(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素イオン伝導性無機物粒子およびＮｉＯを含む燃料極スラリーを用いて燃料極グリーンシートを製造するか、酸素イオン伝導性無機物粒子およびＮｉＯを含む固形分を用いてペレットを製造するステップと、
前記燃料極グリーンシートまたはペレットの一面に拡散プレートを接触させるステップと、
前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットを焼結して燃料極を製造するステップと、
前記焼結された燃料極から拡散プレートを分離するステップと、
前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された面に電解質層および空気極を順次に形成するステップとを含み、
前記拡散プレートは、アルミナ、ジルコニア、セリア、およびイットリア安定化ジルコニアのうちの少なくとも１つを含むものであり、
前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面の反対表面のＮｉＯの量の１００重量部を基準として、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面のＮｉＯの量は、７０重量部以下である、固体酸化物燃料電池の製造方法。
【請求項２】
前記焼結された燃料極は、燃料極支持体である、請求項１に記載の固体酸化物燃料電池の製造方法。
【請求項３】
前記焼結された燃料極支持体の厚さは、１００μｍ以上５ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の固体酸化物燃料電池の製造方法。
【請求項４】
前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットの焼結温度は、１１００℃以上１６００℃以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の固体酸化物燃料電池の製造方法。
【請求項５】
前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットの焼結時間は、１時間以上５時間以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載の固体酸化物燃料電池の製造方法。
【請求項６】
前記酸素イオン伝導性無機物粒子は、イットリア（ｙｔｔｒｉａ）安定化酸化ジルコニウム（ｚｉｒｃｏｎｉａ）（ＹＳＺ：（Ｙ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、ｘ＝０．０５〜０．１５）、スカンジア安定化酸化ジルコニウム（ＳｃＳＺ：（Ｓｃ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、ｘ＝０．０５〜０．１５）、サマリウムドープセリア（ｃｅｒｉａ）（ＳＤＣ：（Ｓｍ２Ｏ３）ｘ（ＣｅＯ２）１−ｘ、ｘ＝０．０２〜０．４）、ガドリニウムドープセリア（ｃｅｒｉａ）（ＧＤＣ：（Ｇｄ２Ｏ３）ｘ（ＣｅＯ２）１−ｘ、ｘ＝０．０２〜０．４）、ランタンストロンチウムマンガン酸化物（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｍａｎｇａｎｅｓｅ  ｏｘｉｄｅ：ＬＳＭ）、ランタンストロンチウムコバルトフェライト（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｂａｌｔ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＬＳＣＦ）、ランタンストロンチウムニッケルフェライト（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｎｉｃｋｅｌ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＬＳＮＦ）、ランタンカルシウムニッケルフェライト（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｃａｌｃｉｕｍ  ｎｉｃｋｅｌ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＬＣＮＦ）、ランタンストロンチウム銅酸化物（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｐｐｅｒ  ｏｘｉｄｅ：ＬＳＣ）、ガドリニウムストロンチウムコバルト酸化物（Ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｂａｌｔ  ｏｘｉｄｅ：ＧＳＣ）、ランタンストロンチウムフェライト（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＬＳＦ）、サマリウムストロンチウムコバルト酸化物（Ｓａｍａｒｉｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｂａｌｔ  ｏｘｉｄｅ：ＳＳＣ）およびバリウムストロンチウムコバルトフェライト（Ｂａｒｉｕｍ  Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｂａｌｔ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＢＳＣＦ）、並びにランタンストロンチウムガリウムマグネシウム酸化物（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ：ＬＳＧＭ）のうちの少なくとも１つを含むものである、請求項１から５のいずれか一項に記載の固体酸化物燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０１５年８月２６日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１５−０１２０１６０号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書は、固体酸化物燃料電池の製造方法、固体酸化物燃料電池およびこれを含む電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
最近、石油や石炭のような既存のエネルギー資源の枯渇が予測されるにつれ、これらを代替できるエネルギーへの関心が高まっている。このような代替エネルギーの一つとして、燃料電池は高効率であり、ＮＯｘおよびＳＯｘなどの公害物質を排出せず、使用される燃料が豊富であるなどの利点によって特に注目されている。
【０００４】
燃料電池は、燃料と酸化剤の化学反応エネルギーを電気エネルギーに変換させる発電システムであって、燃料としては水素とメタノール、ブタンなどのような炭化水素が、酸化剤としては酸素が代表的に使用される。
【０００５】
燃料電池には、高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、アルカリ型燃料電池（ＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）などがある。
【０００６】
図１は、固体酸化物形燃料電池の電気発生原理を概略的に示すもので、固体酸化物形燃料電池は、電解質層（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）と、該電解質層の両面に形成される燃料極（Ａｎｏｄｅ）および空気極（Ｃａｔｈｏｄｅ）とから構成される。固体酸化物形燃料電池の電気発生原理を示す図１を参照すれば、空気極で空気が電気化学的に還元されながら酸素イオンが生成され、生成された酸素イオンは電解質層を介して燃料極に伝達される。燃料極では水素、メタノール、ブタンなどのような燃料が注入され、燃料が酸素イオンと結合して電気化学的に酸化されながら電子を出し水を生成する。この反応によって外部回路に電子の移動が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本明細書は、固体酸化物燃料電池の製造方法、固体酸化物燃料電池およびこれを含む電池モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書は、酸素イオン伝導性無機物粒子およびＮｉＯを含む燃料極スラリーを用いて燃料極グリーンシートを製造するか、酸素イオン伝導性無機物粒子およびＮｉＯを含む固形分を用いてペレットを製造するステップと、前記燃料極グリーンシートまたはペレットの一面に拡散プレートを接触させるステップと、前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットを焼結して燃料極を製造するステップと、前記焼結された燃料極から拡散プレートを分離するステップと、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された面に電解質層および空気極を順次に形成するステップとを含む固体酸化物燃料電池の製造方法を提供する。
【０００９】
また、本明細書は、酸素イオン伝導性無機物およびＮｉＯを含む燃料極、電解質層、および空気極が順次に備えられる固体酸化物燃料電池において、前記燃料極の電解質層と接触する表面の反対表面のＮｉＯの量の１００重量部を基準として、前記燃料極の電解質層と接触する表面のＮｉＯの量は、７０重量部以下である固体酸化物燃料電池を提供する。
【００１０】
さらに、本明細書は、前記固体酸化物燃料電池を単位電池として含む電池モジュールを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書に係る燃料極は、電解質層と接合性が増進できる。
【００１２】
本明細書に係る固体酸化物燃料電池は、燃料極と電解質層との界面抵抗が低いという利点がある。
【００１３】
本明細書に係る固体酸化物燃料電池は、燃料極と電解質層との界面において反応サイトが多いという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）の電気発生原理を示す概略図である。
【図２】本明細書に係る固体酸化物燃料電池の構造を示す。
【図３】実施例の燃料極の表面のＳＥＭイメージである。
【図４】比較例の燃料極の表面のＳＥＭイメージである。
【図５】実施例および比較例の温度による還元度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本明細書について詳細に説明する。
【００１６】
本明細書は、酸素イオン伝導性無機物粒子およびＮｉＯを含む燃料極スラリーを用いて燃料極グリーンシートを製造するか、酸素イオン伝導性無機物粒子およびＮｉＯを含む固形分を用いてペレットを製造するステップと、前記燃料極グリーンシートまたはペレットの一面に拡散プレートを接触させるステップと、前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットを焼結して燃料極を製造するステップと、前記焼結された燃料極から拡散プレートを分離するステップと、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された面に電解質層および空気極を順次に形成するステップとを含む固体酸化物燃料電池の製造方法を提供する。
【００１７】
前記固体酸化物燃料電池の製造方法は、酸素イオン伝導性無機物粒子およびＮｉＯを含む燃料極スラリーを用いて燃料極グリーンシートを製造するか、酸素イオン伝導性無機物粒子およびＮｉＯを含む固形分を用いてペレットを製造するステップを含む。
【００１８】
本明細書において、前記グリーンシートは、完全な最終製品でない、次の段階で加工が可能な状態のフィルム形態の膜を意味する。つまり、前記グリーンシートは、無機物粒子および溶媒を含むコーティング組成物で塗布してシート状に乾燥させたものであり、前記グリーンシートは、若干の溶媒を含みつつシート形態を維持可能な半乾燥状態のシートをいう。
【００１９】
本明細書において、前記ペレットは、溶媒を除く固形分をモールドに入れて圧縮して製造された塊の状態を意味する。
【００２０】
前記酸素イオン伝導性無機物粒子は、酸素イオン伝導性があれば特に限定はないが、前記酸素イオン伝導性無機物粒子は、イットリア（ｙｔｔｒｉａ）安定化酸化ジルコニウム（ｚｉｒｃｏｎｉａ）（ＹＳＺ：（Ｙ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、ｘ＝０．０５〜０．１５）、スカンジア安定化酸化ジルコニウム（ＳｃＳＺ：（Ｓｃ２Ｏ３）ｘ（ＺｒＯ２）１−ｘ、ｘ＝０．０５〜０．１５）、サマリウムドープセリア（ｃｅｒｉａ）（ＳＤＣ：（Ｓｍ２Ｏ３）ｘ（ＣｅＯ２）１−ｘ、ｘ＝０．０２〜０．４）、ガドリニウムドープセリア（ｃｅｒｉａ）（ＧＤＣ：（Ｇｄ２Ｏ３）ｘ（ＣｅＯ２）１−ｘ、ｘ＝０．０２〜０．４）、ランタンストロンチウムマンガン酸化物（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｍａｎｇａｎｅｓｅ  ｏｘｉｄｅ：ＬＳＭ）、ランタンストロンチウムコバルトフェライト（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｂａｌｔ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＬＳＣＦ）、ランタンストロンチウムニッケルフェライト（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｎｉｃｋｅｌ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＬＳＮＦ）、ランタンカルシウムニッケルフェライト（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｃａｌｃｉｕｍ  ｎｉｃｋｅｌ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＬＣＮＦ）、ランタンストロンチウム銅酸化物（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｐｐｅｒ  ｏｘｉｄｅ：ＬＳＣ）、ガドリニウムストロンチウムコバルト酸化物（Ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｂａｌｔ  ｏｘｉｄｅ：ＧＳＣ）、ランタンストロンチウムフェライト（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＬＳＦ）、サマリウムストロンチウムコバルト酸化物（Ｓａｍａｒｉｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｂａｌｔ  ｏｘｉｄｅ：ＳＳＣ）およびバリウムストロンチウムコバルトフェライト（Ｂａｒｉｕｍ  Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｃｏｂａｌｔ  ｆｅｒｒｉｔｅ：ＢＳＣＦ）、並びにランタンストロンチウムガリウムマグネシウム酸化物（Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ：ＬＳＧＭ）のうちの少なくとも１つを含むことができる。具体的には、前記酸素イオン伝導性無機物粒子は、ガドリニウムドープセリア（ｃｅｒｉａ）（ＧＤＣ：（Ｇｄ２Ｏ３）ｘ（ＣｅＯ２）１−ｘ、ｘ＝０．０２〜０．４）であってもよい。
【００２１】
前記酸素イオン伝導性無機物粒子とＮｉＯの重量の和を基準として、前記酸素イオン伝導性無機物粒子の含有量は、２９．８１重量％以上４８．８７重量％以下であってもよい。この場合、燃料極の物理的強度と長期安定性を維持するという利点がある。
【００２２】
前記酸素イオン伝導性無機物粒子とＮｉＯの重量の和を基準として、前記ＮｉＯの含有量は、５１．１３重量％以上７０．１９重量％以下であってもよい。この場合、電気伝導性が適切で電池セルの効率を維持するという利点がある。
【００２３】
前記燃料極スラリーは、バインダー樹脂、可塑剤、分散剤、および溶媒をさらに含んでもよい。前記バインダー樹脂、可塑剤、分散剤、および溶媒は特に限定はなく、当該技術分野で知られている通常の材料を使用することができる。
【００２４】
前記固体酸化物燃料電池の製造方法は、前記燃料極グリーンシートまたはペレットの一面に拡散プレートを接触させるステップを含む。
【００２５】
前記拡散プレートは、燃料極グリーンシートまたはペレットが加熱される焼結時間の間、接触した燃料極グリーンシートまたはペレットの表面に分布したＮｉが選択的に拡散プレートに移動可能にするプレートを意味する。
【００２６】
前記拡散プレートは、燃料極グリーンシートまたはペレットの表面に分布したＮｉを選択的に拡散プレートに移動させられれば特に限定はないが、前記拡散プレートは、アルミナ、ジルコニア、セリア、およびイットリア安定化ジルコニアのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００２７】
前記固体酸化物燃料電池の製造方法は、前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットを焼結して燃料極を製造するステップを含む。
【００２８】
前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットの焼結温度は、１１００℃以上１６００℃以下であってもよい。この場合、電池駆動の際に反応物と生成物を円滑に移動させることができ、要求される機械的強度が維持されるという利点がある。
【００２９】
具体的には、前記燃料極グリーンシートまたはペレットの焼結温度は、１３００℃以上１５００℃以下であってもよい。より具体的には、前記燃料極グリーンシートまたはペレットの焼結温度は、１４００℃以上１５００℃以下であってもよい。
【００３０】
前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットの焼結時間は、１時間以上５時間以下であってもよい。具体的には、前記燃料極グリーンシートまたはペレットの焼結時間は、２時間以上４時間以下であってもよい。
【００３１】
前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットは、２時間以上４時間以下の間、１４００℃以上１５００℃以下で焼結される。具体的には、前記拡散プレートが接触した燃料極グリーンシートまたはペレットは、１５００℃で３時間焼結される。
【００３２】
前記焼結された燃料極の厚さは、１０μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。具体的には、前記焼結された燃料極の厚さは、２０μｍ以上４０μｍ以下であってもよい。
【００３３】
前記焼結された燃料極は、他の層に比べて相対的に厚さの厚い燃料極支持体であってもよい。前記焼結された燃料極が燃料極支持体の場合、前記焼結された燃料極の厚さは、１００μｍ以上５ｍｍ以下であってもよいし、具体的には、前記焼結された燃料極の厚さは、１００μｍ以上９００μｍ以下であってもよいし、より具体的には、前記焼結された燃料極の厚さは、３００μｍ以上８００μｍ以下であってもよい。
【００３４】
前記焼結された燃料極の気孔率は、２０％以上６０％以下であってもよい。具体的には、前記焼結された燃料極の気孔率は、３０％以上５０％以下であってもよい。
【００３５】
前記焼結された燃料極の気孔の直径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。具体的には、前記焼結された燃料極の気孔の直径は、０．５μｍ以上５μｍ以下であってもよい。より具体的には、前記焼結された燃料極の気孔の直径は、０．５μｍ以上２μｍ以下であってもよい。
【００３６】
前記固体酸化物燃料電池の製造方法は、前記焼結された燃料極から拡散プレートを分離するステップを含む。
【００３７】
前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面の反対表面のＮｉＯの量が１００重量部の時、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面のＮｉＯの量は、７０重量部以下であってもよい。具体的には、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面のＮｉＯの量は、５重量部以上７０重量部以下であってもよい。
【００３８】
前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面の反対表面のＮｉＯの量が１００重量部の時、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面のＮｉＯの量は、５０重量部以下であってもよい。具体的には、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面のＮｉＯの量は、５重量部以上５０重量部以下であってもよい。より具体的には、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面のＮｉＯの量は、５重量部以上３０重量部以下であってもよい。
【００３９】
前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面は、拡散プレートでＮｉが拡散してＮｉがほとんどなくても、拡散プレートの分離された表面は密な電解質層と接することになるので、Ｎｉがほとんどない、拡散プレートが分離された表面は、燃料極と電解質層との電気伝導に影響を及ぼさない。むしろ、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された表面は、拡散プレートによってＮｉが拡散しながら凹凸が生じて密な電解質層と接する面積が増加し、電池セルの性能が良くなる。
【００４０】
前記固体酸化物燃料電池の製造方法は、前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された面に電解質層および空気極を順次に形成するステップを含む。
【００４１】
前記焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された面に電解質層および空気極を形成する方法は特に限定はないが、例えば、電解質層スラリーで製造されたグリーンシートを、焼結された燃料極中の拡散プレートの分離された面にラミネートし、焼結して電解質層を形成し、焼結された電解質層上に空気極スラリーで製造されたグリーンシートをラミネートし、焼結して空気極を形成することができる。
【００４２】
前記電解質層および空気極の材質は特に限定はなく、当技術分野で一般的に使用する材料を採用することができる。
【００４３】
本明細書は、酸素イオン伝導性無機物およびＮｉＯを含む燃料極１００、電解質層２００、および空気極３００が順次に備えられる固体酸化物燃料電池を提供する。
【００４４】
前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面の反対表面のＮｉＯの量が１００重量部の時、前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面のＮｉＯの量は、７０重量部以下であってもよい。具体的には、前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面のＮｉＯの量は、５重量部以上７０重量部以下であってもよい。
【００４５】
前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面の反対表面のＮｉＯの量が１００重量部の時、前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面のＮｉＯの量は、７０重量部以下であってもよい。具体的には、前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面のＮｉＯの量は、５重量部以上５０重量部以下であってもよい。前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面のＮｉＯの量は、５重量部以上３０重量部以下であってもよい。
【００４６】
前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面の平均粗さ（Ｒａ）は、２．２μｍ以上であってもよい。前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面の平均粗さは高いほど良いし、特に上限値を限定しない。この場合、燃料極１００が電解質層２００と接触する表面積が増加して界面抵抗が減少し、反応サイトが増加するという利点がある。
【００４７】
本明細書において、Ｒａは、算術平均粗さ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  ｍｅａｎ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を表し、統計学的には平均線に対する粗さ曲線の偏差の算術平均である。
【００４８】
本明細書において、Ｒａは、ＮａｎｏＭａｐ社のＯｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒで測定された値に基づいて作成された。
【００４９】
前記燃料極１００の電解質層２００と接触する表面と、前記燃料極１００の電解質層２００と接触する面の反対面との平均粗さの差は、０．１μｍ以上１．６μｍ以下であってもよい。
【００５０】
本明細書は、前記固体酸化物燃料電池を単位電池として含む電池モジュールを提供する。
【００５１】
前記電池モジュールは、前記固体酸化物燃料電池を含む単位電池と、前記単位電池の間に備えられたセパレータとを含むスタックと、燃料をスタックに供給する燃料供給部と、酸化剤をスタックに供給する酸化剤供給部とを含むことができる。
【００５２】
前記電池モジュールは、具体的には、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグ−インハイブリッド電気自動車、または電力貯蔵装置の電源として使用できる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例を通じて本明細書をより詳細に説明する。しかし、以下の実施例は本明細書を例示するためのものに過ぎず、本明細書を限定するためのものではない。
【００５４】
［実施例］
ＮｉとＧＤＣが５：５の体積比（ＮｉＯ：ＧＤＣ６１：３９の重量比）で混合されている燃料極（固形分総重量を基準として１０ｗｔ．％ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）グリーンシートを１４００℃で３時間仮焼結（ｐｒｅ−ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）を進行させた後、アルミナプレートを燃料極支持体の両面に接触させ、１５００℃で３時間完全焼結（ｆｕｌｌ−ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）した。
【００５５】
［比較例］
実施例において、拡散プレートを燃料極グリーンシートに接触させず、燃料極グリーンシートのみ１４００℃で３時間仮焼結（ｐｒｅ−ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）を進行させた後、１５００℃で３時間完全焼結（ｆｕｌｌ−ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）したことを除き、実施例と同様にして燃料極を製造した。
【００５６】
［実験例１］
実施例および比較例の燃料極の表面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、その結果をそれぞれ図３および図４に示した。
【００５７】
その結果、図３に示された実施例の燃料極の表面が、図４に示された比較例の燃料極の表面より気孔が多く粗いことが分かる。
【００５８】
［実験例２］
実施例および比較例の燃料極の表面のＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ）による元素分析の結果、下記表１の通り、実施例のＮｉ含有量が比較例より少ないことが分かる。
【表１】
0006526204.tif 000002
【００５９】
前記表１において、ＫおよびＬは、それぞれ電子殻中のＫ  ｓｈｅｌｌまたはＬ  ｓｈｅｌｌから出た電子をディテクトしたことを意味する。
【００６０】
［実験例３］
実施例および比較例の燃料極のそれぞれの温度による還元度（Ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を４−ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｂｅ  ｍｅｔｈｏｄを用いて測定した結果を図５に示した。
【００６１】
図５に示されているように、実施例が比較例より還元時間が短いことを通して、実施例に還元目的物のニッケルが少なく含有されていることが分かる。
【００６２】
［実験例４］
１０ｍｍＸ２５ｍｍＸ０．８ｍｍの体積で製造された実施例および比較例を、それぞれ表面の任意の地点を選択して、１ｍｍＸ１．２ｍｍの面積に対する表面粗さをＮａｎｏＭａｐ社のＯｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｆｉｌｅｒで測定した。
【００６３】
実施例の拡散プレートと接触した燃料極の面と、比較例の表面の平均粗さを測定した結果、実施例の拡散プレートと接触した燃料極の面と、比較例の表面の平均粗さは、それぞれ２．６μｍおよび１．８μｍであった。
【符号の説明】
【００６４】
１００：燃料極
２００：電解質層
３００：空気極
【図１】
0006526204.tif 000003
【図２】
0006526204.tif 000004
【図３】
0006526204.tif 000005
【図４】
0006526204.tif 000006
【図５】
0006526204.tif 000007