(57)【要約】【課題】固体電解質にＬａＧａＯ３系酸化物を用いた固体酸化物形燃料電池に関し、固体電解質膜における抵抗損が少なく、固体電解質膜と空気極との界面で起こる電極反応が促進され、さらに固体電解質膜のガス不透過性が高い固体酸化物形燃料電池に関する。【解決手段】固体電解質膜の片面に空気極、その反対面に燃料極を配置した積層構造を有し、前記空気極または前記燃料極のどちらか一方によって機械的強度が保持されている固体酸化物形燃料電池であって、前記固体電解質膜は、イオン輸率が実質的に１に等しいＬａＧａＯ３系酸化物からなる第一電解質層と、前記第一電解質層よりもイオン輸率が低くかつ酸素イオン伝導度が高いＬａＧａＯ３系酸化物からなる第二電解質層とからなる二層であり、前記第二電解質層が前記空気極側に、前記第一電解質層が前記燃料極側に設けられることを特徴とする固体酸化物形燃料電池を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質膜の片面に空気極、その反対面に燃料極を配置した積層構造を有し、前記空気極によって機械的強度が保持されている固体酸化物形燃料電池であって、前記固体電解質膜は、イオン輸率が実質的に１に等しいＬａＧａＯ３系酸化物からなる第一電解質層と、前記第一電解質層よりもイオン輸率が低くかつ酸素イオン伝導度が高いＬａＧａＯ３系酸化物からなる第二電解質層とからなる二層であり、前記第二電解質層が前記空気極側に、前記第一電解質層が前記燃料極側に設けられることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
【請求項２】
固体電解質膜の片面に空気極、その反対面に燃料極を配置した積層構造を有し、前記燃料極によって機械的強度が保持されている固体酸化物形燃料電池であって、前記固体電解質膜は、イオン輸率が実質的に１に等しいＬａＧａＯ３系酸化物からなる第一電解質層と、前記第一電解質層よりもイオン輸率が低くかつ酸素イオン伝導度が高いＬａＧａＯ３系酸化物からなる第二電解質層とからなる二層であり、前記第二電解質層が前記空気極側に、前記第一電解質層が前記燃料極側に設けられることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
【請求項３】
前記第二電解質層におけるＬａＧａＯ３系酸化物は、Ｌａ（１−ｘ）ＳｒｘＧａ（１−ｙ−ｚ）ＭｇｙＣｏｚＯ３（０．０５≦ｘ≦０．３、０≦ｙ≦０．２９、  ０．０１≦ｚ≦０．１５、０．０２５≦ｙ＋ｚ≦０．３）であることを特徴とする請求項１または２に記載の固体酸化物形燃料電池。
【請求項４】
前記第一電解質層におけるＬａＧａＯ３系酸化物は、Ｌａ（１−ｘ）ＳｒｘＧａ（１−ｙ）ＭｇｙＯ３（０．０５≦ｘ≦０．３、  ０．０５≦ｙ≦０．３）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解質にＬａＧａＯ３系酸化物を用いた固体酸化物形燃料電池に関し、特に固体電解質膜の抵抗損が少なく、固体電解質膜と空気極との界面で起こる電極反応が促進され、さらに固体電解質膜のガス不透過性が高い固体酸化物形燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年固体酸化物形燃料電池の作動温度を下げることを目的とした研究が精力的に行われている。その中で、低温作動型の固体電解質材料として、ペロブスカイト型結晶構造をもつＬａＧａＯ３系酸化物を用いた固体酸化物形燃料電池が開発され注目されている。代表的なＬａＧａＯ３系酸化物としては、ペロブスカイト型結晶構造のＡサイトにＳｒ、ＢサイトにＭｇをドープした一般式（Ｌａ（１−ｘ）ＳｒｘＧａ（１−ｙ）Ｍｇｙ）Ｏ３−δで表せるタイプ（以下ＬＳＧＭと示す）のもの（例えば特許文献１参照）や、ＡサイトにＳｒ、ＢサイトにＭｇとＣｏをドープした一般式（Ｌａ（１−ｘ）ＳｒｘＧａ（１−ｙ−ｚ）ＭｇｙＣｏｚ）Ｏ３−δで表されるタイプ（以下ＬＳＧＭＣと示す）のもの（例えば特許文献２参照）が提案されている。ＬＳＧＭはイオン輸率がほぼ１に等しい酸素イオン伝導体である。一方ＬＳＧＭＣは、Ｃｏ量の増加に従って電子伝導性が発現し、イオン輸率が低下する。ただし酸素イオン伝導度はＬＳＧＭよりも高くなるという特徴がある。なおここで言うイオン輸率とは、酸素イオン伝導度と電子伝導度を足し合わせた全電気伝導度に対する酸素イオン伝導度の比を表すものとする。ここで示すイオン輸率は、例えば試料を仕切り板として、試料の両側における酸素分圧が異なる酸素濃淡電池を作製し、該酸素濃淡電池から得られる起電力Ｅ２と、それぞれの酸素分圧ＰＯ１、ＰＯ２からネルンストの式（１）を用いて計算される理論起電力Ｅ１に対する比（Ｅ２／Ｅ１）によって求められ、イオン輸率が１に近いほど酸素イオン伝導度が占める割合が高いことを示す。なおＦはファラデー定数である。
Ｅ１＝（ＲＴ／４Ｆ）ｌｎ（ＰＯ１／ＰＯ２）      （１）
【０００３】
また固体酸化物形燃料電池の作動温度を下げる別の手段としては、固体電解質膜を薄膜化することで、固体電解質の抵抗損を減らしてエネルギーロスを減らす方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１１４５２０号公報
【特許文献２】
特開平１１−３３５１６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらＬＳＧＭＣを固体電解質として使用した場合、ＬＳＧＭＣは酸素イオン伝導度が高いものの、電子伝導性を有しているので、燃料極で発生した電子の一部は、外部回路を通らずに固体電解質内を流れてしまい、酸素イオンと逆方向の短絡電流が発生することになる。その結果固体電解質膜の両面に生じる起電力を低下させることになる。またこの電子伝導性に与える電子の濃度は固体電解質膜の厚さ方向によって変わるので、固体電解質膜が薄膜になるほど影響が大きく、ＬＳＧＭＣ電解質膜を薄膜で使用するのは困難であった。
【０００６】
一方ＬＳＧＭを固体電解質として使用した場合、ＬＳＧＭはイオン輸率がほぼ１に等しいため、固体電解質内を電子が流れることはないが、ＬＳＧＭＣと比較すると酸素イオン伝導度が低いために、固体電解質膜の抵抗損によるエネルギーロスが大きいという問題があった。また焼結性が低いために薄膜で緻密な固体電解質膜を得ることが困難であった。
【０００７】
また、ＬａＧａＯ３系酸化物は材料コストが高いので、固体電解質膜は極力薄膜化して、ＬａＧａＯ３系酸化物の使用量を少なくすることが望まれる。
【０００８】
以上より性能およびコストの観点から、ＬａＧａＯ３系酸化物を薄膜化して使用できるようにすることが課題であった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、固体電解質膜における抵抗損が少なく、固体電解質膜と空気極との界面で起こる電極反応が促進され、さらに固体電解質膜のガス不透過性が高い固体酸化物形燃料電池を提供することを目的とする。
【００１０】
なおここで示すガス不透過な膜とは、固体電解質膜の片側とその反対側面の間に圧力差を設け、その間を透過するガス透過量Ｑで評価され、Ｑ≦２．８×１０−９ｍｓ−１Ｐａ−１（より好ましくはＱ≦２．８×１０−１０ｍｓ−１Ｐａ−１）であるものを指す。
【００１１】
なおここで示す固体電解質膜の薄膜とは、固体電解質膜それ自身では固体酸化物形燃料電池のセルの機械的強度を保持することができない厚さの固体電解質膜のことを指し、例えば１００μｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では上記課題を解決すべく、第一の発明は、固体電解質膜の片面に空気極、その反対面に燃料極を配置した積層構造を有し、前記空気極によって機械的強度が保持されている固体酸化物形燃料電池であって、前記固体電解質膜は、イオン輸率が実質的に１に等しいＬａＧａＯ３系酸化物からなる第一電解質層と、前記第一電解質層よりもイオン輸率が低くかつ酸素イオン伝導度が高いＬａＧａＯ３系酸化物からなる第二電解質層とからなる二層であり、前記第二電解質層が前記空気極側に、前記第一電解質層が前記燃料極側に設けられることを特徴とする固体酸化物形燃料電池を提供する。
【００１３】
さらに第二の発明は、固体電解質膜の片面に空気極、その反対面に燃料極を配置した積層構造を有し、前記燃料極によって機械的強度が保持されている固体酸化物形燃料電池であって、前記固体電解質膜は、イオン輸率が実質的に１に等しいＬａＧａＯ３系酸化物からなる第一電解質層と、前記第一電解質層よりもイオン輸率が低くかつ酸素イオン伝導度が高いＬａＧａＯ３系酸化物からなる第二電解質層とからなる二層であり、前記第二電解質層が前記空気極側に、前記第一電解質層が前記燃料極側に設けられることを特徴とする固体酸化物形燃料電池を提供する。
【００１４】
このような構成にすることによる一つ目の効果としては、固体電解質膜の抵抗損が減少し、電池としての出力性能が向上する。その理由は、固体電解質膜の一部に酸素イオン伝導度の高い第二電解質層を設けているので、固体電解質膜全体の抵抗損が減少することによる。またイオン輸率が実質的に１に等しい第一電解質層が固体電解質膜内の電子の流れをちょうど遮断するように設けられているため、固体電解質膜内を通って電子が流れることはなく、電極間の電子導通による電圧降下は起こらないため出力性能を向上することが出来る。
【００１５】
本発明における二つ目の効果としては、酸素イオン伝導度の高い第二電解質層を空気極側に接して設けたことにより、固体電解質膜と空気極との界面で起こる電極反応が促進され、電池としての出力性能が向上する。その理由は、固体電解質膜と空気極の界面においては、空気極を通じて来る酸素ガスと、燃料極から外部回路を通じて来る電子とから酸素イオンが生成するという（２）式の電極反応が起こっているが、第二電解質層の酸素イオン伝導度が高いために酸素イオンの受け渡しがスムーズに行われ、（２）式の反応が効率良く進むためである。また第二電解質は電子伝導性を有するために、空気極と第二電解質層の界面での（２）式の反応がさらに促進される。
１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−          （２）
【００１６】
また本発明における三つ目の効果としては、本発明における第二電解質層は、第一電解質層に比べて焼結性が高いので、第一電解質層単身で使用するよりも、固体電解質膜の焼結性が向上する。従ってより薄膜で、緻密でガス不透過な固体電解質膜を得ることができる。
【００１７】
第三の発明における第二電解質層のＬａＧａＯ３系酸化物は、Ｌａ（１−ｘ）ＳｒｘＧａ（１−ｙ−ｚ）ＭｇｙＣｏｚＯ３（０．０５≦ｘ≦０．３、０≦ｙ≦０．２９、  ０．０１≦ｚ≦０．１５、０．０２５≦ｙ＋ｚ≦０．３）を提案する。ｘ値、ｙ値およびｚ値が上記範囲を外れると、酸素イオン伝導度が低下するため、固体電解質膜の抵抗損が増加するとともに、固体電解質膜と空気極との界面における（２）式の反応がスムーズに進行しなくなるため、電池としての出力性能が低下する。
【００１８】
第四の発明における第一電解質層のＬａＧａＯ３系酸化物としては、Ｌａ（１−ｘ）ＳｒｘＧａ（１−ｙ）ＭｇｙＯ３（０．０５≦ｘ≦０．３、  ０．０５≦ｙ≦０．３）であることを提案する。ｘ値、ｙ値が上記範囲を外れると、酸素イオン伝導度が低下するため、固体電解質膜の抵抗損が増加し、電池としての出力性能が低下する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明における固体酸化物形燃料電池について図１を用いて説明する。図１は本発明の固体酸化物形燃料電池における単電池の断面を示す図である。本発明は、固体電解質膜２、該固体電解質膜の片面に設けられた空気極１、その反対面に設けられた燃料極３から構成されている。該固体電解質膜２は第一電解質層２ａおよび第二電解質層２ｂからなり、第二電解質層は空気極側に、第一電解質層は燃料極側に設けられている。さらに本発明における固体酸化物形燃料電池は、空気極または燃料極のどちらか一方によって機械的強度が保持されている。
【００２０】
図１に示す固体酸化物形燃料電池の作動原理を以下に示す。空気極側に空気を流し、燃料極側に燃料を流すと、空気中の酸素が空気極と第二電解質層との界面で酸素イオンに変わり、この酸素イオンが第二電解質層および第一電解質層を通って燃料極に達する。そして燃料ガスと酸素イオンが反応して水および二酸化炭素になる。これらの反応は（２）、（３）および（４）式で表される。空気極と燃料極を外部回路で接続することによって外部に電気を取り出すことが出来る。
１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−          （２）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−            （３）
ＣＯ＋Ｏ２−→ＣＯ２＋２ｅ−        （４）
【００２１】
第二電解質層は、第一電解質層よりもイオン輸率が低くかつ酸素イオン伝導度が高いＬａＧａＯ３系酸化物から構成される。具体的には、Ｌａ（１−ｘ）ＳｒｘＧａ（１−ｙ−ｚ）ＭｇｙＣｏｚＯ３（０．０５≦ｘ≦０．３、０≦ｙ≦０．２９、  ０．０１≦ｚ≦０．１５、０．０２５≦ｙ＋ｚ≦０．３）を使用する。ｘ値、ｙ値およびｚ値が上記範囲を外れると、酸素イオン伝導度が低下するため、固体電解質膜の抵抗損が増加するとともに、空気極との界面における（２）式の反応がスムーズに進行しなくなるため、電池としての出力性能が低下する。
【００２２】
本発明における第一電解質層はイオン輸率が実質的に１に等しいＬａＧａＯ３系酸化物から構成されている。具体的には、Ｌａ（１−ｘ）ＳｒｘＧａ（１−ｙ）ＭｇｙＯ３（０．０５≦ｘ≦０．３、  ０．０５≦ｙ≦０．３）を使用する。ｘ値、ｙ値が上記範囲を外れると、ＬａＧａＯ３系酸化物の酸素イオン伝導度が低下するため、固体電解質膜の抵抗損が増加し、電池としての性能が低下する。なお実質的に１に等しいとは、完全に１に等しいという意味ではなく、仮にイオン輸率が１より小さい場合、つまり電子伝導性がある場合でも、実質的な意味で無視できる範囲という意味であり、例えば０．９５以上であることは好ましい。上記Ｌａ（１−ｘ）ＳｒｘＧａ（１−ｙ）ＭｇｙＯ３（０．０５≦ｘ≦０．３、  ０．０５≦ｙ≦０．３）はイオン輸率が実質的に１に等しく本発明における第一電解質層として好ましい。なお第一電解質層は、上記組成のみに限定されるものではない。
【００２３】
本発明における空気極としては、固体酸化物形燃料電池の空気雰囲気下において電子伝導性が高く、酸素ガス透過性が高く、（２）式の反応が効率よく行われることが好ましい。例えば好ましい材料としてはＬａＳｒＭｎＯ３系を挙げることができる。また（２）式の反応をより効率良く行うためには、電子伝導性が高くかつ酸素イオン伝導性を有する混合伝導体がより好ましい。これらの観点からより好ましい材料としては、例えばＬａＳｒＣｏＯ３系、ＬａＳｒＣｏＦｅＯ３系、ＢａＬａＣｏＯ３系、ＳｍＳｒＣｏＯ３系などを挙げることができる。
【００２４】
本発明における固体酸化物形燃料電池は、（２）式の反応をより効率良く行うために、前記空気極と前記第二電解質層の間に、さらに混合伝導性材料からなる反応触媒層を設けても良い。
【００２５】
本発明における燃料極としては、特に制限はないが、固体酸化物形燃料電池の燃料ガス雰囲気下において電子伝導性が高く、（３）、（４）式の反応が効率良く行われることが好ましい。また（３）、（４）式の反応をより効率良く行うためには、電子伝導性が高くかつ酸素イオン伝導性を有する混合伝導体がより好ましい。この観点からより好ましい材料としては、例えばＮｉＯとセリウム酸化物の混合物が挙げられる。ＮｉＯは固体酸化物形燃料電池の燃料雰囲気下で還元されてＮｉとなり、前記混合物はＮｉとセリウム酸化物のサーメットとなる。またこの場合のセリウム酸化物としては酸素イオン伝導性が高いという観点から例えば（ＣｅＯ２）１−２ｘ（Ａ２Ｏ３）ｘが挙げられる  （但し、Ａ＝Ｓｍ、Ｇｄ、Ｙ、Ｌａのいずれか一種、０．０５≦ｘ≦０．１５）。セリウム酸化物は高い酸素イオン伝導性を有するとともに、燃料雰囲気下で還元されて電子伝導性が発現するため、混合伝導体となる。
【００２６】
本発明における固体酸化物形燃料電池の構造は特に限定されず、円筒型、平板型のいずれであっても良く、例えばマイクロチューブのタイプ（外径１０ｍｍ以下より好ましくは５ｍｍ以下）にも適用可能である。いずれの場合も、多孔質な空気極と多孔質な燃料極の間に、ガス不透過な固体電解質膜を挟み込んで接合した積層体を基本構造とする。
【００２７】
本発明における固体電解質膜の作製方法については特に制限はないが、量産性に優れ、低コストであるという観点からは、スラリーコート法、スクリーン印刷法、シート接合法が好ましい。
【００２８】
【実施例】
以下に本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
原料粉末となるＬＳＧＭ粉末、ＬＳＧＭＣ粉末は共沈法を用いて作製した。各粉末の組成はそれぞれＬａ０．８Ｓｒ０．２Ｇａ０．８Ｍｇ０．２Ｏ３およびＬａ０．８Ｓｒ０．２Ｇａ０．８Ｍｇ０．１１５Ｃｏ０．０８５Ｏ３となるように調整した。該ＬＳＧＭ粉末およびＬＳＧＭＣ粉末をそれぞれ１２００℃で仮焼した。その後ジルコニアボールを用いてエタノール中で粉砕した。この時の平均粒子径はどちらも０．６μｍであった。エタノールを蒸発させた後、乳鉢で解砕し、ＬＳＧＭ粉末についてはバインダーを加えてφ２２ｍｍのプレス体を作製した。該プレス体を１４００℃で焼成した。得られたＬＳＧＭ焼結体についてアルキメデス法により気孔率が０．５％以下であることを確認した。該焼結体を厚さ１ｍｍに研磨し、片面にスクリーン印刷により溶媒およびバインダーを加えたＬＳＧＭＣスラリーを塗布した。その後１４００℃で焼成した。該ＬＳＧＭＣ膜上にさらに空気極材料をスクリーン印刷により塗布し、１４００℃で焼付けを行った。なお空気極材料は共沈法を用いて作製したＬａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ３粉末を使用した（以下ＬＳＣＦと示す）。該ＬＳＣＦ粉末は１２００℃で仮焼きした後、ジルコニアボールを用いてエタノール中で粉砕を行い、エタノールを乾燥後、溶媒およびバインダーを加えてスラリーとして使用した。なお粉砕後の平均粒子径は３．０μｍであった。
【００２９】
得られたペレットについて図２に示すように、前記ＬＳＧＭＣ膜および前記ＬＳＣＦ膜が形成されてない面側、およびペレットの側面に電極となる白金ペーストを塗布した後、白金線を取り付け、１０００℃で焼付けた。作製したサンプルについて交流インピーダンス法を用いてペレットの電気伝導度を測定した。次に直流電流を流したときの電圧降下を測定し、交流インピーダンス法によって得られた電気伝導度の値を用いて、オーミックな抵抗損を差し引くことで、電極反応に起因する非オーミックな抵抗過電圧（本実施例においては空気極過電圧）を測定した。なお測定はいずれも大気雰囲気で行った。
【００３０】
（比較例１）
実施例１と同様の組成および方法で厚さ１ｍｍのＬＳＧＭ焼結体を作製し、該焼結体の片面に空気極となるＬＳＣＦ膜を実施例１と同様の組成、方法で焼付けてサンプルとした。該サンプルについて実施例１と同様の方法により電気伝導度および空気極過電圧の測定を行った。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１に各測定温度における固体電解質膜の電気伝導度および空気極過電圧を示す。固体電解質膜をＬＳＧＭ層とＬＳＧＭＣ層との二層とし、空気極側にＬＳＧＭＣ層を設けることによって、空気極過電圧の値が大幅に低くなっていることが分かる。以上の結果から、固体電解質膜を、イオン輸率が実質的に１に等しいＬａＧａＯ３系酸化物からなる第一電解質層と、前記第一電解質層よりもイオン輸率が低くかつ酸素イオン伝導度が高いＬａＧａＯ３系酸化物からなる第二電解質層とからなる二層とし、前記第二電解質層を前記空気極側に、前記第一電解質層を燃料極側に設けることで、空気極過電圧が大幅に低下することが確認できた。
【００３３】
（実施例２）
空気極は、Ｌａ０．７５Ｓｒ０．２５ＭｎＯ３組成で表されるランタンマンガナイト粉末を使用し、押し出し成形法によって円筒状成形体を作製した。さらに該成形体を１５００℃で焼成し、空気極支持体とした。実施例１と同組成のＬＳＣＦ粉末を、実施例１と同様の条件で仮焼、粉砕処理を行い、得られたＬＳＣＦ粉末８０重量部を、溶媒（エタノール）１００重量部、バインダー（エチルセルロース）２重量部、分散剤（ポリオキシエタレンアルキルソン酸エステル）１重量部、消泡剤（ソルビタンセスキオレート）１重量部と混合した後、十分攪拌してスラリーを調整した。当該スラリーを、空気極支持体（外径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、有効長２００ｍｍ）上にスラリーコートした後に１４００℃で焼成した。得られたＬＳＣＦ層の厚さは２０μｍであった。
実施例１と同組成のＬＳＧＭ粉末およびＬＳＧＭＣ粉末を、実施例１と同様の条件で仮焼、粉砕処理を行い、得られたＬＳＧＭ粉末およびＬＳＧＭＣ粉末４０重量部について、それぞれ溶媒（エタノール）１００重量部、バインダー（エチルセルロース）２重量部、分散剤（ポリオキシエタレンアルキルソン酸エステル）１重量部、消泡剤（ソルビタンセスキオレート）１重量部とを混合した後、十分攪拌してＬＳＧＭスラリーおよびＬＳＧＭＣスラリーをそれぞれ調整した。該ＬＳＧＭＣスラリーを、前記ＬＳＣＦ層の上にスラリーコートした後、さらにその上に該ＬＳＧＭスラリーをスラリーコートし、１４００℃で焼成した。このときの膜厚は、ＬＳＧＭＣ層が５．５μｍ、ＬＳＧＭ層が１０．０μｍであった。上記サンプルについてガス透過性を測定し、固体電解質膜の緻密性の評価を行った。測定方法は、空気極支持体内部に窒素ガスを流し、空気極内部から０．１ＭＰａの圧力を加え、固体電解質膜を透過するガス透過量を測定した。
【００３４】
（比較例２）
実施例２と同様の空気極支持体上に、実施例２と同様の組成および方法によりＬＳＣＦ空気極触媒層を作製した。さらにその上に実施例２と同様のＬＳＧＭスラリーをスラリーコートし、１４００℃で焼成した。このときのＬＳＧＭ層の膜厚は、１６．０μｍであった。上記サンプルについてガス透過性を測定し、固体電解質膜の緻密性の評価を行った。
【表２】
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【００３５】
表２に支持体上にスラリーコート法で製膜したＬａＧａＯ３系電解質膜の膜厚とガス透過量の関係を示す。固体電解質膜の一部にＬＳＧＭＣを使用することで、固体電解質膜として好ましいガス透過量になることを確認することができた。
【００３６】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、固体電解質膜の片面に空気極、その反対面に燃料極を配置した積層構造を有し、前記空気極または前記燃料極のどちらか一方によって機械的強度が保持されている固体酸化物形燃料電池であって、前記固体電解質膜は、イオン輸率が実質的に１に等しいＬａＧａＯ３系酸化物からなる第一電解質層と、前記第一電解質層よりもイオン輸率が低くかつ酸素イオン伝導度が高いＬａＧａＯ３系酸化物からなる第二電解質層とからなる二層であり、前記第二電解質層が前記空気極側に、前記第一電解質層が前記燃料極側に設けられることを特徴とする固体酸化物形燃料電池を提供したことにより、固体電解質膜における抵抗損が少なく、固体電解質膜と空気極との界面でおこる電極反応が促進され、さらに固体電解質膜のガス不透過性が高い固体酸化物形燃料電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固体酸化物形燃料電池における単電池の断面を示す図である。
【図２】本発明の実施例で行った電気的性質評価方法の概念図である。
【符号の説明】
１：空気極
２：固体電解質膜
２ａ：第一電解質層
２ｂ：第二電解質層
３：燃料極
【図１】
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【図２】
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