(57)【要約】【解決課題】燃料電池の作動時に、還元膨張し難く、且つ燃料電池の作動時の導電率が高い固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供することにある。【解決手段】下記一般式（１）：Ｔｉ（ｘ１）Ｎｂ（１−ｘ１）Ｏ２で表されるチタン酸ニオブ粒子と、下記一般式（２）：Ｃａ（ｘ２）Ａ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｄ（１−ｙ２）Ｏ３で表されるカルシウムチタネート粒子と、が、７０：３０〜１００：０の質量比で混合されているインタコネクタ原料を、焼成して得られることを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ。【選択図】図１
2008204937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）：
Ｔｉ（ｘ１）Ｎｂ（１−ｘ１）Ｏ２      （１）
（式中、ｘ１は０．９０〜０．９９である。）
で表されるチタン酸ニオブ粒子と、
下記一般式（２）：
Ｃａ（ｘ２）Ａ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｄ（１−ｙ２）Ｏ３      （２）
（式中、ＡはＹ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ又はＥｒを示し、ＤはＮｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ又はＭｎを示し、ｘ２は０．５〜１であり、ｙ２は０．８５〜１である。）
で表されるカルシウムチタネート粒子と、
が、７０：３０〜１００：０の質量比で混合されているインタコネクタ原料を、焼成して得られることを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ。
【請求項２】
下記一般式（１）：
Ｔｉ（ｘ１）Ｎｂ（１−ｘ１）Ｏ２      （１）
（式中、ｘ１は、０．９０〜０．９９である。）
で表されるチタン酸ニオブを、７０〜１００質量％含有し、
下記一般式（２）：
Ｃａ（ｘ２）Ａ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｄ（１−ｙ２）Ｏ３      （２）
（式中、ＡはＹ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ又はＥｒを示し、ＤはＮｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ又はＭｎを示し、ｘ２は０．５〜１であり、ｙ２は０．８５〜１である。）
で表されるカルシウムチタネートを、０〜３０質量％含有すること、
を特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ。
【請求項３】
厚みが、３〜１００μｍであることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ。
【請求項４】
下記一般式（１）：
Ｔｉ（ｘ１）Ｎｂ（１−ｘ１）Ｏ２      （１）
（式中、ｘ１は０．９０〜０．９９である。）
で表されるチタン酸ニオブ粒子と、
下記一般式（２）：
Ｃａ（ｘ２）Ａ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｄ（１−ｙ２）Ｏ３      （２）
（式中、ＡはＹ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ又はＥｒを示し、ＤはＮｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ又はＭｎを示し、ｘ２は０．５〜１であり、ｙ２は０．８５〜１である。）
で表されるカルシウムチタネート粒子と、
が、７０：３０〜１００：０の質量比で混合されているインタコネクタ原料を、焼成して、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを得る焼成工程を有することを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法。
【請求項５】
前記インタコネクタ原料を、１０００〜１５００℃で焼成することを特徴とする請求項４記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法。
【請求項６】
インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池であって、該インタコネクタが、請求項１〜３いずれか１項記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタであることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
【請求項７】
インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池の作動方法であって、
該インタコネクタが、請求項１〜３いずれか１項記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタであり、
作動条件のうち、作動温度が８００〜１０００℃であること
を特徴とする固体酸化物形燃料電池の作動方法。
【請求項８】
作動条件のうち、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、且つ、作動温度が８００〜１０００℃であることを特徴とする請求項７記載の固体酸化物形燃料電池の作動方法。
【請求項９】
インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池の作動方法であって、
該インタコネクタが、請求項１〜３いずれか１項記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタであり、
作動条件のうち、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、且つ、作動温度が３００〜８００℃の作動条件であること
を特徴とする固体酸化物形燃料電池の作動方法。
【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インタコネクタ及びその製造方法に関する。また、本発明は、該インタコネクタを有する固体酸化物形燃料電池及びその作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、電解質と、該電解質を挟み込む燃料極及び空気極という３つの部材を１つの単位とする単電池（セル）が、複数個電気的に接続されて構成されている。これは、固体酸化物形燃料電池に用いられるセルの電圧が、通常、０．７Ｖ程度と低いであるためである。
【０００３】
そして、固体酸化物形燃料電池において、複数のセルを電気的に接続する材料が、インタコネクタである。言い換えると、インタコネクタは、１のセルの燃料極と他のセルの空気極を、電気的に接続している。
【０００４】
該インタコネクタには、導電性が高いことと、燃料極側ガス及び空気極側ガスを透過し難いことが、要求される。
【０００５】
従来、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの材料としては、ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ３）が用いられていた。ランタンクロマイトは、電気抵抗が小さいため、インタコネクタの材料として、優れた性質を有しているためである。また、他に、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの材料としては、カルシウムチタネート（ＣａＴｉＯ３）が知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１の特開平２−２８８１６２号公報又は特許文献２の特開平８−２６８７５０号公報には、ランタンクロマイト系のインタコネクタ材料を原料に製造されるインタコネクタ（以下、従来のランタンクロマイト系インタコネクタとも記載する。）が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３の特開平１１−８６８８７号公報、特許文献４の特開平１１−５４１３７号公報又は特許文献５の特開２００３−３２３９０６号公報には、カルシウムチタネート系のインタコネクタ材料を原料に製造されるインタコネクタ（以下、従来のカルシウムチタネート系インタコネクタとも記載する。）が開示されているが、該従来のカルシウムチタネート系インタコネクタは、燃料ガス雰囲気下での導電率が低すぎるため、実用的なインタコネクタとしては、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタが用いられてきた。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２８８１６２号公報（請求項）
【特許文献２】特開平８−２６８７５０号公報（請求項）
【特許文献３】特開平１１−８６８８７号公報（請求項）
【特許文献４】特開平１１−５４１３７号公報（請求項）
【特許文献５】特開２００３−３２３９０６号公報（請求項）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタは、燃料極側ガスに曝されると、還元膨張を起こすため、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタを用いる燃料電池には、作動中に、インタコネクタの膨張に起因する燃料電池の割れが発生するという問題があった。
【００１０】
また、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタは、８００〜１０００℃程度の高温で作動させた時、空気極側ガス雰囲気下では、導電率が高いものの、燃料極側ガス雰囲気下では、導電率が極めて低いため、燃料電池の作動時に、つまり、該従来のランタンクロマイト系インタコネクタが、燃料極側ガス及び空気極側ガスの両方の雰囲気下に曝された時に、導電率が低いという問題もあった。
【００１１】
また、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタは、電気抵抗が小さくなければならない。そして、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの構造が、緻密であればある程、電気抵抗が小さくなる。該従来のランタンクロマイト系インタコネクタは、粉末状のランタンクロマイト粒子を焼結させることにより製造されてきたが、ランタンクロマイト粒子は、焼結する温度が高いため、粉末状のランタンクロマイト粒子の成形体を、１６００℃程度以上と、極めて高温で焼成しなければ、緻密な構造を有するインタコネクタは得られなかった。
【００１２】
近年、固体酸化物形燃料電池においては、多孔質構造の燃料極又は空気極を有する固体酸化物形燃料電池用セルが主流となっている。これは、三相界面を増加させるためである。そして、通常、電解質及び燃料極は、粉末状の金属酸化物粒子の成形体を１４００℃程度で焼成することにより、また、空気極は、粉末状の金属酸化物粒子の成形体を１２００℃程度で焼成することにより作成される。
【００１３】
ところが、１の固体酸化物形燃料電池用セルの燃料極と、他の１の固体酸化物形燃料電池用セルの空気極を、インタコネクタで接続するために、１５００℃を超える高温で焼成すると、該燃料極及び該空気極を構成する金属酸化物が焼結してしまうので、多孔質構造が壊れ、三相界面の量が少なくなり、その結果、燃料電池の出力が低下してしまう。つまり、従来のランタンクロマイト系インタコネクタには、製造時に、燃料電池の出力が低下するという問題があった。
【００１４】
以上のことから、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの材料としては、金属酸化物ではなく、金属が用いられているというのが現状であった。しかし、インタコネクタの材料として金属を用いたのでは、低温作動を余儀なくされるので、結果、燃料電池の出力が低くなってしまうという問題が生じていた。
【００１５】
ところで、低温で作動させても高出力である固体酸化物形燃料電池も望まれており、低温でも高出力が得られる電解質及び電極材料が開発、作製されてきた。そのため、８００℃以下の低温で作動させても高い導電率を有するインタコネクタが望まれている。
【００１６】
従って、本発明の課題は、燃料電池の作動時に、還元膨張し難く、且つ燃料電池を高温で作動させた時の導電率が高い固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供することにある。また、本発明の課題は、従来より焼成温度が低くても、燃料極側ガス及び空気極側ガスが透過し難いインタコネクタが得られる固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法を提供することにある。また、本発明の課題は、低温で作動させても高い導電率を有するインタコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、（１）チタン酸ニオブ粒子、又はチタン酸ニオブ粒子と特定のカルシウムチタネート粒子とが特定の質量比で混合されている混合物を、焼成して得られるインタコネクタは、燃料電池の作動時に還元膨張し難く、且つ燃料電池を高温で作動させた時の導電率が高いこと、（２）チタン酸ニオブ粒子、又はチタン酸ニオブ粒子と特定のカルシウムチタネート粒子とが、特定の質量比で混合されている混合物であれば、１０００〜１５００℃と低い焼成温度で焼成しても、緻密なインタコネクタが得られること、（３）該インタコネクタは、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％だと、低温でも導電率が高いこと等を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１８】
すなわち、本発明（１）は、下記一般式（１）：
Ｔｉ（ｘ１）Ｎｂ（１−ｘ１）Ｏ２      （１）
（式中、ｘ１は０．９０〜０．９９である。）
で表されるチタン酸ニオブ粒子と、
下記一般式（２）：
Ｃａ（ｘ２）Ａ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｄ（１−ｙ２）Ｏ３      （２）
（式中、ＡはＹ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ又はＥｒを示し、ＤはＮｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ又はＭｎを示し、ｘ２は０．５〜１であり、ｙ２は０．８５〜１である。）
で表されるカルシウムチタネート粒子と、
が、７０：３０〜１００：０の質量比で混合されているインタコネクタ原料を、焼成して得られることを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供するものである。
【００１９】
また、本発明（２）は、下記一般式（１）：
Ｔｉ（ｘ１）Ｎｂ（１−ｘ１）Ｏ２      （１）
（式中、ｘ１は、０．９０〜０．９９である。）
で表されるチタン酸ニオブを、７０〜１００質量％含有し、
下記一般式（２）：
Ｃａ（ｘ２）Ａ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｄ（１−ｙ２）Ｏ３      （２）
（式中、ＡはＹ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ又はＥｒを示し、ＤはＮｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ又はＭｎを示し、ｘ２は０．５〜１であり、ｙ２は０．８５〜１である。）
で表されるカルシウムチタネートを、０〜３０質量％含有すること、
を特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供するものである。
【００２０】
また、本発明（３）は、厚みが、３〜１００μｍであることを特徴とする前記本発明（１）又は（２）いずれか記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供するものである。
【００２１】
また、本発明（４）は、下記一般式（１）：
Ｔｉ（ｘ１）Ｎｂ（１−ｘ１）Ｏ２      （１）
（式中、ｘ１は０．９０〜０．９９である。）
で表されるチタン酸ニオブ粒子と、
下記一般式（２）：
Ｃａ（ｘ２）Ａ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｄ（１−ｙ２）Ｏ３      （２）
（式中、ＡはＹ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ又はＥｒを示し、ＤはＮｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ又はＭｎを示し、ｘ２は０．５〜１であり、ｙ２は０．８５〜１である。）
で表されるカルシウムチタネート粒子と、
が、７０：３０〜１００：０の質量比で混合されているインタコネクタ原料を、焼成して、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを得る焼成工程を有することを特徴とする固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法を提供するものである。
【００２２】
また、本発明（５）は、前記インタコネクタ原料を、１０００〜１５００℃で焼成することを特徴とする請求項４記載の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法を提供するものである。
【００２３】
また、本発明（６）は、インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池であって、該インタコネクタが、前記本発明（１）〜（３）いずれかの固体酸化物形燃料電池のインタコネクタであることを特徴とする固体酸化物形燃料電池を提供するものである。
【００２４】
また、本発明（７）は、インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池の作動方法であって、
該インタコネクタが、前記本発明（１）〜（３）いずれかの固体酸化物形燃料電池のインタコネクタであり、
作動条件のうち、作動温度が８００〜１０００℃の作動条件であること
を特徴とする固体酸化物形燃料電池の作動方法を提供するものである。
【００２５】
また、本発明（８）は、作動条件のうち、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、且つ、作動温度が８００〜１０００℃の作動条件であることを特徴とする本発明（７）の固体酸化物形燃料電池の作動方法を提供するものである。
【００２６】
また、本発明（８）は、インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池の作動方法であって、
該インタコネクタが、前記本発明（１）〜（３）いずれかの固体酸化物形燃料電池のインタコネクタであり、
作動条件が、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、且つ、作動温度が３００〜８００℃の作動条件であること
を特徴とする固体酸化物形燃料電池の作動方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、燃料電池の作動時に還元膨張し難く、且つ燃料電池を高温で作動させた時の導電率が高い固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを提供することができる。また、本発明によれば、従来より焼成温度が低くても、燃料極側ガス及び空気極側ガスが透過し難いインタコネクタが得られる固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、低温で作動させても高い導電率を有するインタコネクタ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】
【００２８】
本発明の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタ（以下、本発明のインタコネクタとも記載する。）は、前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブ粒子と、前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネート粒子と、が、７０：３０〜１００：０の質量比で混合されているインタコネクタ原料を、焼成して得られる固体酸化物形燃料電池のインタコネクタである。
【００２９】
本発明のインタコネクタは、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルを接続するために、１の固体酸化物形燃料電池用セルの燃料極と他の１の固体酸化物形燃料電池用セルの空気極の間に形成される。本発明のインタコネクタについて、図１を参照して説明する。図１は、本発明のインタコネクタを有する固体酸化物形燃料電池の模式的な断面図である。
【００３０】
先ず、粉末状のＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３の化学式で表されるチタン酸ニオブ粒子（以下、Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３の化学式で表されるチタン酸ニオブ粒子を、チタン酸ニオブ粒子（Ａ）とも記載する。）を、成形して、インタコネクタ原料成形体１を得る（１−１）。次いで、燃料極４ａ、電解質５ａ及び空気極６ａからなる固体酸化物形燃料電池用セル７ａと、燃料極４ｂ、電解質５ｂ及び空気極６ｂからなる固体酸化物形燃料電池用セル７ｂを用意する（１−１）。なお、該固体酸化物形燃料電池用セル７ａと、該固体酸化物形燃料電池用セル７ｂとが、本発明のインタコネクタにより電気的に接続される固体酸化物形燃料電池用セルである。そして、該インタコネクタ原料成形体１の一方の面と、該固体酸化物形燃料電池用セル７ａの該空気極６ａとを接触させ、該インタコネクタ原料成形体１の他方の面と、該固体酸化物形燃料電池用セル７ｂの該燃料極４ｂとを接触させる（１−２）。次いで、該インタコネクタ原料成形体１、該固体酸化物形燃料電池用セル７ａ及び該固体酸化物形燃料電池用セル７ｂを接触させたまま、焼成する（１−２及び１−３）。そして、該焼成により、該インタコネクタ原料成形体１中の該チタン酸ニオブ粒子（Ａ）が焼結して、インタコネクタ２が得られると共に、該インタコネクタ原料成形体１と該空気極６ａとの接触面、及び該インタコネクタ原料成形体１と該燃料極４ｂとの接触面でも焼結が起こり、該インタコネクタ２と該空気極６ａ、及び該インタコネクタ２と該燃料極４ｂが接合し、電気的に接続される（１−３）。
【００３１】
このようにして、該固体酸化物形燃料電池用セル７ａの該空気極６ａと、該固体酸化物形燃料電池用セル７ｂの該燃料極４ｂが、該インタコネクタ２により電気的に接続されている、固体酸化物形燃料電池１１が製造される。
【００３２】
本発明のインタコネクタに係る該インタコネクタ原料は、粉末状の前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブ粒子であるか、又は前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブ粒子と、前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネート粒子との粒子混合物である。つまり、本発明のインタコネクタは、前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブ粒子の焼成物であるか、又は前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブ粒子と、前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネート粒子との粒子混合物の焼成物である。
【００３３】
前記一般式（１）中、ｘ１は、０．９０〜０．９９、好ましくは０．９０〜０．９８、特に好ましくは０．９２〜０．９５である。
【００３４】
前記一般式（２）中、Ａは、Ｙ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ又はＥｒを示す。また、Ｄは、Ｎｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ又はＭｎを示す。また、ｘ２は、０．５〜１、好ましくは０．７〜０．９である。また、ｙ２は、０．８５〜１、好ましくは０．９〜０．９９である。なお、前記式（２）中、Ａは、Ｙ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ及びＥｒのうちの２種以上の組み合わせでもよく、Ｄは、Ｎｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ及びＭｎのうちの２種以上の組み合わせでもよい。Ａが、Ｙ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ及びＥｒのうちの２種以上の組み合わせの場合、１−ｘ２の値は、Ｙ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ及びＥｒの合計の値であり、Ｄが、Ｎｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ及びＭｎのうちの２種以上の組み合わせの場合、１−ｙ２の値は、Ｎｂ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｖ、Ｒｅ及びＭｎの合計の値である。
【００３５】
前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネートとしては、例えば、カルシウムイットリアニオブチタネート（Ｃａ（ｘ２）Ｙ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｎｂ（１−ｙ２）Ｏ３）、カルシウムガドリニアニオブチタネート（Ｃａ（ｘ２）Ｇｄ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｎｂ（１−ｙ２）Ｏ３）、カルシウムセリアニオブチタネート（Ｃａ（ｘ２）Ｃｅ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｎｂ（１−ｙ２）Ｏ３）、カルシウムビスマスニオブチタネート（Ｃａ（ｘ２）Ｂｉ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｎｂ（１−ｙ２）Ｏ３）又はカルシウムランタンニオブチタネート（Ｃａ（ｘ２）Ｌａ（１−ｘ２）Ｔｉ（ｙ２）Ｎｂ（１−ｙ２）Ｏ３）等が挙げられ、これらのうち、カルシウムイットリアニオブチタネートが、インタコネクタの導電率が高くなる点で好ましい。
【００３６】
該インタコネクタ原料中、前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブと、前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネートとの混合比（前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブ：前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネート）は、質量比で、７０：３０〜１００：０、好ましくは８０：２０〜１００：０、特に好ましくは９０：１０〜１００：０、更に好ましくは９５：５〜１００：０、更に好ましくは９８：２〜１００：０であり、更に好ましくは１００：０である。前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブと、前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネートとの混合比が、上記範囲内であることにより、インタコネクタの導電率が高くなる。本発明の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタは、該インタコネクタ原料中の前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブの混合量が多い程、導電率が高くなる傾向にある。
【００３７】
なお、本発明の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタでは、該インタコネクタ原料は、前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブ及び前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネート以外に、本発明の効果を損なわない程度の不純物を含んでいてもよい。
【００３８】
該インタコネクタ原料は、通常、例えば、図１に示す該インタコネクタ原料成形体１のように、成形体に成形された後、焼成される。
【００３９】
該インタコネクタ原料を焼成する際の焼成温度は、１０００〜１６００℃、好ましくは１０００〜１５００℃、特に好ましくは１４００〜１５００℃である。該インタコネクタ原料を、上記範囲内の焼成温度で焼成することにより、該インタコネクタ原料が焼結し、燃料極側ガス及び空気極側ガスを透過し難い、すなわち、緻密な構造のインタコネクタが得られる。
【００４０】
該インタコネクタ原料を成形する場合、該インタコネクタ原料を成形する方法としては、例えば、該インタコネクタ原料を含有するスラリーを調製し、次いで、得られたスラリーを用いて、スクリーン印刷法、ドクタープレート法等により該スラリーの膜を形成させ、必要に応じて、乾燥することにより、該インタコネクタ原料を成形する方法が挙げられる。この場合、該インタコネクタ原料を含有するスラリーは、他に、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース等のバインダー成分、フタル酸ジ−ｎ−ブチル等の可塑剤成分、ノニオン系分散剤等の分散剤成分、オクチルフェニルエーテル等の消泡剤成分を含有することができる。そして、該インタコネクタ原料を含有するスラリーは、有機溶剤、アルコール、油等の溶媒に、該インタコネクタ原料を混合し、更に、必要に応じて、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分、該消泡剤成分等を混合し、攪拌等を行ない、これらの成分を該溶媒に分散又は溶解させることにより調製される。
【００４１】
該インタコネクタ原料を含有するスラリー中の該インタコネクタ原料の含有量は、好ましくは１０〜８０質量％、特に好ましくは４０〜６０質量％である。
【００４２】
また、該インタコネクタ原料を成形する方法としては、他には、該インタコネクタ原料をプレス成形して、該インタコネクタ原料を成形する方法が挙げられる。該プレス成形は、例えば、該インタコネクタ原料を、金型に入れ、１０〜２００ＭＰａ程度、好ましくは５０〜１００ＭＰａ程度の荷重を加えてプレスすることにより行なわれる。
【００４３】
また、本発明のインタコネクタ中の、前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブの含有量は、７０〜１００質量％、好ましくは８０〜１００質量％、特に好ましくは９０〜１００質量％、更に好ましくは９５〜１００質量％、更に好ましくは９８〜１００質量％、更に好ましくは１００質量％である。また、本発明のインタコネクタ中の、前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネートの含有量は、０〜３０質量％、好ましくは０〜２０質量％、特に好ましくは０〜１０質量％、更に好ましくは０〜５質量％、更に好ましくは０〜２質量％、更に好ましくは０質量％である。本発明のインタコネクタ中の、前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブの含有量及び前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネートの含有量が、上記範囲内にあることにより、インタコネクタの導電率が高くなる。
【００４４】
なお、本発明のインタコネクタは、前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブと、前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネートとの混合物の焼成物であるが、本発明のインタコネクタは、本発明の効果を損なわない程度の不純物を含んでいてもよい。
【００４５】
本発明のインタコネクタの厚みは、好ましくは３〜１００μｍ、特に好ましくは１０〜５０μｍである。本発明のインタコネクタの厚みが、上記範囲にあることにより、インタコネクタの抵抗が極めて小さくなる。
【００４６】
本発明の固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法（以下、本発明のインタコネクタの製造方法とも記載する。）は、前記一般式（１）で表されるチタン酸ニオブ粒子と、前記一般式（２）で表されるカルシウムチタネート粒子と、
が、７０：３０〜１００：０の質量比で混合されているインタコネクタ原料を、焼成して、固体酸化物形燃料電池のインタコネクタを得る焼成工程を有する固体酸化物形燃料電池のインタコネクタの製造方法である。
【００４７】
本発明のインタコネクタにおいては、該インタコネクタの一方の面が１の固体酸化物形燃料電池用セルの燃料極と電気的に接続し、該インタコネクタの他方の面が他の固体酸化物形燃料電池用セルの空気極と電気的に接続していなければならない。そして、本発明のインタコネクタの一方の面と該燃料極とを焼結させ、且つ本発明のインタコネクタの他方の面と該空気極とを焼結させることにより、該インタコネクタと該燃料極との電気的な接続及び該インタコネクタと該空気極と電気的な接続が行われる。
【００４８】
そうすると、本発明のインタコネクタでセルが接続されている固体酸化物形燃料電池を得るためには、インタコネクタ自体の焼成、つまり、インタコネクタを形成させるための焼成と、インタコネクタと該燃料極又は該空気極とを接続するための焼成という、２種の焼成が必要である。
【００４９】
本発明のインタコネクタでセルが接続されている固体酸化物形燃料電池を得る方法としては、以下の方法が挙げられる。
（ｉ）本発明のインタコネクタ自体の焼成及び接続されるべき２つの固体酸化物形燃料電池用セル自体の焼成と、本発明のインタコネクタと燃料極又は空気極とを接続するための焼成とを、別々に行う方法。つまり、先ず、本発明のインタコネクタ及び接続されるべき２つの固体酸化物形燃料電池用セルを、別々に焼成して作製し、次いで、これらを接触させて、焼成する方法。
（ｉｉ）本発明のインタコネクタ自体の焼成と、本発明のインタコネクタと燃料極又は空気極とを接続するための焼成とを、同時に行う方法。つまり、先ず、接続されるべき２つの固体酸化物形燃料電池用セルを焼成して作製し、次いで、焼成前の該インタコネクタ原料成形体、例えば、図１中の該インタコネクタ原料成形体１と、焼成済みの２つの固体酸化物形燃料電池用セルとを接触させて、焼成する方法。
（ｉｉｉ）本発明のインタコネクタ自体の焼成と、本発明のインタコネクタと燃料極又は空気極とを接続するための焼成に加え、接続されるべき２つの固体酸化物形燃料電池用セル自体の焼成も、同時に行う方法。つまり、焼成前の該インタコネクタ原料成形体と、未焼成の固体酸化物形燃料電池用セルの原料の成形体２つとを、接触させて、焼成する方法。
【００５０】
前述したように、該インタコネクタ原料を１０００〜１５００℃で焼成することにより、該インタコネクタ原料が焼結して、緻密な構造のインタコネクタが得られ、そして、１０００〜１５００℃であれば、燃料極又は空気極の多孔質構造が壊れることは殆どない。
【００５１】
従って、本発明のインタコネクタでセルが接続されている固体酸化物形燃料電池を得るために、本発明のインタコネクタ自体の焼成と、本発明のインタコネクタと接続されるべき２つのセルの燃料極又は空気極との接続のための焼成とを、同時に行う場合、本発明のインタコネクタ自体の焼成及び該２つの固体酸化物形燃料電池用セルとの接続のための焼成を、１０００〜１５００℃で行うことにより、固体酸化物形燃料電池用セルの燃料極及び空気極の多孔質構造が、焼成時に壊れるのを防ぐこと又は焼成時に壊れるのを少なくすることができる。つまり、本発明のインタコネクタの製造方法においては、該焼成工程で、該インタコネクタ原料を焼成する際の焼成温度が、１０００〜１５００℃であることが、焼成の際に燃料極又は空気極の多孔質構造が壊れ難い点で好ましく、１４００〜１５００℃であることが特に好ましい。
【００５２】
ランタンクロマイトの焼成物は、燃料極側ガスに曝されると、還元膨張する。つまり、従来のランタンクロマイト系インタコネクタは、燃料電池の作動中に、還元膨張する。一方、本発明のインタコネクタは、燃料極側ガスに曝されても還元膨張し難いので、燃料電池の作動時に、還元膨張し難い。
【００５３】
また、従来のカルシウムチタネート系インタコネクタは、８００〜１０００℃の高温で作動させた時、燃料極側ガス雰囲気下及び空気極側ガス雰囲気下のいずれでも、導電率が低かった。そのため、従来のカルシウム系チタネート系インタコネクタは、燃料電池を８００〜１０００℃の高温で作動させた時の導電率、すなわち、８００〜１０００℃の高温で燃料極側ガス雰囲気下及び空気極側ガス雰囲気下の両方に曝された時の導電率は、低かった。
【００５４】
一方、本発明のインタコネクタは、燃料電池を８００〜１０００℃の高温で作動させた時、従来のカルシウムチタネート系インタコネクタに比べ、燃料極側ガス雰囲気下及び空気極側ガス雰囲気下のいずれでも、導電率が極めて高い。また、本発明のインタコネクタは、燃料電池を８００〜１０００℃の高温で作動させた時、従来のランタンクロマイト系インタコネクタに比べ、燃料極側ガス雰囲気下での導電率が極めて高い。従って、本発明のインタコネクタは、８００〜１０００℃の高温で燃料極側ガス雰囲気下及び空気極側ガス雰囲気下の両方に曝された時の導電率、すなわち、燃料電池を８００〜１０００℃の高温で作動させた時の導電率が、高い。
【００５５】
更に、本発明のインタコネクタは、燃料電池を８００〜１０００℃の高温で作動させた時、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、好ましくは３〜５体積％だと、導電率が更に高くなる。そして、本発明のインタコネクタのうち、前記一般式（１）で表わされるチタン酸ニオブ粒子からなり且つ前記一般式（２）で表わされるカルシウムチタネート粒子を含有しないインタコネクタ原料を焼成して得られるインタコネクタ、又は前記一般式（１）で表わされるチタン酸ニオブを含有し且つ前記一般式（２）で表わされるカルシウムチタネート粒子を含有しないインタコネクタが、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、好ましくは３〜５体積％の燃料極側ガス雰囲気下、８００〜１０００℃の高温での導電率が高くなる点で、特に好ましい。
【００５６】
更に、本発明のインタコネクタは、空気極側ガス雰囲気下での導電率が、従来のランタンクロマイト系インタコネクタに比べ低いものの、膜厚を薄くすること、具体的には、膜厚を３〜１００μｍ、更に好ましくは１０〜５０μｍとすることにより、燃料電池の作動時のインタコネクタの抵抗値を、極めて低くすることができる。
【００５７】
また、燃料極側ガス雰囲気下における、本発明のインタコネクタの導電率であるが、本発明のインタコネクタは、８００〜１０００℃の高温での導電率が高いことに加え、３００〜８００℃の低温でも、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、好ましくは３〜５体積％だと、導電率が高くなる。そして、本発明のインタコネクタのうち、前記一般式（１）で表わされるチタン酸ニオブ粒子からなり且つ前記一般式（２）で表わされるカルシウムチタネート粒子を含有しないインタコネクタ原料を焼成して得られるインタコネクタ、又は前記一般式（１）で表わされるチタン酸ニオブを含有し且つ前記一般式（２）で表わされるカルシウムチタネート粒子を含有しないインタコネクタが、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、好ましくは３〜５体積％の燃料極側ガス雰囲気下、３００〜８００℃の低温での導電率が高くなる点で、特に好ましい。
【００５８】
本発明の固体酸化物形燃料電池は、インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池であって、該インタコネクタが本発明のインタコネクタである固体酸化物形燃料電池である。
【００５９】
本発明のインタコネクタについては、前記のとおりである。
【００６０】
本発明の固体酸化物形燃料電池において、本発明のインタコネクタにより接続されている該固体酸化物形燃料電池用セルの数は、特に制限されず、２以上であればよい。
【００６１】
本発明の固体酸化物形燃料電池に係る該固体酸化物形燃料電池用セルとしては、特に制限されず、通常、固体酸化物形燃料電池用のセルとして用いられるものであればよい。
【００６２】
本発明の第一の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法は、インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池の作動方法であって、
該インタコネクタが、本発明のインタコネクタであり、
作動条件のうち、作動温度が８００〜１０００℃である
固体酸化物形燃料電池の作動方法である。
【００６３】
また、本発明の第二の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法は、インタコネクタにより、２以上の固体酸化物形燃料電池用セルが接続されている固体酸化物形燃料電池の作動方法であって、
該インタコネクタが、本発明のインタコネクタであり、
作動条件のうち、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、且つ、作動温度が３００〜８００℃の作動条件である
固体酸化物形燃料電池の作動方法である。
【００６４】
本発明の第一の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法及び本発明の第二の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法に係る該固体酸化物形燃料電池用セルは、特に制限されず、通常、固体酸化物形燃料電池用のセルとして用いられるものであればよい。
【００６５】
本発明の第一の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法及び本発明の第二の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法に係る該インタコネクタは、本発明のインタコネクタである。なお、本発明のインタコネクタについては、前記のとおりである。そして、本発明の第一の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法では、本発明のインタコネクタのうち、前記一般式（１）で表わされるチタン酸ニオブ粒子からなり且つ前記一般式（２）で表わされるカルシウムチタネート粒子を含有しないインタコネクタ原料を焼成して得られるインタコネクタ、又は前記一般式（１）で表わされるチタン酸ニオブを含有し且つ前記一般式（２）で表わされるカルシウムチタネート粒子を含有しないインタコネクタが、作動温度が８００〜１０００℃の作動条件での導電率が高くなる点で好ましい。そして、本発明の第二の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法では、本発明のインタコネクタのうち、前記一般式（１）で表わされるチタン酸ニオブ粒子からなり且つ前記一般式（２）で表わされるカルシウムチタネート粒子を含有しないインタコネクタ原料を焼成して得られるインタコネクタ、又は前記一般式（１）で表わされるチタン酸ニオブを含有し且つ前記一般式（２）で表わされるカルシウムチタネート粒子を含有しないインタコネクタが、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、且つ、作動温度が３００〜８００℃の作動条件での導電率が高くなる点で好ましい。
【００６６】
本発明の第一の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法では、作動条件のうち、作動温度が８００〜１０００℃である。そして、本発明の第一の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法では、作動条件のうち、該燃料極側ガス中の水蒸気濃度が、１〜１０体積％であることが、インタコネクタの導電率が高くなる点で好ましく、特に好ましくは３〜５体積％である。
【００６７】
本発明の第二の形態の固体酸化物形燃料電池の作動方法において、作動条件のうち、燃料極側ガス中の水蒸気濃度が１〜１０体積％、好ましくは３〜５体積％であり、且つ、作動温度が３００〜８００℃である。該燃料極側ガス中の水蒸気濃度が、上記範囲内にあることにより、作動温度が３００〜８００℃で作動させたときのインタコネクタの導電率が高くなる点で好ましい。
【００６８】
本発明の固体酸化物形燃料電池の作動方法において、燃料極側ガス中の水蒸気濃度及び作動温度以外の作動条件、例えば、空気極側ガス中の水蒸気濃度、燃料極側ガスの種類、空気極側ガスの種類、空気極、燃料極、電解質等のセルの構成材料等は、特に制限されない。
【００６９】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【００７０】
（実施例１）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるチタン酸ニオブ粒子を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１４５０℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＡを得た。
【００７１】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定）
先ず、該インタコネクタＡの長さ（ｍｍ）を測った。次いで、該インタコネクタＡを、水素ガス雰囲気中に、１０００℃で、１０時間放置し、体積変化測定試験を行った。次いで、試験後の該インタコネクタＡの長さ（ｍｍ）を測り、試験前後の該インタコネクタＡの長さの差（試験後のインタコネクタの長さ−試験前のインタコネクタの長さ）を求めた。その結果を表１に示す。
【００７２】
（燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
直流四端子法により、燃料極側ガス雰囲気下における、８００℃、９００℃及び１０００℃の該インタコネクタＡの抵抗値を測定した。また、空気極側ガス雰囲気下における、８００℃、９００℃及び１０００℃の該インタコネクタＡの抵抗値を測定した。得られた抵抗値を、導電率に換算し、該インタコネクタＡの導電率を求めた。その結果を表１並びに図２及び図３に示す。
・燃料極側ガス：水素ガス、水蒸気含有量０．５体積％以下
・空気極側ガス：空気（酸素濃度２１体積％）、水蒸気含有量０．５体積％以下
【００７３】
（燃料電池の作動時の導電率の測定）
直流四端子法により、該インタコネクタＡの一方の面を燃料極側ガス雰囲気下とし、他方の面を空気極側ガス雰囲気下としたときの、１０００℃の該インタコネクタＡの抵抗値を測定した。得られた抵抗値を、導電率に換算し、該インタコネクタＡの導電率を求めた。その結果、該インタコネクタＡの１０００℃の導電率は２７Ｓ／ｃｍであった。また、測定中、ガス透過に伴う水蒸気発生は見られなかった。
・燃料極側ガス：水素ガス、水蒸気含有量０．５体積％以下
・空気極側ガス：空気（酸素濃度２１体積％）、水蒸気含有量０．５体積％以下
【００７４】
（実施例２）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるチタン酸ニオブ粒子９５質量部と、粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＣａ０．８Ｙ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるカルシウムイットリアニオブチタネート粒子５質量部とを、乳鉢中で混合した。得られた混合物を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１４５０℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＢを得た。
【００７５】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定並びに燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＢとする以外は、実施例１と同様の方法で行い、該インタコネクタＢの燃料ガス雰囲気下での体積変化及び導電率を求めた。その結果を表１並びに図２及び図３に示す。
【００７６】
（実施例３）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるチタン酸ニオブ粒子９５質量部と、粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＣａ０．８Ｇｄ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるカルシウムガドリニアニオブチタネート粒子５質量部とを、乳鉢中で混合した。得られた混合物を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１４５０℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＣを得た。
【００７７】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定並びに燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＣとする以外は、実施例１と同様の方法で行い、該インタコネクタＣの燃料ガス雰囲気下での体積変化及び導電率を求めた。その結果を表１並びに図２及び図３に示す。
【００７８】
（実施例４）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるチタン酸ニオブ粒子９５質量部と、粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＣａ０．６Ｃｅ０．４Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるカルシウムセリアニオブチタネート粒子５質量部とを、乳鉢中で混合した。得られた混合物を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１４５０℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＤを得た。
【００７９】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定並びに燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＤとする以外は、実施例１と同様の方法で行い、該インタコネクタＤの燃料ガス雰囲気下での体積変化及び導電率を求めた。その結果を表１並びに図２及び図３に示す。
【００８０】
（実施例５）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるチタン酸ニオブ粒子９５質量部と、粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＣａ０．８Ｂｉ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるカルシウムビスマスニオブチタネート粒子５質量部とを、乳鉢中で混合した。得られた混合物を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１４５０℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＥを得た。
【００８１】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定並びに燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＥとする以外は、実施例１と同様の方法で行い、該インタコネクタＥの燃料ガス雰囲気下での体積変化及び導電率を求めた。その結果を表１並びに図２及び図３に示す。
【００８２】
（実施例６）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるチタン酸ニオブ粒子９５質量部と、粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＣａ０．８Ｌａ０．２Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるカルシウムランタンニオブチタネート粒子５質量部とを、乳鉢中で混合した。得られた混合物を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１４５０℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＦを得た。
【００８３】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定並びに燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＦとする以外は、実施例１と同様の方法で行い、該インタコネクタＦの燃料ガス雰囲気下での体積変化及び導電率を求めた。その結果を表１並びに図２及び図３に示す。
【００８４】
（比較例１）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＬａ０．６８Ｃａ０．３２Ｃｒ１．０Ｏ３であるランタンカルシウムクロマイト粒子（セイミケミカル社製）を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１５００℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＧを得た。
【００８５】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定並びに燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＧとする以外は、実施例１と同様の方法で行なった。導電率の結果を表２並びに図２〜図５に示す。なお、燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の試験後、該インタコネクタＧに割れが発生していた。そのため、長さの測定は行わなかった。
【００８６】
（燃料電池の作動時の導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＧとする以外は、実施例１と同様の方法で行なった。その結果、該インタコネクタＧの１０００℃の導電率は１０Ｓ／ｃｍであった。
【００８７】
（比較例２）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＣａＴｉＯ３であるカルシウムチタネート粒子を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１５００℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＨを得た。
【００８８】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定並びに燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＨとする以外は、実施例１と同様の方法で行い、該インタコネクタＨの燃料ガス雰囲気下での体積変化及び導電率を求めた。その結果を表２並びに図２〜図５に示す。
【００８９】
【表１】
2008204937.tif 000003
【００９０】
（実施例７）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるチタン酸ニオブ粒子９５質量部と、粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＣａ０．６Ｙ０．４Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるカルシウムイットリアニオブチタネート粒子５質量部とを、乳鉢中で混合した。得られた混合物を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１４５０℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＪを得た。
【００９１】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定並びに燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＪとする以外は、実施例１と同様の方法で行い、該インタコネクタＪの燃料ガス雰囲気下での体積変化及び導電率を求めた。その結果を表２並びに図４及び図５に示す。
【００９２】
（実施例８）
（インタコネクタの製造）
粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＴｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるチタン酸ニオブ粒子９５質量部と、粒径が０．１〜５μｍであり、組成がＣａ０．４Ｙ０．６Ｔｉ０．９３Ｎｂ０．０７Ｏ３であるカルシウムイットリアニオブチタネート粒子５質量部とを、乳鉢中で混合した。得られた混合物を、プレス成型機で、０．５〜３．０ｔｏｎの圧力で加圧し、長さ３０ｍｍ×幅５．０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのインタコネクタ原料成形体を得た。次いで、得られたインタコネクタ原料成形体を、１４５０℃の焼成炉中で、８時間焼成し、２５ｍｍ×４ｍｍ×１．３ｍｍのインタコネクタＫを得た。
【００９３】
（燃料極側ガス雰囲気下での体積変化の測定並びに燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
該インタコネクタＡに代えて、該インタコネクタＫとする以外は、実施例１と同様の方法で行い、該インタコネクタＫの燃料ガス雰囲気下での体積変化及び導電率を求めた。その結果を表２並びに図４及び図５に示す。
【００９４】
【表２】
2008204937.tif 000004
１）試験後に割れが発生していたため、測定せず。
【００９５】
（実施例９）
（インタコネクタの製造）
実施例１と同様の方法で、インタコネクタＡを得た。
（燃料極側ガス雰囲気下での導電率及び空気極側ガス雰囲気下での導電率の測定）
直流四端子法により、３％水蒸気含有燃料極側ガス雰囲気下における、３００℃、４００℃、５００℃、６００℃、７００℃、８００℃、９００℃及び１０００℃の該インタコネクタＡの抵抗値を測定した。また、３％水蒸気含有空気極側ガス雰囲気下における、３００℃、４００℃、５００℃、６００℃、７００℃、８００℃、９００℃及び１０００℃の該インタコネクタＡの抵抗値を測定した。得られた抵抗値を、導電率に換算し、該インタコネクタＡの導電率を求めた。その結果を表３並びに図６及び図７に示す。
・３％水蒸気含有燃料極側ガス：水蒸気を３体積％含有する水素ガス
・３％水蒸気含有空気極側ガス：水蒸気を３体積％含有する空気（酸素濃度２１体積％）
【００９６】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明のインタコネクタを有する固体酸化物形燃料電池の模式的な断面図である。
【図２】燃料極側ガス雰囲気下における、実施例１〜６及び比較例１〜２のインタコネクタの各温度での導電率測定の結果を示すグラフである。
【図３】空気極側ガス雰囲気下における、実施例１〜６及び比較例１〜２のインタコネクタの各温度での導電率測定の結果を示すグラフである。
【図４】燃料極側ガス雰囲気下における、実施例７〜８及び比較例１〜２のインタコネクタの各温度での導電率測定の結果を示すグラフである。
【図５】空気極側ガス雰囲気下における、実施例７〜８及び比較例１〜２のインタコネクタの各温度での導電率測定の結果を示すグラフである。
【図６】水蒸気含有燃料極側ガス雰囲気下における、実施例９のインタコネクタの各温度での導電率測定の結果を示すグラフである。
【図７】水蒸気含有空気極側ガス雰囲気下における、実施例９のインタコネクタの各温度での導電率測定の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９８】
１            インタコネクタ原料成形体
２            インタコネクタ
４ａ、４ｂ    燃料極
５ａ、５ｂ    電解質
６ａ、６ｂ    空気極
７ａ、７ｂ    固体酸化物形燃料電池用セル
１１          固体酸化物形燃料電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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