導性を有するセラミック材料とから構成され、且つ、燃料側電極を最も厚くして燃料側電極そのものがＳＯＦＣのセルの支持体を兼ねる」態様を提案してきている（例えば、特開２００９−４３５３号公報を参照）。以下、このように、Ｎｉ及び／又はＮｉＯと酸素イオン伝導性を有するセラミック材料（ＹＳＺ等）とからなる燃料側電極が支持体を兼ねるＳＯＦＣのセルに着目する。【０００４】
一般に、燃料側電極、固体電解質、及び酸素側電極は焼成により形成される。燃料側電極は導電性を有する必要がある。このため、焼成後の燃料側電極（焼成体）に対して高温下にて還元ガスを供給する熱処理（以下、「還元処理」と呼ぶ。）を行い、ＮｉＯをＮｉへと還元する必要がある。【０００５】
ところが、この還元処理によりＮｉＯがＮｉに変化する際、燃料側電極に寸法変化（体積変化）が発生する。この結果、支持体を兼ねる燃料側電極の表面に形成されている固体電解質にクラックが発生し、或いは、支持体を兼ねる燃料側電極から固体電解質が剥離するという問題が発生し得る。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、還元処理の際、Ｎｉ及び／又はＮｉＯと酸素イオン伝導性を有するセラミック材料とから構成される支持体を兼ねる燃料側電極の寸法変化が小さくて、固体電解質にクラックが発生する事態等が発生し難いＳＯＦＣのセルを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明に係るＳＯＦＣのセルは、全体中の体積比率がＮｉ換算で３５〜５５体積％のＮｉ及び／又はＮｉＯと、全体中の体積比率が４５〜６５体積％の酸素イオン伝導性を有するセラミック材料とからなる支持体を兼ねる燃料側電極の表面に、固体電解質、酸素側電極を順次設けてなる。本発明に係るＳＯＦＣのセルでは、前記燃料側電極に対して８００℃の還元雰囲気で熱処理が施される前の前記燃料側電極の常温での寸法をＬ１とし、前記熱処理が施された後の前記燃料側電極の常温での寸法をＬ２とし、その変化量（ΔＬ）をΔＬ＝Ｌ２−Ｌ１としたとき、ΔＬ／Ｌ１が−０．０５〜０．０５％である。
【０００８】
ここにおいて、「体積」には、気孔が占める空間の体積が含まれない。即ち、「全体中のＮｉ及び／又はＮｉＯの体積比率」とは、燃料側電極全体の体積（気孔が占める空間の体積を除く）に対する、燃料側電極に含まれるＮｉ及び／又はＮｉＯの体積の合計の割合である。「全体中の酸素イオン伝導性を有するセラミック材料の体積比率」とは、燃料側電極全体の体積（気孔が占める空間の体積を除く）に対する、燃料側電極に含まれる酸素イオン伝導性を有するセラミック材料の体積の合計の割合である。
【０００９】
即ち、本発明者は、支持体を兼ねる燃料側電極全体中のＮｉ及び／又はＮｉＯの体積比率がＮｉ換算で３５〜５５体積％の範囲であり同全体中の酸素イオン伝導性を有するセラミック材料の体積比率が４５〜６５体積％の範囲であれば、Ｎｉ及び／又はＮｉＯと酸素イオン伝導性を有するセラミック材料との粒径比率、及び還元処理に使用される還元ガス中の還元剤の濃度を調整することにより、燃料側電極の還元処理前後の寸法変化量ΔＬを±０．０５％の範囲内とすることができることを見出した。加えて、燃料側電極の還元処理前後の寸法変化量ΔＬが±０．０５％の範囲内とされることで、固体電解質にクラックが発生する事態等が発生しないことを見出した。
【００１０】
具体的には、燃料側電極の還元処理前後の寸法変化量ΔＬを±０．０５％の範囲内とするためには、前記燃料側電極のＮｉ及び／又はＮｉＯの平均粒径をＲ１とし、前記燃料側電極の酸素イオン伝導性を有するセラミック材料の平均粒径をＲ２としたとき、Ｒ２／Ｒ１を０．５以上に調整することが好ましいことが判明している。
【００１１】
加えて、燃料側電極の還元処理前後の寸法変化量ΔＬを±０．０５％の範囲内とするためには、還元処理に使用される還元ガス中の還元剤の濃度を４〜１００体積％に調整することが好ましいことが判明している。
【００１２】
前記酸素イオン伝導性を有するセラミック材料（酸化物）としては、Ｙ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２（イットリア安定化ジルコニアＹＳＺ）、Ｓｃ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２（スカンジア安定化ジルコニア）、（Ｇｄ、Ｃｅ）Ｏ２（ガドリニウムドープセリア）等が挙げられる。また、（Ｓｍ、Ｃｅ）Ｏ２（サマリウムドープセリア）、ランタンガレート等も使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るＳＯＦＣのセルの構成を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（構成）
図１は、本発明の実施形態に係るＳＯＦＣのセル１００の構成を示す。ＳＯＦＣのセル１００は、燃料側電極１１０と、燃料側電極１１０の上に積層された電解質１２０と、電解質１２０の上に積層された酸素側電極１３０と、からなる積層体である。このセル１００を上方からみた形状は、例えば、１辺が１〜１０ｃｍの正方形、長辺が５〜３０ｃｍで短辺が３〜１５ｃｍの長方形、又は直径が１０ｃｍの円形である。
【００１５】
燃料側電極１１０（アノード電極）は、酸化ニッケルＮｉＯ及び／又はニッケルＮｉとイットリア安定化ジルコニアＹＳＺとから構成される多孔質の薄板状の焼成体である。Ｎｉ及び／又はＮｉＯの全体中の体積比率はＮｉ換算で３５〜５５体積％であり、ＹＳＺの全体中の体積比率は４５〜６５体積％である。Ｎｉ及び／又はＮｉＯの平均粒径をＲ１とし、ＹＳＺの平均粒径をＲ２としたとき、Ｒ２／Ｒ１は０．５以上である。
【００１６】
燃料側電極１１０の厚さＴ１は０．３〜３ｍｍである。セル１００の各構成部材の厚さのうち燃料側電極１１０の厚さが最も大きく、燃料側電極１１０は、セル１００の支持体（支持基板、最も剛性が高い部材）として機能している。
【００１７】
電解質１２０は、ＹＳＺから構成される緻密な薄板状の焼成体である。電解質１２０の厚さＴ２は３〜３０μｍである。
【００１８】
酸素側電極１３０（カソード電極）は、ランタンストロンチウムコバルトフェライトＬＳＣＦ（Ｌａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ３）からなる多孔質の薄板状の焼成体である。酸素側電極１３０の厚さＴ３は５〜５０μｍである。
【００１９】
なお、セル作製時又はＳＯＦＣの作動中のセル１００内において電解質１２０内のＹＳＺと酸素側電極１３０内のストロンチウムとが反応して電解質１２０と酸素側電極１３０との間の電気抵抗が増大する現象の発生を抑制するために、電解質１２０と酸素側電極１３０との間に反応防止層が介装されてもよい。反応防止層は、セリアからなる緻密な薄板状の焼成体であることが好ましい。セリアとしては、具体的には、ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）、ＳＤＣ（サマリウムドープセリア）等が挙げられる。
【００２０】
このＳＯＦＣのセル１００に対して、燃料側電極１１０に燃料ガス（水素ガス等）を供給するとともに空気側電極１３０に酸素を含むガス（空気等）を供給することにより、下記（１）、（２）式に示す化学反応が発生する。これにより、燃料側電極１１０と空気側電極１３０との間に電位差が発生する。この電位差は、電解質１２０の酸素伝導度に基づく。
（１／２）・Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−    （於：空気側電極１３０）  …（１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−        （於：燃料側電極１１０）  …（２）
【００２１】
このＳＯＦＣのセル１００では、通常、燃料側電極１１０と空気側電極１３０のそれぞれに集電用の導電性接続部材（インターコネクタと称呼される）が接合剤により接合・固定される。そして、それぞれのインターコネクタを介して前記電位差に基づく電力が外部に取り出される。
【００２２】
（製造方法）
次に、図１に示したＳＯＦＣのセル１００の製造方法の一例について説明する。
【００２３】
燃料側電極層１１０及び電解質１２０は、以下のように製造された。即ち、ＮｉＯ粉末とＹＳＺ粉末とが混合され、この混合物にバインダーとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が添加されてスラリーが作製された。このスラリーがスプレードライヤーで乾燥・造粒され、燃料側電極用の粉末が得られた。この粉末が金型プレス成形法により成形され、燃料側電極の成形体が得られた。次いで、ＹＳＺ粉末に水とバインダーが加えられ、この混合物がボールミルで２４時間混合されてスラリーが作製された。このスラリーが、燃料側電極の成形体上に塗布・成形され、燃料側電極の成形体上に電解質の成形体が積層・形成された。この成形体の積層体が、電気炉（酸素含有雰囲気中）で空気中にて１４００℃で２時間共焼結されて、燃料側電極１１０及び電解質１２０の積層体が形成された。なお、燃料側電極１１０の上に後に電解質１２０となる膜を形成するに際し、テープ積層法、印刷法等が用いられてもよい。
【００２４】
酸素側電極１３０は、以下のように電解質１２０の上に形成された。即ち、ＬＳＣＦ粉末に水とバインダーが加えられ、この混合物がボールミルで２４時間混合されてスラリーが作製された。このスラリーが、電解質１２０上に塗布・乾燥され、電気炉（酸素含有雰囲気中）で空気中にて１０００℃で１時間焼成されて、電解質１２０上に酸素側電極１３０が形成された。
【００２５】
以上により、セル１００を構成する部材の積層が完了する。ここで、燃料側電極１１０は導電性を有する必要がある。従って、焼成後の燃料側電極１１０（焼成体）に対して、８００℃の高温下にて還元ガスを供給する熱処理（以下、「還元処理」と呼ぶ。）が行われた。この還元ガス中の還元剤（具体的には水素）の濃度は、４〜１００体積％とされた。この還元処理により、ＮｉＯがＮｉへと還元される。以上、図１に示したＳＯＦＣのセル１００の製造方法の一例について説明した。
【００２６】
（燃料側電極の特徴、及び作用・効果）
上記実施形態に係るセル１００の支持体を兼ねる燃料側電極１１０では、上述のように、Ｎｉ及び／又はＮｉＯの全体中の体積比率がＮｉ換算で３５〜５５体積％であり、ＹＳＺの全体中の体積比率は４５〜６５体積％である。以下、燃料側電極１１０（焼成体）の還元処理前の常温での寸法をＬ１とし、還元処理後の常温での寸法をＬ２とし、その寸法変化量（ΔＬ）をΔＬ＝Ｌ２−Ｌ１とする。ここで、「寸法」とは、燃料側電極１１０の厚さ、平面視（上方からみたとき）における燃料側電極１１０の形状の代表長さ（円の場合には直径、正方形の場合には１辺の長さ）等である。
【００２７】
本発明者は、燃料側電極１１０中の材料成分の体積比率が上記の範囲内であれば、Ｎｉ及び／又はＮｉＯとＹＳＺとの粒径比率Ｒ２／Ｒ１、及び、還元処理に使用される還元ガス中の還元剤の濃度を調整することにより、燃料側電極１１０の還元処理前後の寸法変化量ΔＬを±０．０５％の範囲内とすることができることを見出した。加えて、燃料側電極１１０の還元処理前後の寸法変化量ΔＬが±０．０５％の範囲内とされることで、電解質１２０にクラックが発生する事態等が発生しないことを見出した。以下、このことを確認した試験について説明する。
【００２８】
（試験）
この試験では、上記実施形態に係るＳＯＦＣについて、「燃料側電極１１０中のＮｉ及び／又はＮｉＯとＹＳＺの体積比率」、「Ｎｉ及び／又はＮｉＯとＹＳＺの粒径比率Ｒ２／Ｒ１」、及び、「還元処理に使用される還元ガス中の還元剤（水素）の濃度」の組み合わせが異なる複数種類の試験品（焼成体）が作製された。具体的には、表１に示すように、４０種類の水準（組み合わせ）が準備され、各水準に対して１つの試験品が作製された。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
これらの試験品において、燃料側電極１１０（ＮｉＯ−ＹＳＺ）の厚さＴ１は５００μｍ、電解質１２０（３ＹＳＺ）の厚さＴ２は５μｍ、酸素側電極１３０（ＬＳＣＦ）の厚さＴ３は３０μｍで一定とされた。また、これらの試験品を上方からみた形状は、直径が１０ｃｍの円形とされた。
【００３１】
表１において、Ｎｉ及び／又はＮｉＯとＹＳＺの体積比率及び平均粒径は、焼成後且つ還元処理前の値である。この体積比率は、蛍光Ｘ線を用いた周知の手法の１つを利用して算出された。なお、「Ｎｉ及び／又はＮｉＯの体積比率」とは、燃料側電極１１０全体の体積（気孔が占める空間の体積を除く）に対する、燃料側電極１１０に含まれるＮｉ及び／又はＮｉＯの体積の合計の割合である。「ＹＳＺの体積比率」とは、燃料側電極１１０全体の体積（気孔が占める空間の体積を除く）に対する、燃料側電極１１０に含まれるＹＳＺの体積の合計の割合である。
【００３２】
還元ガス中の還元剤としては水素が使用された。還元剤の濃度が１００体積％の還元ガスは水素のみから構成され、還元剤の濃度が１００体積％未満の還元ガスは水素とアルゴンとから構成された。
【００３３】
作製された試験品（焼成体）において、室温（常温）にて還元処理前の燃料側電極部分の所定箇所の寸法（Ｌ１）が測定された。その後、試験品が８００℃に昇温された状態で燃料側電極に還元ガスが供給されて還元処理が行われた。その後、試験品（還元体）が室温（常温）まで冷却され、燃料側電極部分の前記所定箇所の寸法（Ｌ２）が再び測定された。還元処理前後の寸法変化量ΔＬ（＝Ｌ２−Ｌ１）をＬ１で除した値（ΔＬ／Ｌ１）が表１に記載されている。ここで、還元処理前後の試験品の重量が測定され、その測定値と、体積比率から算出された重量の計算値とを比較することで、還元処理により焼成体が還元体に変化していることが確認されている。
【００３４】
また、この作製された試験品に対して、「室温から８００℃まで昇温して前記還元処理を行い、その後、還元雰囲気を維持して再酸化が抑制される条件下にて室温まで冷却する」という熱処理パターンが５０回繰り返された（熱サイクル試験）。この熱サイクル試験の後、電解質１２０の表面のクラックの存在の有無が双眼顕微鏡を用いて確認された。この結果が表１に記載されている。
【００３５】
表１から、Ｎｉ及び／又はＮｉＯの体積比率が燃料極電極１１０全体中の３５〜５５体積％の範囲でありＹＳＺの体積比率が燃料極電極１１０全体中の４５〜６５体積％の範囲であれば、任意のＮｉ及び／又はＮｉＯの体積比率に対して、Ｎｉ及び／又はＮｉＯの平均粒径Ｒ１とＹＳＺの平均粒径Ｒ２の比Ｒ２／Ｒ１、並びに還元処理における還元ガス中の還元剤の濃度を調整することにより、燃料側電極１１０の還元処理前後の寸法変化量ΔＬを±０．０５％の範囲内とすることができることが確認できる。
【００３６】
また、還元処理前後における寸法変化量（ΔＬ／Ｌ１）が０．０５％を超えた試験品（水準：Ｎｏ．２１）では、熱サイクル試験後において電解質１２０にクラックが発生している。同様に、還元処理前後における寸法変化量（ΔＬ／Ｌ１）が−０．０５％未満の試験品（水準：Ｎｏ．２６，３６）でも、熱サイクル試験後において電解質１２０にクラックが発生していた。
【００３７】
以上より、Ｎｉ及び／又はＮｉＯの体積比率が燃料極電極１１０全体中の３５〜５５体積％の範囲でありＹＳＺの体積比率が燃料極電極１１０全体中の４５〜６５体積％の範囲であれば、燃料側電極１１０の還元処理前後の寸法変化量ΔＬを±０．０５％の範囲内とすることができ、この結果、電解質１２０表面にクラックが発生する等の事態が発生しない信頼性の高いＳＯＦＣのセルを提供できることがわかった。
【００３８】
以上、燃料極電極１１０に含まれる酸素イオン伝導性を有するセラミック材料として、ＹＳＺが使用される場合の例について説明した。次に、燃料極電極１１０に含まれる酸素イオン伝導性を有するセラミック材料として、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）が使用される場合の例について述べる。
【００３９】
スカンジア安定化ジルコニアが使用される場合についても、上述した試験と同様の試験が行われた。なお、この場合も、粒径比率Ｒ２／Ｒ１は、０．５以上の範囲内で調整され、還元処理に使用される還元ガス中の還元剤の濃度は、４〜１００体積％の範囲内で調整された。この結果を表２に示す。なお、「ＳｃＳＺの体積比率」とは、燃料側電極１１０全体の体積（気孔が占める空間の体積を除く）に対する、燃料側電極１１０に含まれるＳｃＳＺの体積の合計の割合である。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
表２から理解できるように、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）が使用される場合についても、Ｎｉ及び／又はＮｉＯの全体中の体積比率がＮｉ換算で３５〜５５体積％であり、ＳｃＳＺの全体中の体積比率が４５〜６５体積％であれば、Ｎｉ及び／又はＮｉＯとＳｃＳＺとの粒径比率Ｒ２／Ｒ１、及び、還元処理に使用される還元ガス中の還元剤の濃度を調整することにより、燃料側電極１１０の還元処理前後の寸法変化量ΔＬを±０．０５％の範囲内とすることができることが確認できる。加えて、燃料側電極１１０の還元処理前後の寸法変化量ΔＬが±０．０５％の範囲内とされることで、電解質１２０にクラックが発生する事態等が発生しないことも確認できる。
【００４２】
次に、燃料極電極１１０に含まれる酸素イオン伝導性を有するセラミック材料として、「希土類元素が固溶したセリウム系酸化物」の一例であるガドリニウムドープセリア（ＧＤＣ）が使用される場合の例について述べる。なお、「希土類元素が固溶したセリウム系酸化物」は、化学式：Ｃｅ1-xＲｘＯ３（Ｒ：希土類元素、０．０５≦ｘ≦０．２０）で表すことができる。
【００４３】
ガドリニウムドープセリアが使用される場合についても、上述した試験と同様の試験が行われた。なお、この場合も、粒径比率Ｒ２／Ｒ１は、０．５以上の範囲内で調整され、還元処理に使用される還元ガス中の還元剤の濃度は、４〜１００体積％の範囲内で調整された。この結果を表３に示す。なお、「ＧＤＣの体積比率」とは、燃料側電極１１０全体の体積（気孔が占める空間の体積を除く）に対する、燃料側電極１１０に含まれるＧＤＣの体積の合計の割合である。
【００４４】
【表３】
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【００４５】
表３から理解できるように、ガドリニウムドープセリア（ＧＤＣ）が使用される場合についても、Ｎｉ及び／又はＮｉＯの全体中の体積比率がＮｉ換算で３５〜５５体積％であり、ＧＤＣの全体中の体積比率が４５〜６５体積％であれば、Ｎｉ及び／又はＮｉＯとＧＤＣとの粒径比率Ｒ２／Ｒ１、及び、還元処理に使用される還元ガス中の還元剤の濃度を調整することにより、燃料側電極１１０の還元処理前後の寸法変化量ΔＬを±０．０５％の範囲内とすることができることが確認できる。加えて、燃料側電極１１０の還元処理前後の寸法変化量ΔＬが±０．０５％の範囲内とされることで、電解質１２０にクラックが発生する事態等が発生しないことも確認できる。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年9月27日(2011.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体中の体積比率がＮｉ換算で３５〜５５体積％のＮｉＯと、全体中の体積比率が４５〜６５体積％の酸素イオン伝導性を有するセラミック材料とからなる支持体を兼ねる燃料側電極の表面に、固体電解質、酸素側電極を順次設けてなる固体酸化物形燃料電池のセルであって、
前記燃料側電極に対して８００℃の還元雰囲気で熱処理が施されることによって得られる還元体の状態にある前記燃料側電極の常温での寸法をＬ２とし、前記熱処理が施されていない非還元体の状態にある前記燃料側電極の常温での寸法をＬ１とし、その変化量（ΔＬ）をΔＬ＝Ｌ２−Ｌ１としたとき、ΔＬ／Ｌ１が−０．０５〜０．０５％である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項２】
請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記燃料側電極のＮｉＯの平均粒径をＲ１とし、前記燃料側電極の酸素イオン伝導性を有するセラミック材料の平均粒径をＲ２としたとき、Ｒ２／Ｒ１が０．５以上である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記酸素イオン伝導性を有するセラミック材料は、Ｙ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記酸素イオン伝導性を有するセラミック材料は、Ｓｃ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記酸素イオン伝導性を有するセラミック材料は、希土類元素が固溶したセリウム系酸化物である固体酸化物形燃料電池のセル。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の固体酸化物形燃料電池のセルを用いた固体酸化物形燃料電池。
【国際調査報告】
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