(57)【要約】      （修正有）【課題】固体電解質燃料電池の構成を簡便なものとし、かつ作動温度の低下を図る。また電極反応生成ガスによる固体電解質の腐食を少なくし燃料電池の長寿命化を図る。【解決手段】作動温度が６００℃以下で生成ガスによる腐蝕劣化が抑制される固体電解質ＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２を用い、アノードとカソードの間に隔壁を設けない簡便な一室構造の燃料電池を構成する。ＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２は機械的強度が高く、薄膜電解質の作製が可能なので、電解質のＩＲロスによる作動電圧損失が減少するために電池出力の低下が少ない。また完全酸化条件で燃料電池を作動するので、固体電解質を腐食するＣＯではなくてＣＯ２ガスが生成され、燃料電池の耐腐食性を改善することができる。さらに貫通孔のないＰｄ膜をアノードに用いることにより酸素のアノードへの通過を阻止して水素の酸化反応を防止して起電力の低下を無くすことが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質にＣｅを含まない酸素欠損のペロブスカイト型酸化物ＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３ーｘ／２を用い、アノードとカソードの間に隔壁を有しない一室型の構造とすることを特徴とする固体電解質型燃料電池。
【請求項２】
アノードとカソードに供給するガスが同一であることを特徴とする請求項１に記載の一室型の固体電解質型燃料電池。
【請求項３】
ＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３ーｘ／２の組成比がＸ＝０．１〜０．２であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の一室型の固体電解質型燃料電池。
【請求項４】
作動温度が６００℃以上であることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の一室型の固体電解質型燃料電池。
【請求項５】
燃料として低級炭化水素ガスの炭素Ｃと空気中の酸素Ｏとの比が１：２の混合ガスを供給して、低級炭化水素の完全酸化における電極反応即ちアノードにおけるＣＨ４＋Ｏ２→ＣＯ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−反応とカソードにおける４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏの反応により発生する起電力を利用することを特徴とする請求項１から請求項４に記載の一室型固体電解質燃料電池。
【請求項６】
アノードに貫通孔を有しない水素透過性の金属膜を用いることを特徴とする請求項１から請求項５に記載の一室型固体電解質燃料電池。
【請求項７】
アノードが貫通孔を有しないＰｄ膜で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の一室型固体電解質燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は固体電解質型の燃料電池に関するものである。さらに詳しくは比較的低温度でも高いプロトン導電率を示す新規な電解質材料を用い、低級炭化水素の完全酸化反応を利用する場合に生じる起電力の低下を抑制する構造を有する簡易一室型燃料電池に関し、さらにはその長期安定性に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】  広く用いられている燃料電池はアノード室にメタン等の低級炭化水素ガスあるいは水素ガスを、そしてカソード室に空気を導入して発電する構造であり、アノード電極とカソード電極間に隔壁を置き異なるガスを供給している。各種の燃料電池の中でも発電効率が高い電解質にセラミックを用いる固体電解質型燃料電池においても、前記の燃料電池と同様に両極に接触するガスが異なっている。それ故にこれらのガスを分離するための隔壁が必要であり、電池の構造が複雑になるという欠点がある。アノード電極とカソード電極の間に隔壁がなく、両方の電極に同一のガスを接触させても発電が可能な燃料電池が実現できれば、電池容器の内での結線が可能になるために個々の電池の集積が容易になり燃料電池の小型化が可能になること、電解質や電極を電池容器に接着する必要がないので電解質や電極の補修や発電システムの維持・管理が容易であること、などメリットが大きい。このような観点から考案された燃料電池として一室型の固体電解質燃料電池があり、特開平８−２６４１９５号公報（特許公報２８１０９７７号）に開示されている。この公報の例ではメタン等の低級炭化水素と空気との混合燃料ガスをアノードおよびカソードに供給して、低級炭化水素の部分酸化反応を生じせしめて発電を行うことが記載されている。またアノードにはカソード反応に対して不活性なＰｔ、Ｐｄ、ＮｉあるいはＲｈなどの材料が、そしてカソードにはアノード反応に対して不活性なＡｕが用いられている。
【特許文献１】  特開平８−２６４１９５号公報
【０００３】  上記公報では部分酸化反応を利用しており、この部分酸化反応とはアノードで２ＣＨ４＋Ｏ２→２ＣＯ＋８Ｈ＋＋８ｅ反応とカソードで８Ｈ＋＋４Ｏ−＋４ｅ−→４Ｈ２Ｏ反応を生じせしめて発電を行うものである。部分酸化反応では燃料として電池に供給する混合ガス中の酸素の濃度が低いので、アノードでの水素の酸化反応すなわち４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏの反応が抑制されるために比較的理論値に近い起電力が得られ、それ故にこれまでに公表された一室型燃料電池に関する特許文献では炭化水素の部分酸化を利用する方法が採用されている。しかし、この炭化水素の部分酸化を利用する方法では一室型構造であるためにアノードで発生するＣＯガスにより電解質や電極の腐食を生じ、さらには炭化水素の熱分解により遊離した炭素のアノード電極への付着などの弊害により、燃料電池の寿命に問題がある。【０００４】  また特開平８−２６４１９５号公報ではアノードに酸素と水素が共に直接触れる構造となっている。このためアノード側で水素の酸化反応による起電力の低下が懸念される。この点についてはさらに後に詳述する。【０００５】  燃料電池の電解質として特開平８−２６４１９５号公報では、良く知られた安定化ジルコニウム酸化物またはペロブスカイト型酸化物が用いられることが記載されている。ここで言うペロブスカイト型酸化物とはＢａＣｅＯ３中の４価のＣｅイオンの一部を３価のイオンで置換したものでプロトンの移動により電気伝導性が生じるプロトン伝導性の酸化物である。このペロブスカイト型酸化物は上記公報以外にも多くの特許に記載があり、例えば特開平６−２９０８０２号公報および特開平８−２２２２４２号公報にはＢａＣｅ０．８Ｙ０．２Ｏ３−ａが固体電解質として有用なことが記されている。さらにＹ以外、例えばＳｃ、Ｌａ等でＣｅを置換した例が特開平１０−１００８５号公報に、希土類元素でＣｅを置換した例が特開平６−２３１６１１号公報に開示されている。しかし、これらの組成を見て判るように開示された固体電解質材料はＢａを含むと同時にＣｅが必須元素となっている。
【特許文献２】  特開平６−２９０８０２号公報
【特許文献３】  特開平８−２２２２４２号公報
【特許文献４】  特開平１０−１００８５号公報
【特許文献５】  特開平６−２３１６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明における第一の課題は固体電解質材料にある。一室型燃料電池の固体電解質に従来用いられてきた材料は従来例に説明したように酸化物イオン伝導性の安定化ジルコニウム酸化物あるいはプロトン伝導性のペロブスカイト型酸化物であった。これらの材料を使用した場合導電率は高温で好ましい程度に高くなり、安定化ジルコニウム酸化物では１０００℃を超える温度が燃料電池としての作動温度となることは広く知られた事実である。またＣｅ元素を他の３価元素で置換したプロトン伝導性のペロブスカイト酸化物を用いた例として特開平８−２６４１９５号公報が開示した実施例では９５０℃での作動例が示されている。他の従来例であるＢａＣｅ０．８Ｙ０．２Ｏ３−ａを用いた特開平６−２９０８０２号公報では作動温度を８００℃以上にすることが要求されている。このように酸化物固体電解質を用いた燃料電池ではその作動温度が極めて高いことが問題点であるが、ここに示したように従来例では少なくとも８００℃以上が作動温度となっており、更なる作動温度の低下が大きな課題である。【０００７】  また一室型燃料電池とするが故に派生する問題点がある。特開平８−２６４１９５号公報が採用したような低級炭化水素と空気との混合燃料ガスを部分酸化させる条件では一酸化炭素ＣＯが生成されるので、このＣＯが電極を被毒し、また固体電解質や電極を腐食するなどの障害が生じて電池の寿命を短くする。一室型ではなく、隔壁型の電池ではアノードで発生するＣＯガスはカソードとは接触しないが、構造を簡略化することが目的の一室型ではＣＯによるカソードの被毒や腐食が大きな問題になる。従って良好な一室型固体電解質燃料電池を実現するためには上記作動温度を低くすること具体的には６００℃の温度でも作動することに加え、電解質材料の腐食劣化を少なくし、電池寿命を長くすることが一室型固体電解質燃料電池に課せられた第二の課題である。【０００８】  さらに特開平８−２６４１９５号公報に示された一室型燃料電池はアノードがＰｄで形成されるものの、アノードにおいて酸素と水素が直接触れる構造となっている。このためにアノード側で水素の酸化反応、すなわち４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏの反応が同時に起こるために起電力の低下を招く。この起電力の低下は燃料電池の性能として無視できない大きな問題あり、この点を解決することが本発明の第三の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記課題を解決するため本発明では固体電解質材料として新規な材料を採用したことに本発明の第一の特徴がある。すなわち新規な材料として従来例であるＢａＣｅ１−ｘＭｘＯ３（Ｍは３価の元素）と同じペロブスカイト構造であるがＣｅを含まず、かつ酸素欠損状態の酸化物を採用したことに特徴がある。具体的にはその組成はＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２（Ｘ＝０．１〜０．２）で表される。該新規材料を使用することにより一室型固体電解質燃料電池は６００℃以上でも作動するようになり、大幅な作動温度の低下が可能である。また該新規固体電解質材料は従来の材料に比較して、ＣＯやＣＯ２のような還元性のガスに対して腐食度が低いこと、及び機械的強度に優れているために薄板化による電解質の電気抵抗の軽減が可能であるという利点があり電池の長寿命化と高出力化の点でも優れている。【００１０】  本発明の第二の特徴は、電池が作動する際にＣＯを生成するのではなくて、ＣＯ２を生成する完全酸化の条件下で作動させる点にある。低級炭化水素ガスの完全酸化を利用する一室型の燃料電池の場合にはアノードで発生するＣＯによる電解質の腐食が問題となる。そこで、本発明では炭化水素の部分酸化反応でなく完全酸化の条件を採用することとした。腐食力はＣＯよりもＣＯ２の方が弱い。従って電解質にＣＯ２により腐食され易いＣｅ系のプロトン伝導性酸化物でなくＣＯ２により腐食されないＣｅを全く含まないＺｒ系のプロトン伝導性酸化物を用いることにより、電解質の腐食劣化の問題を避けることができることに加え、腐食力がＣＯより弱いＣＯ２を生成する完全酸化条件とすることにより、固体電解質と電極材料の腐食やアノードへの炭素の付着を著しく軽減でき電池寿命を延ばすのに一層の効果がある。完全酸化はこの燃料ガスの組成として低級炭化水素と空気との混合比率を適切に選択することで実現できる。【００１１】  本発明の第三の特徴はアノードとしてＰｄを電解質に接触させ、かつＰｄを貫通孔のない、すなわちＰｄ内の空孔が連結していないものとした点にある。このような貫通孔のないＰｄを採用することにより、Ｐｄは水素のみを透過し、水素以外の例えば酸素等の気体は透過させないものとなる。従って貫通孔のないＰｄの採用により、第三の課題であったアノード側での水素の酸化反応による起電力の低下を避けることが可能となる。以下これらの３つの特徴について詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  本発明の燃料電池の構成としては以下に掲げる例に限定されるものではないが、一例として図１を用いて説明する。図１は本発明の燃料電池の構成を表す図であり、燃料電池セルは筐体７の中に一体的に組み込まれている。３が低温度領域（６００以上）で１０−１ジーメンスより高いプロトン導電率を示すＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２の電解質であり、該新規プロトン導電性電解質のアノードには貫通孔の無いＰｄ膜２が設けられている。燃料電池のカソードとアノードには、燃料ガスや電極反応生成物ガスが通過するように多孔性の材料を用いるのが通例である。本発明では、貫通孔のないＰｄ膜をアノードに採用することにより、水素のアノード通過は可能であるが、酸素のアノード通過は阻止することにした。その結果、低級炭化水素ガスの完全酸化の条件下でもアノードにおける４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ反応の発生による起電力の低下を防止することができて、理論値に近い起電力が得られる。アノードに用いる貫通孔のないＰｄ膜にはＰｄ圧延板、Ｐｄ蒸着膜およびＰｄペーストを焼成した膜が利用できるが、中でもＰｄペーストの焼成膜の上にＰｄ圧延板を重ねたものが好ましい。【００１３】  一方、カソードはアノード反応には不活性でカソード反応に活性で触媒作用のある多孔性薄膜４により形成される。該膜の例としてはＡｇ膜が挙げられる。この場合カソードは酸素と水蒸気を通過させることが必要であるために該触媒膜には多孔性が要求される。カソード膜の作製方法としては特に工夫を要するわけではなく例えばＡｇペーストを塗布し乾燥させる簡便な方法でも機能する。【００１４】  ＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２の電解質を挟持するアノードとカソードには電気配線を接続するために図示していない金属線メッシュを用いている。これらの金属線メッシュの材料は用いる電極反応に対して触媒作用を有する材料が望ましい。例えば、アノード側はアノード反応に触媒作用を有するＮｉ線メッシュ、カソード側はカソード反応に触媒作用を有するＡｇ線メッシュが選択される。これら両方のメッシュに配線５を接続することで電池回路が形成される。この構成の固体電解質型燃料電池セルは中央に電極にほぼ等しい大きさの孔が空けられたセラミック支持板１により挟持し締具６で固定されている。【００１５】  上記固体電解質型燃料電池セルは筐体７内の空間に配置される。筐体７には燃料ガスおよび空気を導入する導入口８および反応生成物を排気するための排気口９が設けられている。筐体７の内部は仕切りが設けられていない一室構造なので、固体電解質型燃料電池セルは一様なガス雰囲気中に置かれることになる。固体電解質型燃料電池セルに供給する燃料ガスはすでに知られているものを用いることができる。例えばメタンガスのような低級炭化水素が好適に用いられる。燃料ガスと共に空気（酸素を含む気体）が供給され固体電解質型燃料電池セルは低級炭化水素と空気の混合ガス中に置かれることになる。【００１６】  固体電解質として用いるＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２はその組成にＣｅを全く含まずかつ酸素欠損状態であることに特徴がある。従来から知られている固体電解質の内、Ｃｅを含むものはプロトン導電性が良好になる温度が８��０℃以上であった。本発明では種々検討の結果ＣＯあるいはＣＯ２のような還元性雰囲気に高温で触れるとＣｅが選択的に還元され結果として固体電解質の腐食に至ることが明らかになった。例えば、ＣＯの存在下、Ｃｅを含むＢａＣｅ０．８Ｙ０．２Ｏ３材を９００℃で放置すると１５時間程度で腐食が始まることが認められた。本発明では、耐腐食性の良い電解質材料を種々検討した結果、ＣＯ２による腐食が少ないＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２プロトン伝導性酸化物を電解質材料に選定した。【００１７】  電解質に用いるＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２は４価のＺｒイオンの一部を３価のＹイオンで置き換えたものであり、Ｙの濃度が高いほど、電気伝導のキャリアーであるプロトンの固溶濃度が高くなり、従って高導電率を示す。燃料電池として充分なプロトン導電性を有するためにはＹイオンの濃度Ｘは０．１以上とする必要がある。しかし、Ｘの値が０．２以上になるとペロブスカイト構造と異なる結晶構造を有する相が混入して導電率は低下する。従って本発明ではＸ＝０．１〜０．２のＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２を採用したが、このＸの範囲でＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２は６００〜７５０℃の温度領域で高いプロトン導電率を示す。【００１８】電解質に用いるＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２は焼結法により作成することができる。一例を掲げると原料として炭酸バリウム、酸化ジルコニウムおよび酸化イットリウムを所定の組成になるように秤量した後、ボールミルのような混合機で充分混合する。その後、８００℃〜１４００℃で仮焼を行う。仮焼した粉体は平均粒径が１μｍ以下になるように粉砕した後、放電プラズマ焼結システムを用いて例えばアルゴン雰囲気中６００ｋｇ／ｃｍ２の加重下において１，７００℃の温度で１０分間の焼結により、厚さが１ｍｍ以下で直径が１５〜２０ｍｍの円板状の焼結体を作製した。焼結体の密度は約９７％であった。放電プラズマ焼結法により作製したプロトン伝導製酸化物の焼結体は焼結後更に酸素が欠損するが、焼結体を空気中１０００℃で１時間の再焼成を行うことにより、焼結体は再び酸素濃度Ｘが３−ｘ／２の値をとり、良好なプロトン伝導性を示すようになる。【００１９】  焼結体の場合には焼成後に研磨を行いその厚さを薄くすることで電気抵抗値を減らし電池のＩＲロスによる電圧降下を低減することができる。その厚さは極力薄いほうが望ましいが焼結体の研磨による方法では０．１〜０．２ｍｍにまで薄くすることが可能である。さらに注意深い研磨とハンドリングを行えば０．０５ｍｍの厚さも可能である。【００２０】  薄く研磨されたＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２板の片面にはアノードとして貫通孔のないＰｄ膜が設けられる。Ｐｄアノードには、Ｐｄ圧延膜、Ｐｄ蒸着膜あるいはＰｄペーストを塗布後焼成した膜が利用できる。このような貫通孔のないＰｄ膜とすることにより、水素以外の気体はＰｄ膜を通過できないのでアノードで水素の酸化反応が発生ぜず、起電力の低下がない燃料電池が得られる。Ｐｄ膜アノードにはリード線を接続した金属線メッシュを接着し電気接続を行っている。アノードに接着する金属線メッシュには、例えばＮｉ等のアノード反応に触媒機能を有するメッシュを用いている。ＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２電解質の反対の面にはカソード反応に対して触媒作用のある多孔性の膜を接着する。このカソード膜は酸素を透過する必要があり、例えばＡｇペーストを塗布後乾燥することにより作製した膜が利用できる。このカソード膜にリード線を接続したＡｇ線メッシュを接着して電気接続を行なっている。【００２１】  上記のようにして得られた固体電解質型燃料電池セルは単独での使用もできるが電圧あるいは電流を増すために直列あるいは並列に多数個を接続して使用するのが一般的である。いずれの場合も固体電解質型燃料電池セルは筐体７内に設置されるので該セル全体が同一の雰囲気中に置かれる。該雰囲気として低級炭化水素と空気との混合気体が導入口８から供給される。固体電解質型燃料電池セルを６００℃以上の温度に加熱することで次に述べるような電極反応が進行して電池として動作する。【００２２】  低級炭化水素の炭素と空気中の酸素との比が１：１の場合、例えば低級炭化水素としてメタンガスを採用した場合を例にとると、ＣＨ４とＯ２との比が１：１の完全酸化の場合にはアノード側では次の反応が生じる。
ＣＨ４＋Ｏ２→ＣＯ２＋４Ｈ＋＋４ｅ−
またカソード側では次の反応を生じ、反応生成物としてのＣＯ２とＨ２Ｏが筐体７の内部を満たすことになる。
４Ｈ＋＋４ｅ−＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ
従ってカソードおよびカソードに用いるＡｇ膜，Ａｇメッシュとアノードに用いるＰｄ膜，Ｎｉメッシュも固体電解質と共にＣＯではなくてＣＯ２に触れることになる。固体電解質が従来材であるＣｅを含む材料である場合は上記生成ＣＯ２により強く還元され腐食が著しいが、本発明で電解質として用いるＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２はＣＯ２により腐食されない。従って、固体電解質は殆ど腐食されないので、燃料電池は長寿命になる。またアノード、カソードおよびリード線もＣＯに触れないことから腐食がない。さらに炭化水素の完全酸化反応を利用するので、炭化水素の熱分解により炭素が遊離しても酸素と反応してＣＯ２になりアノードに蓄積しないので、燃料電池の長時間運転が可能になる。以下に実施例を掲げるが本発明は当該実施例のみに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】  電解質として組成がＢａＺｒ０．８Ｙ０．２Ｏ２．９で、直径１５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの焼成体を用い図１に示した構成の燃料電池を作成した。電解質の片面にはＰｄペーストを０．２ｍｍの厚さに塗布し、その上厚さ０．１ｍｍのＰｄ圧延板を重ねてアノードを形成した。アノードとリード線との電気的接続は、リード線を接続したＮｉメッシュをアノードに接着することにより行った。電解質の反対の片面にはＡｇペーストを塗布してカソードを形成し、これにリード線を接続したＡｇメッシュを接着して電気的に接続した。これらの一体は、両側から中央に円形の貫通穴が空けられたアルミナ板で挟み、螺子により固定することにより燃料電池セルを形成した。この燃料電池セルは、単一で或いは集積して、ステンレス製の筐体中に設置した。筐体に設けた導入口からメタンガスＣＨ４と空気の混合ガスをＣＨ４と空気中の酸素の混合比が１：１になるような組成で導入した。燃料電池セルを収容した筐体は電気ヒーター中に置かれ、燃料電池の温度を上げられるようにした。ヒーターに電流を流し６００〜７００℃に加熱して放電特性を測定したところ該温度範囲で図２に示されているように約０．８Ｖの起電力（閉回路電圧）が得られた。電圧と電流の積で表される燃料電池の出力は、温度が高くなるに従い増大している。これは、燃料電池の温度が高くなると電解質の電気抵抗が低下するために、ＩＲロスによる電池の作動電圧の低下が減少するためである。しかし、いずれの温度においても充分な電気出力（電力）が得られ、本発明が目標とした６００℃という低温度でも燃料電池として機能することが判る。
【実施例２】
【００２４】  電解質の組成がＢａＺｒ０．８５Ｙ０．１５Ｏ２．９２５とＢａＺｒ０．８Ｙ０．２Ｏ２．９の燃料電池の放電特性を比較測定した。この測定において、筐体中に導入する混合ガスの組成は実施例１と同様にＣＨ４とＯ２の比が１：１になるように調整した。放電特性の測定結果を図３に示すが、Ｘ値が大きい値の電解質を用いた燃料電池は、Ｘ値が小さい電解質を用いた燃料電池よりも電解質の電気抵抗が低いために電流の増加に伴う電圧損失が少なく、より高い起電力が得られた。
【実施例３】
【００２５】  ＢａＺｒ０．８Ｙ０．２Ｏ２．９電解質の厚さを０．３５および０．７ｍｍとして、それ以外は実施例１と同様に燃料電池を構成して放電特性を測定した。結果を図４に示す。
電池の出力は厚さが薄いほど高い。これは厚さが薄いほど電解質の電気抵抗が小さくなるために電流の増加に伴う作動電圧損失が減少することによると解釈される。本発明のＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２材は機械的な強度が高いので厚さを薄くできるという利点もある。
【発明の効果】
【００２６】以上詳述したように本発明の一室型固体電解質燃料電池はアノードとして貫通孔のないＰｄ膜を採用していることからアノードにおける水素の酸化反応の発生を阻止し、一室型固体電解質燃料電池に特有の起電力の低下を無くすことが可能である。電解質に酸素欠損のＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２を用いることで、燃料電池は６００℃以上という低温度でも充分な出力を有する。また、この電解質はＣｅを全く含まないために燃焼生成物ガスによる腐食が少ないという利点がある。更に、燃料ガスである低級炭化水素と空気中の酸素との混合比率を１：１に設定して炭化水素ガスの完全酸化を利用することでＣＯではなくてＣＯ２ガスを生成させる運転条件になり、電解質や電極材料の腐食や被毒が軽減されて、燃料電池の長期安定性を確保することが可能となる。また機械的強度が高いＢａＺｒ１−ｘＹｘＯ３−ｘ／２を採用しているので、その厚さを薄くできて、取り出し電流の増加に伴う作動電圧低下を軽減して燃料電池の出力を増大することができるという利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の燃料電池の構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例１の起電力（電圧）の温度変化
【図３】本発明の実施例３における放電特性の電解質の組成依存性
【図４】本発明の実施例４における放電特性と電解質の厚さの関係
【符号の説明】
【００２８】１    セラミックス支持板
２    Ｐｄ膜アノード
３    固体電解質
４    Ａｇ膜カソード
５    リード線
６    締具
７    筐体
８    燃料ガス、空気導入口
９    排気口
１０  負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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