(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
７００℃以上の作動温度を有する固体酸化物形燃料電池用空気極集電体であって、
前記空気極集電体は気孔を有する多孔性の金属フォーム（ｆｏａｍ）であり、
前記金属フォーム（ｆｏａｍ）はＣｏＭｎ及びＣｕＭｎからなる２元系合金のうち１種又は２種又はＣｏＮｉＭｎ及びＣｏＣｕＭｎからなる３元系合金のうち１種又は２種からなり、
前記固体酸化物形燃料電池の作動温度で酸化されて電気伝導性セラミックに変形される合金である、固体酸化物形燃料電池用空気極集電体。
【請求項２】
前記金属フォーム（ｆｏａｍ）をなすＣｏ、Ｃｕ及びＭｎはモル比でＣｏ：Ｍｎ及びＣｕ：Ｍｎ＝１：９〜９：１の組成を有する、請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池用空気極集電体。
【請求項３】
前記金属フォーム（ｆｏａｍ）は２００〜１０００ｇ／ｍ２の密度を有する、請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池用空気極集電体。
【請求項４】
空気極、燃料極、電解質及び分離板を含み、７００℃以上の作動温度を有する固体酸化物形燃料電池の空気極集電体の製造方法であって、
高分子フォーム（ｆｏａｍ）を準備する段階と、前記高分子フォーム（ｆｏａｍ）の表面に金属を蒸着する段階と、前記蒸着された金属の上部にＣｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＭｎのうち２種以上の混合金属をコーティングする段階と、前記コーティング後、還元熱処理する段階と、前記還元熱処理後、高分子フォーム（ｆｏａｍ）を除去して金属フォーム（ｆｏａｍ）を製造する段階と、からなり、
前記金属フォーム（ｆｏａｍ）はＣｏＭｎ、ＣｕＭｎ、ＣｏＮｉＭｎ及びＣｏＣｕＭｎのうち１種以上からなり、前記固体酸化物形燃料電池の作動温度で酸化されて電気伝導性セラミックに変形される合金である、固体酸化物形燃料電池用空気極集電体の製造方法。
【請求項５】
空気極、燃料極、電解質及び分離板を含む固体酸化物形燃料電池であって、
前記空気極と分離板の間には空気極集電体をさらに含み、前記空気極集電体は気孔を有する多孔性の金属フォーム（ｆｏａｍ）であり、前記金属フォーム（ｆｏａｍ）はＣｏＭｎ及びＣｕＭｎからなる２元系合金のうち１種又は２種又はＣｏＮｉＭｎ及びＣｏＣｕＭｎからなる３元系合金のうち１種又は２種からなり、７００℃以上の固体酸化物形燃料電池の作動温度で酸化されて電気伝導性セラミックに変形される合金である、固体酸化物形燃料電池。
【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用空気極集電体に関し、より詳細には、燃料電池スタックの単位をなす金属分離板とセル（ｃｅｌｌ）の間に挿入される空気極集電体及びこれを含む固体酸化物形燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、多孔性燃料極（ａｎｏｄｅ）及び空気極（ｃａｔｈｏｄｅ）と緻密な構造の電解質（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）で構成されたセル（ｃｅｌｌ）を基本とし、燃料極には水素、空気極には空気が注入されるとき、電解質を介してイオンが移動しながら最終的に水を生成させる発電システムである。このとき、電子は分離板を介して外部に流れ、このような分離板とセル（ｃｅｌｌ）の組み合わせを単位電池（ｕｎｉｔ  ｃｅｌｌ）といい、このような単位電池が直列に連結された状態を燃料電池スタック（ｓｔａｃｋ）という。
【０００３】
より具体的には、単位電池（ｕｎｉｔ  ｃｅｌｌ）は分離板、セル（ｃｅｌｌ）、集電体で構成され、このうちセル（ｃｅｌｌ）はＰＥＭＦＣ、ＭＣＦＣ、ＳＯＦＣなどの燃料電池の整流によってその構成に差異がある。
【０００４】
一例として、固体酸化物形燃料電池（ｓｏｌｉｄ  ｏｘｉｄｅ  ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ；ＳＯＦＣ）は、燃料極、空気極及び電解質からなるセル（ｃｅｌｌ）構造を有する。このとき、燃料極、空気極及び電解質はすべてセラミック物質からなり、これらを積層した後高温で焼成させて一枚のセル（ｃｅｌｌ）にするため、セルの表面が平坦でなく、一定レベルの表面粗度を有する。
【０００５】
上述のように燃料極、空気極及び電解質からなるセル（ｃｅｌｌ）構造において、燃料として用いられる水素と空気を分離し、ガスが流れる流路（「チャンネル」という。）を形成すると共に単位電池間の電気的な連結のために、分離板（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）が用いられる。このような分離板は機械的加工、エッチング、スタンピング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）などで燃料極又は空気極と接合されるように製作することができる。
【０００６】
しかし、このように分離板を形成するにあたり、燃料極又は空気極が平坦でないことから、分離板流路（チャンネル）間の高さの公差が必然的に発生する。
【０００７】
一方、燃料極と分離板、空気極と分離板の間に集電体（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）をさらに備えることにより、電極と分離板が電気的に均一に接触することができるようにする。
【０００８】
一例として、ＳＯＦＣは、燃料極集電体として単一組成のＮｉフォーム（ｆｏａｍ）を用い、燃料である水素が流れる還元雰囲気でＮｉフォーム（ｆｏａｍ）は金属性をそのまま維持するため、電流を集電するのに問題がない。しかし、空気極集電体として金属メッシュや金属フォームを用いる場合には、約７００〜８００℃の作動温度と空気が流れる空気極の特性上、空気極集電体の金属物質が急激に酸化され、集電性能を失うようになるという問題がある。
【０００９】
このような問題を防止するために、現在、空気極集電体として伝導性セラミックペーストを主に用いている。しかし、伝導性セラミックは、スクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）又は粉末スプレー（ｐｏｗｄｅｒ  ｓｐｒａｙ）のような工程を経て製作する場合、厚さの調節に限界があり、分離板の公差やセル（ｃｅｌｌ）の表面粗度を十分に吸収しながら集電面積を確保するのに限界がある。
【００１０】
関連技術として、特許文献１では、空気極集電体として金属酸化物フォーム（ｆｏａｍ）を用いているが、これは、初期装着状態からすべて酸化物形態からなるフォーム（ｆｏａｍ）であるため、分離板の公差やセル（ｃｅｌｌ）の表面粗度を吸収することができる能力がほとんどなく、製造方法もポリマーに金属酸化物スラリーをコーティングする方法であるため、均一な厚さに製造することが困難であるという問題がある。また、その組成もペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）構造のみに限定されるという限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０７９７０４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、集電効率を改善することができる空気極集電体及びこれを含む固体酸化物形燃料電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、固体酸化物形燃料電池用空気極集電体であって、上記空気極集電体は気孔を有する多孔性の金属フォーム（ｆｏａｍ）であり、上記金属フォーム（ｆｏａｍ）はＣｏＮｉ、ＣｏＭｎ及びＣｕＭｎからなる２元系合金のうち１種又は２種以上又はＣｏＮｉＭｎ及びＣｏＣｕＭｎからなる３元系合金のうち１種又は２種からなる固体酸化物形燃料電池用空気極集電体が提供される。
【００１４】
本発明の他の実施形態によれば、空気極、燃料極、電解質及び分離板を含む固体酸化物形燃料電池の空気極集電体の製造方法であって、高分子フォーム（ｆｏａｍ）を準備する段階と、上記高分子フォーム（ｆｏａｍ）の表面に金属を蒸着する段階と、上記蒸着された金属の上部にＣｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＭｎのうち２種以上の混合金属をコーティングする段階と、上記コーティング後、還元熱処理する段階と、上記還元熱処理後、高分子フォーム（ｆｏａｍ）を除去して金属フォーム（ｆｏａｍ）を製造する段階と、からなり、上記金属フォーム（ｆｏａｍ）はＣｏＮｉ、ＣｏＭｎ、ＣｕＭｎ、ＣｏＮｉＭｎ及びＣｏＣｕＭｎのうち１種以上である固体酸化物形燃料電池用空気極集電体の製造方法が提供される。
【００１５】
本発明のさらに他の実施形態によれば、上記の空気極集電体を含む固体酸化物形燃料電池が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、既存の伝導性セラミックペーストを空気極集電体として用いた場合に比べて燃料電池の性能及び劣化率に優れた燃料電池スタックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明で提供する空気極集電体とこれを含む固体酸化物形燃料電池の模式図である。
【図２】本発明の一実施例により製造された金属フォーム（ｆｏａｍ）を８００℃で１５００時間ＡＳＲ測定した結果を示したものである。
【図３】本発明の一実施例によるＣｏ：Ｎｉの比率が９：１の金属フォーム（ｆｏａｍ）のＡＳＲ測定の前・後の微細組織を観察した結果を示したものである。
【図４】本発明の一実施例によるＣｏ：Ｎｉの比率が９：１の金属フォーム（ｆｏａｍ）と燃料極支持体として用いられるＮｉフォーム（ｆｏａｍ）の収縮率を測定した結果を示したものである。
【図５−６】本発明の一実施例による金属フォーム（ＣｏＮｉ  ｆｏａｍ、９：１）を空気極集電体として用いた固体酸化物形燃料電池スタックの単位電池（１００ｃｍ２）の出力及び長期劣化率の評価結果を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
一般に、固体酸化物形燃料電池の空気極集電体として多孔性の金属板や金属メッシュ（ｍｅｓｈ）などが用いられているが、このような空気極集電体を有する固体酸化物形燃料電池は、高温で運転時、空気極集電体の金属物質が急激に酸化され、集電性能が大きく劣化するという問題がある。
【００１９】
最近では、伝導性セラミックペーストを空気極集電体として用いる場合が増加しているが、伝導性セラミックペーストを一定の厚さでコーティングするのに長時間がかかり、生産性が低下するだけでなく、ペーストを均一にコーティングするのに限界があり、その上に形成される分離板との高さの公差が発生して効率が低下するという問題がある。
【００２０】
よって、本発明者らは、集電効率に優れるだけでなく、分離板との公差を効果的に吸収することができる固体酸化物形燃料電池用空気極集電体を提供するために深く研究した結果、電気伝導度に優れた金属物質で３次元網状構造を有するように空気極集電体を製造する場合、固体酸化物形燃料電池の運転後にも優れた集電性能を有することを確認し、本発明を完成するに至った。
【００２１】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２２】
本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池用空気極集電体は、気孔を有する多孔性の金属フォーム（ｆｏａｍ）状であり、このとき、上記金属フォーム（ｆｏａｍ）はＣｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＭｎのうち２種以上の金属からなることが好ましい。以下、図面を参照してより詳細に説明する。
【００２３】
図１に示したように、本発明の一実施形態による空気極集電体は、上記空気極の表面全体を覆うと共に上記空気極と分離板の間に形成される。
【００２４】
具体的には、図１は本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池の一例を示したものであり、燃料極集電体１と接触する燃料極２上に電解質と空気極３があり、空気極３全体を覆う空気極集電体４及びその上に形成される分離板７と分離板リブ５と分離板リブ５の間に空気極流路６が形成される。
【００２５】
一般に、固体酸化物形燃料電池の燃料極集電体としてＮｉフォーム（ｆｏａｍ）を主に用いるのに対し、空気極集電体として金属メッシュ（ｍｅｓｈ）や金属フォーム（ｆｏａｍ）状のものを用いるのには大きな限界がある。これは、７００℃以上の作動温度と空気が流れる空気極の特性上、金属物質が急激に酸化され、伝導性のない酸化物に変形され、このように変形された酸化物は最初の金属フォーム（ｆｏａｍ）の伸縮性を維持することができないだけでなく、分離板の公差や空気極の表面粗度を吸収することができず、集電性能を失うようになるためである。
【００２６】
本発明者らは、上述の空気極集電体の限界点を解決するために、十分な集電面積を確保し、且つ高温でも安定した成分のみからなる金属フォーム（ｆｏａｍ）を空気極集電体として適用しようとする。
【００２７】
本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池用空気極集電体は多孔性の金属フォーム（ｆｏａｍ）であり、上記金属フォームは高温でスピネル構造の伝導性セラミックを形成することができる元素からなることが好ましい。
【００２８】
特に、本発明では、空気極集電体の電気伝導性及び伸縮性などを考慮して、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＭｎのうち２種以上の金属からなるようにし、具体的にはＣｏＮｉ、ＣｏＭｎ及びＣｕＭｎからなる２元系合金のうち１種又は２種以上又はＣｏＮｉＭｎ及びＣｏＣｕＭｎからなる３元系合金のうち１種又は２種の混合金属からなる金属フォーム（ｆｏａｍ）であることが好ましい。
【００２９】
このとき、本発明では、固体酸化物形燃料電池のセル（ｃｅｌｌ）の特性に悪影響を及ぼすクロム（Ｃｒ）と伝導性のない酸化物との界面脱着の問題がある鉄（Ｆｅ）成分を除くことが好ましい。また、本発明において金属フォーム（ｆｏａｍ）が単一元素からなると、高温で伝導性が低い酸化物が形成され、集電体として用いることが困難であるという問題があるため好ましくない。
【００３０】
より具体的には、下記表１に示したように、上記金属フォーム（ｆｏａｍ）がＣｏＭｎの場合は、高温（約８００℃）で形成されたスピネル酸化物（ＭｎｘＣｏｙＯ４）の電気伝導度が最大６０Ｓ／ｃｍで、優れた電気伝導性を有することが確認できる。したがって、このような金属フォーム（ｆｏａｍ）を固体酸化物形燃料電池の空気極集電体として好適に利用することができる。また、上記ＣｏＭｎ酸化物と類似した電気伝導度を有するＣｏＮｉ、ＣｕＭｎだけでなく、ＣｏＮｉＭｎ及びＣｏＣｕＭｎの金属フォーム（ｆｏａｍ）も、本発明で意図する空気極集電体として好適に利用することができる。
【００３１】
本発明の一実施例によれば、ＣｏＮｉ金属フォーム（ｆｏａｍ）を空気極集電体として用いる場合、高温で５００時間以上用いても性能劣化率が１％未満と非常に優れることが確認できる（図６参照）。
【００３２】
【表１】
0006535012.tif 000002
【００３３】
上記本発明の金属フォーム（ｆｏａｍ）をなすＣｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＭｎはその組成がＣｏ：Ｎｉ、Ｃｏ：Ｍｎ、Ｃｕ：Ｎｉ及びＣｕ：Ｍｎ＝１：９〜９：１を満たすことが好ましく、このような組成を有することにより、高温で優れた電気伝導度を有する伝導性セラミックを形成することができる。
【００３４】
より好ましくは、Ｃｏ：Ｎｉの場合は１．５〜２．０：１．５〜１．０、Ｃｏ：Ｍｎの場合は１．５〜２．０：１．５〜１．０、Ｃｕ：Ｍｎの場合は１．０〜１．３：２．０〜１．７の組成を満たすとき、より優れた電気伝導度を有する伝導性セラミックを形成することができる。
【００３５】
上記の混合金属からなる本発明の金属フォーム（ｆｏａｍ）は、高温で優れた電気伝導性を有する以外にも、運転前の常温状態で３次元網目構造の形で分離板の高さの公差をよく吸収することができるという効果がある。
【００３６】
但し、このような効果を極大化させるために、２００ｇ／ｍ２以上の密度を有するように金属フォーム（ｆｏａｍ）を製造することが好ましい。
【００３７】
金属フォーム（ｆｏａｍ）の密度が２００ｇ／ｍ２未満であると、気孔率は高くなるが、その厚さが十分でなく、空気極集電体としての十分な電気伝導性を確保することが困難であるという問題がある。但し、金属フォームの密度が１０００ｇ／ｍ２を超えると、空気の流れが円滑にならないという問題がある。したがって、本発明による金属フォーム（ｆｏａｍ）の密度を２００〜１０００ｇ／ｍ２に制限することが好ましい。
【００３８】
上記のような組成及び密度を満たす本発明の金属フォーム（ｆｏａｍ）を空気極集電体として装着する場合、初期にはフォーム（ｆｏａｍ）状で公差吸収能を向上させて接触面積を最大化するという長所があり、その後、燃料電池作動中には表面に数十〜数百Ｓ／ｃｍの高い電気伝導度を有するスピネル（ｓｐｉｎｅｌ）構造の伝導性セラミックが形成され、接触抵抗が低くなり、依然として３次元網目構造で空気極への円滑な電流の流れを誘導することができる。
【００３９】
以下では、本発明の一実施形態による空気極集電体を含む固体酸化物形燃料電池について詳細に説明する。
【００４０】
より具体的には、空気極、燃料極、電解質及び分離板を含む固体酸化物形燃料電池において、上記空気極と分離板の間には空気極集電体をさらに含み、このとき、上記空気極集電体は気孔を有する多孔性の金属フォーム（ｆｏａｍ）であることが好ましい。
【００４１】
特に、本発明において上記金属フォーム（ｆｏａｍ）は、ＣｏＮｉ、ＣｏＭｎ及びＣｕＭｎからなる２元系合金のうち１種又は２種以上又はＣｏＮｉＭｎ及びＣｏＣｕＭｎからなる３元系合金のうち１種又は２種からなるものであり、高温酸化後、電気伝導性に優れた伝導性セラミックを形成することにより、長時間の運転にも性能劣化がほとんどない。
【００４２】
以下、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池用空気極集電体を製造する方法について、一実施形態として説明する。
【００４３】
本発明による固体酸化物形燃料電池用空気極集電体は、高分子フォーム（ｆｏａｍ）を準備し、上記高分子フォーム（ｆｏａｍ）の表面に金属を蒸着した後、その上に上述の混合金属をコーティングし、これを還元熱処理した後、高分子フォーム（ｆｏａｍ）を除去することにより製造されることができる。
【００４４】
このとき、上記高分子フォーム（ｆｏａｍ）としてはポリウレタン又はポリエチレンフォーム（ｆｏａｍ）を用いることが好ましい。
【００４５】
上記高分子フォーム（ｆｏａｍ）は電気伝導性がないため、その上に金属を蒸着することが好ましい。このように、高分子フォーム（ｆｏａｍ）の表面を金属で蒸着すると、後続のコーティング工程を行うことができるようになる。上記蒸着金属としては、電気伝導性を付与することができる金属であれば特に限定されず、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏのうち１種の金属を用いることができ、このとき、蒸着方法としてはＰＶＤを利用することができる。
【００４６】
上記金属の蒸着が完了すると、その上に、本発明による混合金属、即ち、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＭｎのうち２種以上の混合金属をコーティングすることが好ましい。
【００４７】
上記コーティングは電気めっき又は粉末コーティングで行うことができ、このとき、上記金属間の組成としては前述の組成を用いることが好ましい。
【００４８】
上記コーティング時に電気めっきを利用する場合は、めっきしようとする被塗物、即ち、金属がＰＶＤ蒸着された高分子フォームを陰極とし、電着させようとする金属を陽極として準備する。その後、上記混合金属イオンを含む電解液に上記陰極及び陽極を浸漬した後、電気を加えることにより、所望の金属イオンを付着させることができる。このとき、上記電着させようとする金属がＣｏの場合、上記電解液はＮｉ、Ｃｕ及びＭｎのうち２種以上の混合金属イオンを含むことが好ましい。このように電気めっきを行うとき、加えられる印加電圧と電流はそれぞれ５〜１０Ｖ及び２００Ａ未満であることが好ましく、電解液の温度と酸度（ｐＨ）はそれぞれ３０〜３５℃、３．５〜５．５の範囲内に維持することが好ましい。
【００４９】
また、上記コーティング時に粉末コーティング方法を利用する場合は、上記混合金属粉末をスプレー方式で１次コーティングした後、その上にバインダーを塗布し、残りの粉末を２次コーティング処理することが好ましい。上記１次コーティング時には、所望の全厚さの４０〜６０％程度に該当する量をコーティングすることが好ましい。このように、２回にわたって粉末コーティングを行う理由は、均一な厚さの金属フォーム（ｆｏａｍ）を得るためである。このような粉末コーティング方法を利用する場合、粉末の粒度は微細であればあるほどよく、１００ｎｍ〜１０ｍｍの範囲内の大きさを有するものを用いることがより好ましい。
【００５０】
上記コーティングを完了した後、還元熱処理を行うことにより高分子フォーム（ｆｏａｍ）を除去することが好ましい。このとき、熱処理温度は、フォーム（ｆｏａｍ）の厚さ、めっき層の厚さなどによって変わることができるが、上記高分子フォーム（ｆｏａｍ）がすべて除去されることができる温度範囲であることが好ましい。本発明では、めっき層の相互拡散による緻密なフォーム（ｆｏａｍ）構造を形成させることができる温度範囲である５００〜１０００℃の範囲で熱処理を行うことが好ましい。このとき、熱処理は、めっき層の酸化を防止するために水素と窒素又は水素とアルゴンで構成された混合ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
【００５１】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。但し、下記の実施例は、本発明を例示してより詳細に説明するためのものであり、本発明の権利範囲を限定するためのものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項とそこから合理的に類推される事項によって決定される。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
金属フォーム（ｆｏａｍ）製造
１．ＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）製造
ポリウレタンフォーム（ｆｏａｍ）の表面にＰＶＤ方法でＮｉを蒸着した後、その上に５：５（発明例１）、９：１（発明例２）のＣｏ：Ｎｉで電気めっきを行った。その後、５００〜１０００℃で還元熱処理してウレタンフォームを除去することにより、ＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）を製造した。
【００５３】
２．Ｎｉフォーム（ｆｏａｍ）製造
電気めっき時にＮｉめっきを行ったことを除いて、上記ＣｏＮｉフォーム製造と同一の方法で製造した。
【００５４】
（実施例２）
金属フォーム（ｆｏａｍ）の性能評価
１．ＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）の面抵抗（ａｒｅａ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、ＡＳＲ）測定
上記実施例１で製造した発明例１及び２のＣｏＮｉフォームに対して８００℃で１５００時間ＡＳＲ測定を行い、その結果を図２に示した。
【００５５】
測定の結果、本発明による金属フォーム（ｆｏａｍ）の抵抗値は伝導性セラミックの抵抗値である０．００５Ωより高く、長時間変化せずに維持されることが確認できる。
【００５６】
これは、本発明による金属フォーム（ｆｏａｍ）の外部被膜はＣｏＮｉスピネル（ｓｐｉｎｅｌ）構造の伝導性セラミックで構成され、内部は金属素材の３次元網目構造を有するためであると考えられる。
【００５７】
即ち、発明例２のＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）のＡＳＲ測定の前・後の微細組織を観察した結果、ＡＳＲ測定前の金属フォーム（ｆｏａｍ）の内部の３次元網目構造が１５００時間（８００℃）後にも安定して維持されたことが確認できた（図３参照）。
【００５８】
２．ＣｏＮｉフォーム及びＮｉフォームの収縮率（ｓｈｉｎｋａｇｅ  ｒａｔｅ）測定
発明例２のＣｏＮｉ金属フォームとの比較のために製造したＮｉフォームの収縮率を測定し、その結果を図４に示した。上記Ｎｉフォームは主に燃料極集電体として用いられる。
【００５９】
図４に示したように、本発明によるＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）は、一般に燃料極集電体として用いられるＮｉフォームと類似した収縮率を示すことが確認できる。特に、本発明のＣｏＮｉフォームが初期厚さ０．７５ｍｍでも優れた収縮率を示すことから、本発明の金属フォーム（ｆｏａｍ）は分離板の公差及び空気極の表面粗度を十分に吸収することができると考えられる。
【００６０】
（実施例３）
ＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）を空気極集電体として用いた固体酸化物形燃料電池の性能評価
上記実施例１で製造した発明例２のＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）を空気極集電体として用いた固体酸化物形燃料電池スタックの単位電池（１００ｃｍ２）の出力及び長期劣化率の評価結果を図５及び６に示した。このとき、燃料電池の運転温度は７５０℃であり、既存の伝導性セラミックペーストを空気極集電体として用いた場合と、本発明によるＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）を空気極集電体として用いた場合の結果を共に測定して比較・分析した。
【００６１】
図５に示したように、電流密度０．６Ａ／ｃｍ２でＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）を空気極集電体として用いた単位電池の性能は伝導性セラミックを用いた単位電池に比べて約１１％高いことが確認できる。
【００６２】
これは、本発明によるＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）が分離板の公差と空気極の表面粗度を効果的に吸収して集電面積を十分に確保することができ、また、図２から確認したようにＡＳＲが伝導性セラミックに比べて優れるためであると考えられる。
【００６３】
また、図６に示したように、本発明によるＣｏＮｉフォーム（ｆｏａｍ）を適用した固体酸化物形燃料電池は、電流密度０．３Ａ／ｃｍ２では約５００時間性能劣化がなく、０．４７５Ａ／ｃｍ２の電流密度では約９００時間性能が０．７８％程度劣化したことが確認できる。これは、現在の最高レベルであるＳＯＦＣの性能劣化率１％より優れた結果である。
【符号の説明】
【００６４】
１  燃料極集電体
２  燃料極
３  空気極
４  空気極集電体
５  分離板リブ
６  空気極流路
７  分離板
【図１】
0006535012.tif 000003
【図２】
0006535012.tif 000004
【図３】
0006535012.tif 000005
【図４】
0006535012.tif 000006
【図５】
0006535012.tif 000007
【図６】
0006535012.tif 000008