(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般化学式：
ＭｇxＺｎyＸz［ＳｉＯ4］
［式中、
１．６５≦ｘ≦１．８５、
０．２５≦ｙ≦０．３２、
０≦ｚ≦０．１０、および
Ｘは、カルシウムおよび／またはマンガンおよび／または鉄を表す］に基づくケイ酸マグネシウム。
【請求項２】
Ｘがカルシウムを表す、請求項１に記載のケイ酸マグネシウム。
【請求項３】
前記ケイ酸マグネシウムがネソケイ酸である、請求項１又は２に記載のケイ酸マグネシウム。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のケイ酸マグネシウムを含むセラミック材料。
【請求項５】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のケイ酸マグネシウムの形成のための出発物質を含む射出成形用構成材。
【請求項６】
前記射出成形用構成材が、更に少なくとも１種の細孔形成剤を含む、請求項５に記載の射出成形用構成材。
【請求項７】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のケイ酸マグネシウムの製造のための製造方法であって、請求項１から３までのいずれか１項に記載のケイ酸マグネシウムの形成のための出発物質を粉砕機によってすり砕く前記製造方法。
【請求項８】
高温型セルであって、そのセルの少なくとも１つの部分が請求項１から３までのいずれか１項に記載のケイ酸マグネシウムから、または請求項４に記載のセラミック材料から、または請求項７に記載の方法によって製造されたケイ酸マグネシウムから形成されている前記高温型セル。
【請求項９】
高温型セル（１０）であって、前記高温型セルは、１つの中空円筒形の中間部分（１１）および２つの末端部分（１２，１３）を有する管状のセルであり、前記中空円筒形の中間部分（１１）には、機能層系（１４）が備え付けられており、その際、前記中空円筒形の中間部分（１１）は、通気性多孔質のセラミック材料から形成されており、かつ前記末端部分（１２，１３）は、気密なセラミック材料から形成されており、前記中空円筒形の中間部分（１１）および／または前記末端部分（１２，１３）は、請求項１から３までのいずれか１項に記載のケイ酸マグネシウムから、または請求項４に記載のセラミック材料から、または請求項７に記載の方法により製造されたケイ酸マグネシウムから形成されている前記高温型セル。
【請求項１０】
請求項８もしくは９に記載の高温型セル（１０）および／または請求項１から３までのいずれか１項に記載のケイ酸マグネシウムおよび／または請求項４に記載のセラミック材料および／または請求項７に記載の方法により製造されたケイ酸マグネシウムを含む、エネルギーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケイ酸マグネシウム、相応のセラミック材料、相応の射出成形用構成材、相応の製造方法、ならびに高温型セルおよびエネルギーシステムに関する。
【０００２】
従来技術
固体酸化物形燃料電池（英語：Solid Oxide Fuel Cell, SOFC）とも呼ばれる高温型燃料電池は、電流および熱の生成のために、例えば補助動力装置または熱電併給設備（ＣＨＰ）において使用することができる。
【０００３】
本発明の開示
本発明の主題は、亜鉛を含むケイ酸マグネシウムである。従って例えば、該ケイ酸マグネシウムは、ケイ酸マグネシウム亜鉛とも呼ぶことができる。特に、前記ケイ酸マグネシウムは、一般化学式（Ｍｇ，Ｚｎ）2［ＳｉＯ4］に基づくものである。
【０００４】
その場合に、「基づく」とは、特に、前記ケイ酸マグネシウムが、前記一般化学式に示される元素の他に、１種以上の他の元素を、場合によりドーピングとして含みうることを表すことができる。
【０００５】
マグネシウムおよび亜鉛の他に、前記ケイ酸マグネシウムは、特にカルシウムおよび／またはマンガンおよび／または鉄を含みうる。特に、前記ケイ酸マグネシウムは、カルシウムおよび／またはマンガンおよび／または鉄でドープされていてよい。
【０００６】
一実施形態の範囲においては、前記ケイ酸マグネシウムは、一般化学式：ＭｇxＺｎyＸz［ＳｉＯ4］に基づくものであるか、またはこれを有する。
【０００７】
その場合に、Ｘは、例えば１つ以上の多価の、特に二価のカチオンを表しうる。例えば、Ｘは、カルシウムおよび／またはマンガンおよび／または鉄を表しうる。
【０００８】
その場合に、例えば１．００≦ｘ≦１．９９であってよい。例えば、１．６５または１．６８≦ｘ≦１．９９または１．９８または１．９５または１．９４または１．９０または１．８７または１．８５または１．８３または１．８０または１．７７であってよい。
【０００９】
その場合に、例えば０．０１≦ｙ≦０．３２であってよい。特に、０．０１または０．０５または０．０６または０．１０または０．１５または０．１７または０．２０または０．２３または０．２５≦ｙ≦０．３２であってよい。
【００１０】
場合により、０≦ｚ≦０．１０であってよく、更に特に０＜ｚ≦０．１０であってもよい。例えば、０≦ｚ≦０．１０または０．０９または０．０８または０．０７または０．０６または０．０５または０．０４であってよく、更に特に０＜ｚ≦０．１０または０．０９または０．０８または０．０７または０．０６または０．０５または０．０４であってよい。場合により、０．０１≦ｚ≦０．１０または０．０９または０．０８または０．０７または０．０６または０．０５または０．０４であってよい。
【００１１】
ケイ酸マグネシウムが亜鉛を含むか、または亜鉛でドープされていることによって、好ましくは、フォルステライトとも呼ばれる、一般化学式：Ｍｇ2［ＳｉＯ4］の純粋なケイ酸マグネシウムの場合に約１３８５℃である焼結温度を、低下させることができ、そして１２００℃以下の温度ですでに緻密焼結可能なケイ酸マグネシウムを提供できる。
【００１２】
ケイ酸マグネシウムがマグネシウムおよび亜鉛をそのような量で含むことによって、好ましくは単相の微細構造を達成できる。
【００１３】
それは、特に後に説明する高温型セルの製造のために好ましいことが判明した。そのような高温型セルは、すなわち特に、種々の材料の共焼結、つまり同時の／一緒の焼結によって製造することができる。この場合に、好ましくは全ての関与する材料が焼結温度でそれらの最高の焼結を、特にその場合に分解することなく、または燃焼することなく、または不所望な二次反応を起こすことなく達成できるべきである。しかしながら、１２００℃を超える焼結温度の場合には、特に不所望な反応が生ずることがある。例えば、カソード材料であるランタン−ストロンチウム−マンガン酸化物（ＬＳＭ）と、特に電解質材料として使用されうる二酸化ジルコニウムとの不所望な反応が、絶縁性の高い異種相を形成して生ずることがある。本発明によるケイ酸マグネシウムが１２００℃以下の温度で既に緻密焼結可能であることは、特に有利には、気密な末端部分、例えば気密な管栓および気密な連結フランジ／取付フランジの形成に作用を及ぼすことがあり、それによって、再び好ましくは不所望な燃焼ガス漏れを回避できる。
【００１４】
このように、全体として好ましくは、低温焼結性のケイ酸マグネシウムと、更にフォルステライトに基づく低温焼結性のセラミック材料は、特に高温型セル、例えば高温型燃料電池（英語：Solid Oxide Fuel Cell, SOFC）および／または高温型電解セル（英語：Solide Oxide Electrolysis Cell, SOEC）および／または高温型金属空気電池の製造のために利用することができる。
【００１５】
好ましくは、亜鉛によって、１２００℃以下での緻密焼結可能性を達成できるのみならず、更に純粋なフォルステライトの好ましい化学的および物理的な特性、例えば
−  電気的絶縁性、
−  適切な熱膨張性、特に他の高温型セル構成要素、例えば電解質に適合された熱膨張性（約１０ｐｐｍ／Ｋ）、
−  化学的安定性、特に焼結条件下での、例えば他の高温型セル構成要素に対する化学的安定性も、例えば広い酸素分圧範囲（１０-24気圧＜ｐＯ2＜１気圧）にわたる作動の間における化学的安定性も、および
−  緻密焼結性および多孔質焼結性
が保たれたままにできる。それというのも、亜鉛はＭ2［ＳｉＯ4］またはフォルステライトの結晶格子中に組み込まれるからである。
【００１６】
結晶構造中に導入された多価（異種）カチオン（カルシウムおよび／またはマンガンおよび／または鉄）は、好ましくは、イオン格子を拡大することができ、そして拡散が強まることによって、より高い焼結密度を可能とし、そして焼結活性を更に上げることができる。
【００１７】
前記ケイ酸マグネシウムが多価（異種）カチオン（カルシウムおよび／またはマンガンおよび／または鉄）をそのような量で含むことによって、好ましくは、良好な電気的絶縁強度を達成できる。
【００１８】
特定の一実施形態の範囲においては、１．６５または１．６８≦ｘ≦１．８５または１．８３、例えば１．６５または１．６８≦ｘ≦１．８０または１．７７である。
【００１９】
特定の一実施形態の範囲においては、０．１５≦ｙ≦０．３２、例えば０．２３≦ｙ≦０．３２である。例えば、０．１７または０．２０または０．２３または０．２５≦ｙ≦０．３２であってよい。
【００２０】
特定の実施形態の範囲においては、０≦ｚ≦０．０５、特に０＜ｚ≦０．０５、例えば０．０１≦ｚ≦０．０５である。
【００２１】
更なる一実施形態の範囲においては、０≦ｚ≦０．０３、特に０＜ｚ≦０．０３、例えば０．０１≦ｚ≦０．０３である。例えばｚ＝０．０１６であってよい。
【００２２】
特に、ｘ＋ｙ＋ｚ＝２であってよい。
【００２３】
特に、前記ケイ酸マグネシウムは、カルシウムでドープされていてよい。こうして、好ましくは、更なる焼結性の改善を達成できる。
【００２４】
更なる一実施形態の範囲においては、従ってＸはカルシウムを表す。
【００２５】
更なる一実施形態の範囲においては、前記ケイ酸マグネシウムは、ネソケイ酸塩である。特に、前記ケイ酸マグネシウムは、オリビンであってよい。
【００２６】
オリビンは、一般式Ｍ2［ＳｉＯ4］を有するネソケイ酸塩である。酸素イオンは、この構造中で、特にほぼ六方最密構造を形成することができる。その場合に、より小さいケイ素（Ｓｉ4+）は、特に四面体間隙の一部を占有しうる。従って特に、四面体間隙の一部にケイ素原子が配置されていてよい。その場合に、より大きいＭカチオンは、特に八面体間隙を占有しうる。
【００２７】
Ｍの場所がマグネシウム（Ｍｇ）によって完全に占有されている場合に、前記ケイ酸マグネシウムはフォルステライトとも呼ばれる。
【００２８】
本発明によるケイ酸マグネシウムの場合に、Ｍの場所は、または八面体間隙は、しかしながら、マグネシウム（Ｍｇ）によって部分的に、そして亜鉛（Ｚｎ）によって部分的に、場合により更に他の多価の、特に二価のカチオン、例えばカルシウムおよび／またはマンガンおよび／または鉄によって部分的に占有されているにすぎない。
【００２９】
本発明によるケイ酸マグネシウムの更なる技術的特徴および利点に関して、それとともに明示的に、本発明によるセラミック材料、本発明による射出成形用構成材、本発明による製造方法、本発明による高温型セル、本発明によるエネルギーシステム、特に本発明による熱電併給設備に対する解説、ならびに図面および図面の説明が参照される。
【００３０】
本発明の更なる主題は、本発明によるケイ酸マグネシウムを含むか、またはそれから形成されるセラミック材料である。
【００３１】
本発明によるセラミック材料の更なる技術的特徴および利点に関して、それとともに明示的に、本発明によるケイ酸マグネシウム、本発明による射出成形用構成材、本発明による製造方法、本発明による高温型セル、本発明によるエネルギーシステム、特に本発明による熱電併給設備に対する解説、ならびに図面および図面の説明が参照される。
【００３２】
更に、本発明は、射出成形用構成材、特に本発明によるケイ酸マグネシウムおよび／またはセラミック材料の形成のための射出成形用構成材に関する。前記射出成形用構成材は、特に、本発明によるケイ酸マグネシウムの形成のための出発物質を含みうる。例えば、前記射出成形用構成材は、ケイ酸マグネシウムおよび／またはケイ酸マグネシウム水和物を、例えばタルクの形のケイ酸マグネシウム水和物、および／または酸化マグネシウム、および酸化亜鉛、および／またはケイ酸亜鉛、ならびに場合により炭酸カルシウム、および／またはケイ酸カルシウム、および／または酸化カルシウム、および／またはケイ酸マンガン、および／または酸化マンガン、および／または炭酸マンガン、および／またはケイ酸鉄、および／または酸化鉄、および／または炭酸鉄を含有してよい。更に、前記射出成形用構成材は、特に少なくとも１種のバインダーを含んでよい。少なくとも１種のバインダーは、焼結に際して、例えば焼失しうる。こうして、例えば気密なセラミック材料が製造できる。
【００３３】
特定の一実施形態の範囲においては、前記射出成形用構成材は、更に少なくとも１種の細孔形成剤を含む。少なくとも１種の細孔形成剤は、焼結に際して焼失し、その時に細孔を残す。こうして、例えば通気性多孔質のセラミック材料が製造できる。
【００３４】
本発明による射出成形用構成材の更なる技術的特徴および利点に関して、それとともに明示的に、本発明によるケイ酸マグネシウム、本発明によるセラミック材料、本発明による製造方法、本発明による高温型セル、本発明によるエネルギーシステム、特に本発明による熱電併給設備に対する解説、ならびに図面および図面の説明が参照される。
【００３５】
本発明の更なる主題は、ケイ酸マグネシウムの、例えばセラミック材料の、および／または射出成形用構成材の製造のための製造方法である。
【００３６】
前記方法においては、特にケイ酸マグネシウムの形成のための出発物質は、特に化学量論的量で、粉砕機によってすり砕くことができる。こうして前記出発物質は、好ましくは最初から細かくすり砕かれ、特に互いに均質に混合することができる。前記粉砕機は、例えば撹拌式ボールミルであってよい。
【００３７】
前記出発物質、または原料は、例えば、ケイ酸マグネシウムおよび／またはケイ酸マグネシウム水和物を、例えばタルクの形のケイ酸マグネシウム水和物、および／または酸化マグネシウム、および酸化亜鉛、および／またはケイ酸亜鉛、ならびに場合により炭酸カルシウム、および／またはケイ酸カルシウム、および／または酸化カルシウム、および／またはケイ酸マンガン、および／または酸化マンガン、および／または炭酸マンガン、および／またはケイ酸鉄、および／または酸化鉄、および／または炭酸鉄であってよい。
【００３８】
本方法は、それによって、粒子形態が本質的に球状粒子を含む粉体を製造できるという利点を有し、これは、射出成形用構成材（射出成形コンパウンド）への塑性加工に際して、小片状の単一種のフォルステライト粉末よりも、かなり良好に充填することを可能にする。未焼結成形体における高い充填密度は、その場合に好ましくは、より疎な充填密度と比較して、明らかにより良好な焼結性、緻密化性と、より低い収縮をもたらしうる。
【００３９】
特に、前記出発物質は、まず、特に化学量論的量において水中に懸濁または分散させ、次いで粉砕機によってすり砕くことができる。ここで、好ましくは、出発物質の特に微細な分布を達成できる。そのために、出発物質、例えばケイ酸マグネシウムおよび／またはケイ酸マグネシウム水和物、例えばタルクの形のケイ酸マグネシウム水和物、および／または酸化マグネシウム、および酸化亜鉛、および／またはケイ酸亜鉛と、場合により少量の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）を（または炭酸カルシウムに代えて、もしくは炭酸カルシウムに加えて、酸化マンガン、酸化鉄またはそれぞれの炭酸塩および／またはケイ酸塩も）、事前に化学量論的に算出された物質量で使用することができる。
【００４０】
例えば、特に純粋なフォルステライトと比較して、Ｍｇ2+のＺｎ2+による部分的な交換は、１質量％以上で２３質量％以下までの範囲で行うことができる。場合により、Ｚｎドーピングに加えて、Ｃａおよび／またはＭｎおよび／またはＦｅの添加は、０．１質量％以上で５質量％以下までの、特に０．２質量％以上で２質量％以下までの範囲で行うことができる。
【００４１】
前記の懸濁または分散は、例えば分散機、例えばＴｅｇｏｄｉｓｐｅｒｓ  Ｗ７４１（ＴＥＧＯ）を用いて行うことができる。水中での懸濁または分散の後に、該混合物を、例えば直ちに、撹拌式ボールミルで微細にすり砕くことができる。例えば、前記粉砕機への通過を複数回行うことができる。例えば粉砕機への４回の通過が十分であろうということが判明した。
【００４２】
その後に、該懸濁液または分散液から、熱的乾燥によって水を取り去ることができる。こうして、好ましくは、均質な粉末混合物を達成できる。
【００４３】
次いで、その乾燥された混合物を、例えば９００℃以上で１１００℃以下までの範囲の温度で焼成することができる。前記焼成は、特に炉内で行うことができる。例えば、前記焼成は、５時間の保持時間で行うことができる。こうして得られたドープされたフォルステライト粉末は、射出成形用構成材合成またはコンパウンド合成のためにいつでも使用できる。
【００４４】
本発明による製造方法の更なる技術的特徴および利点に関して、それとともに明示的に、本発明によるケイ酸マグネシウム、本発明によるセラミック材料、本発明による射出成形用構成材、本発明による高温型セル、本発明によるエネルギーシステム、特に本発明による熱電併給設備に対する解説、ならびに図面および図面の説明が参照される。
【００４５】
更に、本発明は、高温型セル、特に燃料電池および／または電解セルおよび／または金属空気電池であって、そのうちの少なくとも１つの部分が、本発明によるケイ酸マグネシウムから、または本発明によるセラミック材料から、または本発明による射出成形用構成材から、または本発明により製造されたケイ酸マグネシウムから形成されている前記高温型セルに関する。
【００４６】
高温型セルとは、特に、高温で、例えば５００℃以上の温度で作動する、特にセラミック製の電気化学的セル、例えば高温型燃料電池（英語：Solid Oxide Fuel Cell, SOFC）および／または高温型電解セル（英語：Solide Oxide Electrolysis Cell, SOEC）および／または高温型金属空気電池を表しうる。その場合に特に、高温型セルは、高温型燃料電池（ＳＯＦＣ）および／または高温型電解セル（ＳＯＥＣ）および／または高温型金属空気電池であってよい。
【００４７】
一実施形態の範囲においては、前記高温型セルは、特にセラミック製の管状のセルである。その場合に、該管状のセルは、特に１つの中空円筒形の中間部分と、２つの末端部分を有しうる。その場合に、前記末端部分の一方は、特に開放した締結部分、例えば連結フランジまたは取付フランジであってよい。もう一方の末端部分は、前記中空円筒形の中間部分を閉じる塞栓部分または管栓であってよい（片側で閉じられた管状のセル）。しかしながら同様に、もう一方の末端部分も同様に、特に開放した締結部分、例えば連結フランジであることも可能である（両側で開放した管状のセル）。その場合に、前記中空円筒形の中間部分には、特に機能層系が、例えばアノード層、カソード層および前記層間に配置された電解質層からなる機能層系が備え付けられていてよい。
【００４８】
前記中空円筒形の中間部分は、特に通気的多孔質のセラミック材料から形成されていてよい。前記末端部分は、特に気密なセラミック材料から構成されていてよい。
【００４９】
その場合に、特に前記中空円筒形の中間部分および／または末端部分は、本発明によるケイ酸マグネシウムから、または本発明によるセラミック材料から、または本発明による射出成形用構成材から、または本発明により製造されたケイ酸マグネシウムから構成されている。その場合に、特に通気的多孔質の中空円筒形の中間部分は、例えば細孔形成剤を含有する本発明による射出成形用構成材によって形成されていてよく、かつ特に気密な末端部分は、細孔形成剤不含の本発明による射出成形用構成材によって形成されていてよい。
【００５０】
本発明による高温型セルの更なる技術的特徴および利点に関して、それとともに明示的に、本発明によるケイ酸マグネシウム、本発明によるセラミック材料、本発明による射出成形用構成材、本発明による製造方法、本発明によるエネルギーシステム、特に本発明による熱電併給設備に対する解説、ならびに図面および図面の説明が参照される。
【００５１】
更に、本発明は、本発明による高温型セルおよび／または本発明によるケイ酸マグネシウムおよび／または本発明によるセラミック材料および／または本発明による射出成形用構成材および／または本発明により製造されたケイ酸マグネシウムを含む、エネルギーシステム、特に熱電併給設備（ＣＨＰ）に関する。特に、前記熱電併給設備は、マイクロ熱電併給設備（μＣＨＰ）であってよい。
【００５２】
本発明によるエネルギーシステム、特に本発明による熱電併給設備の更なる技術的特徴および利点に関して、それとともに明示的に、本発明によるケイ酸マグネシウム、本発明によるセラミック材料、本発明による射出成形用構成材、本発明による製造方法、本発明による高温型セルに対する解説、ならびに図面および図面の説明が参照される。
【００５３】
図面
本発明による主題の更なる利点および好ましい実施形態を、図面によって具体的に示し、以下の記載において説明する。その際、図面は、記載している符号のみを有するものと考慮すべきであり、本発明をいかように限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】膨張計測定の概略的グラフ。
【図２】本発明による管状の高温型セルの一実施形態の概略断面図。
【図３】本発明による管状の高温型セルのもう一つの実施形態の概略断面図。
【００５５】
図１は、Ｚｎドープされたケイ酸マグネシウムまたはＺｎドープされたフォルステライトの本発明による３種の異なる試料１、２、３の膨張計測定の結果を具体的に示している。
【００５６】
試料１では、該ケイ酸マグネシウムは、２０質量％のケイ酸亜鉛を含有し、組成式Ｍｇ1.73Ｚｎ0.27［ＳｉＯ4］を有していた。
【００５７】
試料２では、該ケイ酸マグネシウムは、１０質量％のケイ酸亜鉛を含有し、組成式Ｍｇ1.87Ｚｎ0.13［ＳｉＯ4］を有していた。
【００５８】
試料３では、該ケイ酸マグネシウムは、５質量％のケイ酸亜鉛を含有し、組成式Ｍｇ1.94Ｚｎ0.06［ＳｉＯ4］を有していた。
【００５９】
図１において、温度Ｔ（摂氏度）に対する収縮Ｓ（％）と、焼結温度１２００℃での保持時間（時間）に対する収縮Ｓ（％）がプロットされている。試料１の焼結密度は、約３．３１ｇ／ｃｍ3であった。
【００６０】
図１は、全ての３種の試料が１２００℃未満の焼結温度を有し、従って改善された焼結性を有することを示している。図１は、焼結動力学が、その場合に亜鉛ドーピングの程度に依存することを示している。その場合に、最低の焼結温度は、好ましくは２０質量％の亜鉛を有する試料１が示した。
【００６１】
図１の左側の下方の曲線（収縮Ｓが昇温に際して温度Ｔに対してプロットされている）は、温度処理が０％の収縮で始まることを示している。温度が高まるにつれ、それらの試料は、約１０ｐｐｍ／Ｋのその熱膨張率に基づき軽く膨張する。１０００℃以降からそれらの試料は収縮しはじめる。
【００６２】
試料が多くの亜鉛を含有するほど、収縮の開始は早くなる。つまりは、２０質量％の最高のＺｎ2ＳｉＯ4含量を有する試料１では、収縮は、５質量％のＺｎ2ＳｉＯ4の最低の亜鉛含量を有する試料３の場合よりも約１００Ｋだけ早く開始する。保持時間の間に、試料本体は更に密になる。それはまた、焼結温度１２００℃での保持時間ｔに対する収縮Ｓがプロットされている図１の右側にある曲線から明らかである。
【００６３】
図１の左側にある上方の曲線（収縮Ｓが冷却に際して温度Ｔに対してプロットされている）は、保持時間の中断と冷却の開始で焼結が完了され、それらの試料は約１０ｐｐｍ／Ｋの熱膨張率に基づきわずか少しだけしか収縮しないことを示している。
【００６４】
図２および３は、本発明による高温型セル（１０）の異なる実施形態を示している。図２および３は、高温型セル（１０）が管状のセルとして構成されており、前記セルは、１つの中空円筒形の中間部分（１１）と、２つの末端部分（１２，１３）を有することを示している。
【００６５】
図２および３は、前記セル（１０）が、その場合に特に、一方が閉じた管状のセルとして構成されていることを示している。前記末端部分の一方（１２）は、開放した締結部分、または連結フランジ／取付フランジとして形成されている。その場合に、もう一方の末端部分（１３）は、前記中空円筒形の中間部分（１１）を閉じる塞栓部分（または管栓）として形成されている。
【００６６】
図２および３は、前記中空円筒形の中間部分（１１）には機能層系（１４）が備え付けられていることを具体的に説明している。前記機能層系（１４）は、図２に示される実施形態の範囲においては、中空円筒形の中間部分（１１）の内側に、そして図３に示される実施形態の範囲においては、中空円筒形の中間部分（１１）の外側に、ちょうど多孔質の中空円筒形の中間部分（１１）の高さに位置している。
【００６７】
その場合に、中空円筒形の中間部分（１１）の壁部は、多孔質の通気性のセラミック材料から形成されており、その際、前記末端部分（１２，１３）（取付フランジおよび管栓）は気密なセラミック材料から形成されている。
【００６８】
中空円筒形の中間部分（１１）によって形成される管は、特に、電気化学的に不活性な支持体として用いられ、機能層系（１４）のうちの機能層を非常に薄く構成することを可能にする。例えば、前記機能層系は、５０μｍ以下の層厚を有する電解質層、例えばイットリウム安定化酸化ジルコニウム製の電解質層を有することができるが、その層は、熱的な適合を欠くと容易に亀裂が入りうる。
【００６９】
特にフォルステライトと呼ばれる式Ｍｇ2ＳｉＯ4の純粋なケイ酸マグネシウムは、その収縮、熱膨張、電気的絶縁特性および他のセルコンポーネントに対する化学的安定性の点で、既にそれらの機能層にとっての良好な相手であると判明した。
【００７０】
しかしながら、式Ｍｇ2ＳｉＯ4の純粋なケイ酸マグネシウム（フォルステライト）は、約１３８５℃ではじめて緻密焼結されうる。しかしながら、１２００℃を上回る温度では、場合により不所望な副反応、例えば二酸化ジルコニウム電解質とランタン−ストロンチウム−マンガン酸化物−カソード材料との高絶縁性の異種相を形成しながらの副反応が生ずることがあり、その際、式Ｍｇ2ＳｉＯ4の純粋なケイ酸マグネシウム（フォルステライト）の焼結は、１２００℃以下の温度で、場合により所望の気密性を、特に末端部分（１２，１３）の所望の気密性をもたらしえず、場合により燃料ガス漏れをもたらすことがある。
【００７１】
高温型セル（１０）、例えば燃料電池を唯一の温度処理により、かつ特に多岐にわたる使用可能な材料、例えばランタン−ストロンチウム−マンガン酸化物（ＬＳＭ）を含む材料と一緒に共焼結しうるためには、図２および３に示されるセル（１０）では、末端部分（１２，１３）および中空円筒形の中間部分は、亜鉛含有のケイ酸マグネシウムから形成されている。その場合に、通気的多孔質の中空円筒形の中間部分（１１）は、例えば細孔形成剤を含有する本発明による射出成形用構成材によって形成されていてよく、かつ気密な末端部分（１２，１３）は、細孔形成剤不含の本発明による射出成形用構成材によって形成されていてよい。
【００７２】
図２および３は、更に、開放した締結部分（１２）を通じてガス供給細管（１５）が管状のセル（１０）の内空間に挿入されていることを示している。
【符号の説明】
【００７３】
１０  高温型セル、  １１  中空円筒形の中間部分、  １２、１３  末端部分、  １４  機能層系、  １５  ガス供給細管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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