(57)【要約】  高温型燃料電池用のガス密の固体電解質層の作製方法であって、金属酸化物材料から層が作製され、前記層の作製中に前記層に金属粒子が包含され、前記金属粒子が酸化可能なものであり、前記金属粒子が後に酸化される方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温型燃料電池のためのガス密の固体電解質層を作製する方法であって、
金属酸化物材料から層が作製され、かつ、前記層の作製中に前記層に酸化可能な金属粒子が包含されること、及び
前記金属粒子が後に酸化されること
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記固体電解質層が酸素イオン伝導性であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法であって、前記固体電解質層が、電子伝導に関して絶縁層であることを特徴とする方法。
【請求項４】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記金属粒子が発熱反応において酸化可能であることを特徴とする方法。
【請求項５】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記金属粒子の酸化が、前記高温型燃料電池の作動によって生じることを特徴とする方法。
【請求項６】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記金属粒子が第３又は第４下位群の金属から作られていることを特徴とする方法。
【請求項７】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記金属粒子がＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、又はＨｆから作られていることを特徴とする方法。
【請求項８】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記金属粒子が、前記金属酸化物材料中の金属と同じ材料から作られることを特徴とする方法。
【請求項９】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記金属粒子を包含させるために金属前駆体が使用されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、金属前駆体として金属水素化物が使用されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記金属粒子の重量割合が、前記固体電解質層の残りの材料に対して１％から１０％までの範囲であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記金属粒子が、規定の配分で包含されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記固体電解質層が熱溶射により作製されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、金属粒子及び／又は金属前駆体粒子、並びに金属酸化物材料の粒子が基板上に溶射されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の方法であって、飛行中の前記金属前駆体粒子から金属粒子が形成されるように、前記パラメータが設定される、及び／又は前記金属前駆体粒子が選択されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の方法であって、前記固体電解質層がプラズマ溶射により作製されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、前記固体電解質層が真空プラズマ溶射により作製されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記固体電解質層がジルコニアを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、前記金属粒子を形成するためにジルコニウム水素化物が使用されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法であって、前記固体電解質層がセラミック層であることを特徴とする方法。
【請求項２１】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法により作製される、高温型燃料電池のための固体電解質層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス密の固体電解質層の作製方法に関する。
【０００２】
本発明は更に、高温型燃料電池用の固体電解質層に関する。
【背景技術】
【０００３】
DE 10 2004 054 982 A1から、焼結されていない電解質層、又は、１１５０℃より低い温度で予焼結されて基板に塗布された電解質層を、ジルコニウムを含有する流体に浸潤させるステップと、浸潤した電解質層を１４００℃より低い温度で焼結するステップとを含む、ガス密の固体電解質層の作製方法が知られている。
【０００４】
DE 10 2005 045 053 A1から、スタック方向に連続する複数の燃料電池ユニットを含む、燃料電池スタック用の電気絶縁密封装置の作製方法であって、セラミック材料と金属材料、及び／又は金属前駆体との混合物からセラミック金属層を作製する方法ステップと、セラミック金属層の金属を非導電性の金属化合物に少なくとも部分的に変換し、非導電性の境界層を作製する方法ステップとを含む方法が知られている。
【０００５】
DE 103 02 122 A1から、燃料電池用及び／又は電解槽用の密封構造体の作製方法であって、密封構造体の絶縁層が、溶射法により、単一の燃料電池の分離板の所定の密封領域に塗布される方法が知られている。
【０００６】
DE 11 2006 000 220 T5から、固体酸化物燃料電池用のセルの作製方法であって、多孔質電解質層が形成されて電解質基板が得られる方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】DE 10 2004 054 982 A1
【特許文献２】DE 10 2005 045 053 A1 (US 7,550,018 B2)
【特許文献３】DE 103 02 122 A1
【特許文献４】DE 11 2006 000 220 T5 (US 2008/0102337 A1)
【特許文献５】US 2003/175439 A1
【特許文献６】EP 1 253 213 A (US 2002/0155227 A1)
【特許文献７】WO 02/19455 A (US 7,141,271 B2)
【特許文献８】DE 10 2005 029 762 A1 (US 2007/0003811 A1)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の基礎にある目的は、高度のガス密性を備えた固体電解質層を、容易に実施されるやり方で作製することのできる、冒頭で述べた種類の方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、本発明によれば、冒頭で述べた方法において、金属酸化物材料から層が作製され、前記層の作製中に前記層に酸化可能な金属粒子が包含されること、及び、前記金属粒子が後に酸化されることで達成される。
【００１０】
特に粉体粒子を用いて金属酸化物材料から前記層を作製する間に、孔隙及び微小割れ等の欠陥が生じることがある。これらの欠陥は、アノードとカソードとの間で水素拡散を可能にする。前記固体電解質層のガス密性が高度になるほど、達成可能なオープンセル電圧（ＯＣＶ）が高くなる。オープンセル電圧が高いことは、前記高温型燃料電池の電気効率が高いことを意味する。
【００１１】
本発明による解決法では、金属粒子が包含され、この金属粒子が後に、即ち包含後に（例えば、前記燃料電池の作動中に）酸化される。これにより前記固体電解質層が再緻密化され、そのガス透過性が低減される。こうして、アノードとカソードとの間の前記水素拡散を十分に排除することができる。
【００１２】
更に、一般に、酸化された粒子は、自らを形成する材料たる対応する金属粒子よりも大きい体積を有するため、孔隙及び微小割れ等の欠陥を効果的なやり方で閉鎖することができる。
【００１３】
適切な金属粒子であれば、これにより前記固体電解質層内の酸素イオン伝導性を増すことも可能である。金属粒子は、基板と衝突して平らになり、「スプラット」を形成することができる。この「スプラット」により、前述の酸素イオン伝導性が増したブリッジを形成することができる。
【００１４】
前記金属粒子の材料を適切に選択すれば、前記金属粒子の包含が、前記高温型燃料電池の機能性に悪影響を及ぼさないようにすることが可能となる。
【００１５】
本発明による解決法により、高度のガス密性を備えた薄い固体電解質層を作製することが可能になる。材料使用量を少なくして（従って、製造時間を短くして）薄く製造することができるおかげで、前記高温型燃料電池の電気抵抗を低く保つことができるため、高い電気化学的効率が得られる。（原則として、前記固体電解質層の層厚が大きくなるほど、電気抵抗は一層高くなる。電気抵抗が高くなるほど、前記高温型燃料電池の効率は低くなる。）
【００１６】
追加の焼結ステップを必要としない本発明による方法により、薄い、例えば数１０μｍオーダーの大きさの固体電解質層を作製することができる。
【００１７】
特に、前記固体電解質層は酸素イオン伝導性である。従って、前記固体電解質層によって前記カソード及びアノードをガス密なやり方で互いから分離し、電子伝導に関して互いから電気的に分離することが可能である。ここで、前記固体電解質層を通して酸素イオンを拡散させ、電気回路を閉鎖することが可能である。
【００１８】
前述した理由により、前記固体電解質層は電子伝導に関して絶縁層であることが有利である。
【００１９】
前記金属粒子は、発熱反応において酸化可能となるように適宜選択される。これにより、固体電解質層内の孔隙や微小割れ等を閉鎖するための酸化が効果的なやり方で可能となる。
【００２０】
例えば、前記金属粒子の酸化は、前記高温型燃料電池の作動によって生じる。前記高温型燃料電池の作動中、酸素イオンが前記固体電解質層を通って拡散する。これらの酸素イオンは、包含された前記金属粒子の酸化を起こすことができる。これらの反応は不可逆性であり、これにより前記固体電解質層が再緻密化され、そのガス透過性が低減される。こうして、前記固体電解質層内の前記金属粒子を酸化するための特別なステップは必要でない。一定の時間周期に亘り前記高温型燃料電池が作動した後、前記固体電解質層はもはや金属粒子が包含されていることを一切示さない。これらの金属粒子は非導電性の金属酸化物に変換されており、これにより孔隙や亀裂等は閉鎖されている。
【００２１】
前記金属粒子が第３又は第４下位群の金属製であることが好都合であることがわかった。このような金属粒子は例えば前記プラズマ溶射中に、基板と衝突して平らになり、いわゆる「スプラット」を形成することができる。これによりブリッジが形成され、その結果、酸素イオン伝導性が増す。
【００２２】
例えば、前記金属粒子はＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、又はＨｆから作られる。同時に、様々な金属からの金属粒子を使用することができる。
【００２３】
１実施形態において、前記金属粒子は、前記層を作製する前記金属酸化物材料中の化学元素と同じ材料から作られる。もっとも、前記金属粒子が、前記金属酸化物材料中の化学元素と異なる材料から作られることも可能である。
【００２４】
前記金属粒子を包含させるために、金属前駆体を使用することが好都合であることがわかった。対応する前記金属よりも不活性である金属前駆体を使用することができる。これにより、前記金属材料を含み、かつ製造する際「飛行中」に生成される金属酸化物材料を含まない金属粒子が、実際に、前記層に包含されることを保証することができる。前記金属前駆体は、前記基板に塗布する前に分解するのが適切である。
【００２５】
例えば、金属前駆体として金属水素化物が使用される。金属粒子は、前記水素化物を還元して金属を形成することにより、前記層に包含することができる。こうして金属を、概して、例えば金属粒子が直接溶射される場合よりも費用効果的かつ確実なやり方で、溶射被覆内に包含することができる。例えばジルコニウム粉体及びチタン粉体は高い引火性を有するため、これらの材料は対応する水素化物粉体とは対照的に、取り扱うことが難しい。
【００２６】
特に、前記金属粒子の重量割合は、前記固体電解質層の残りの材料に対して１％〜１０％の範囲である。従って、前記金属粒子の重量パーセントの割合は、せいぜい、製造される前記固体電解質層の総重量の１％〜１０％である。
【００２７】
前記金属粒子が、規定の配分で包含されることが好都合である。このことは、前記方法の対応する実施により達成することができる。例えば、金属粒子は、均一に配分されたやり方で包含される。結果として、孔隙、微小割れ等を、前記金属粒子の酸化により、前記固体電解質層の全体積にわたって一様に閉鎖することができ、高度の気密性を備えたガス密性を達成することができる。段階的配分を実現することもできる。結果として、例えばはんだ接続を行うべき領域に、より高い濃度の金属粒子を設定することができる。
【００２８】
前記固体電解質層は熱溶射により作製することが好都合であることがわかった。熱溶射、例えばフレーム溶射又はプラズマ溶射において達成可能な溶射材料と熱ジェットとの間の短時間の相互作用のおかげで、前記溶射材料及び前記基板への熱負荷が比較的低くなる。対応する前記固体電解質層は短時間で（被覆すべき表面によっては数分のオーダーで）作製することができる。前記熱溶射の間、粉体の形態の溶射材料がジェットにして吹き付けられ、そこで促進されて溶解される。凝固する液滴が前記基板に重ね合わされ、閉鎖された層、特にセラミック層が形成されるため、引き続き焼結を行う必要がない。
【００２９】
特に、金属粒子及び／又は金属前駆体粒子、ならびに金属酸化物材料の粒子が、基板上に溶射される。前記金属粒子及び／又は金属前駆体粒子は、熱ジェット、即ち塗布されるべき前記材料の溶解温度を超える温度のジェットにして吹き付けられる。これにより、吹き込みパラメータを相応に設定することで、製造された前記固体電解質層内に金属粒子を均一に配分することができる。更に、前記吹き込みパラメータ、特に材料処理量を相応に設定することにより、金属粒子の規定の濃度を設定することができる。必要であれば、前記金属粒子の規定の段階的配分を設定することもできる。
【００３０】
飛行中の前記金属前駆体粒子から金属粒子が形成されるように、前記パラメータが設定されること、及び／又は、前記金属前駆体粒子が選択されることが実現される。例えば、金属水素化物の金属前駆体粒子が使用される場合、これらの金属前駆体粒子は飛行中に分解し、金属が形成される、即ち、前記水素化物が還元され、前記金属材料が形成される。
【００３１】
前記固体電解質層をプラズマ溶射により作製することが好都合であることがわかった。対応する前記出発材料が、プラズマジェットにして吹き付けられ、そこで促進されて溶解される。これにより、追加の焼結処理ステップなしに緻密な固体電解質層を形成することができる。原理上、未溶解の又は部分的にのみ溶解した粒子により欠陥が形成される可能性がある。本発明による解決法によれば、前記固体電解質層に金属粒子（後に酸化可能）を包含させることで、このような欠陥を、面倒な後続の処置なしに「排除」することができる。
【００３２】
特に、前記固体電解質層は真空プラズマ溶射により作製される。これにより、金属粒子又は金属前駆体粒子を塗布する際に、前記金属が大気中の酸素と反応する結果として金属酸化物が形成されることを防ぐことができる。このことは、金属粒子（金属酸化物ではない）が、前記固体電解質層に包含され、引き続き酸化されることを保証する。
【００３３】
１実施形態において、前記固体電解質層はジルコニアである。ジルコニアは例えばイットリウムで安定化されていてもよい。
【００３４】
その際、前記金属粒子を形成するためにジルコニウム水素化物を使用することが好都合である。
【００３５】
特に、前記固体電解質層はセラミック層である。このセラミック層は、特に熱溶射により作製され、引き続き焼結ステップが実施されることはない。
【００３６】
本発明によれば、高温型燃料電池用の固体電解質層が設けられ、前記固体電解質層は、本発明に係る方法により作製される。この固体電解質層は、２つの規定の状態を有する。製造後は、前記固体電解質層に、酸化可能な金属粒子が包含されている。
【００３７】
酸化（例えば、前記高温型燃料電池が作動することで実施される）の後は、基本的に、金属粒子はもはや存在しない。つまり、これらの金属粒子は酸化されている。これにより、微細構造が変化を受けている。前記金属酸化物が形成されることにより、孔隙、微小割れ等は閉鎖されている。再緻密化が生じるため、ガス透過性は低減されている。
【００３８】
本発明をより詳細に説明するため、図面と関連させつつ、本発明の好適な実施形態を以下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】高温型燃料電池の実施形態の略部分断面図。
【図２】ガス密の固体電解質層を製造するための装置の略図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
高温型燃料電池の１実施形態は、酸化物セラミック燃料電池（ＳＯＦＣ−固体酸化物燃料電池）である。図１の部分断面図において符号１０により概略的に示した高温型燃料電池モジュールは、アノード１４と固体電解質１６とカソード１８とを備えた電気化学的機能デバイス１２を含む。アノード１４、固体電解質１６、及びカソード１８は、アノード−電解質−カソードユニット２０を形成する。
【００４１】
アノード１４は、アノードキャリヤ２２上に配置されている。アノードキャリヤ２２は、導電性（電子伝導性）でありかつ多孔質材料から作られるため、ガス燃料がアノードキャリヤ２２をアノード１４まで通過することができる。アノードキャリヤ２２はアノード１４用の機械的キャリヤであり、アノードキャリヤ２２を通して、アノード１４と例えばハウジング（図示せず）とを電気接触させることが可能となる。
【００４２】
アノードキャリヤ２２上の、アノード１４が配置されている側と対向する側２４に、電気接触デバイス２６を配置することができる。この電気接触デバイスは特に金属材料製である。電気接触デバイス２６は、ハウジングと機械的及び電気的に接触する。これにより、アノード１４の、ハウジングとの電気接触が確保される。電気接触デバイス２６は、例えば、アノードキャリヤ２２及びハウジングにはんだ付け又は溶接されている。アノードキャリヤ、従って電気的機能デバイス１２は、ハウジング上で電気接触デバイス２６により支持される。
【００４３】
電気接触デバイス２６はガス透過可能な構造を有するため、燃料ガスはアノード１４まで通過することができる。電気接触デバイス２６は、例えば、網地又は織物又は編物として構成されている。
【００４４】
アノードは、例えば、部分的に酸化物セラミック材料製であり、アノード触媒を含む。例えば、アノード１４はニッケル・ジルコニア製である。
【００４５】
アノード１４は、数１０μｍのオーダーの厚さを有する層として作製される。
【００４６】
固体電解質１６は、アノード１４上に形成され、特に、層として作製される。固体電解質の標準的な層厚は数１０μｍのオーダーである。層厚が増加するに伴い、電気抵抗が増し、従って高温型燃料電池の電気効率が減少する。
【００４７】
固体電解質１６はガス密である。固体電解質は、電子伝導に関して絶縁体を形成し、酸素イオン伝導性である。
【００４８】
１実施形態において、固体電解質１６はイットリウム安定化ジルコニア製である。材料の更なる例として、酸化スカンジウムでドープしたジルコニア、又はガドリニウムでドープした酸化セリウムがある。カソード１８は、固体電解質１６上に配置されており、例えば酸化物セラミック材料製である。その製造には、マンガン酸ランタンストロンチウム等の混合酸化物が使用される。特に、カソード１８は、数１０μｍのオーダーの層厚を有する層として形成される。
【００４９】
次の部分反応：
1/2Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−
が、高温型燃料電池１０内のカソード１８にて起こる。
【００５０】
アノード１４に燃料が供給される。次の部分反応が起こる：
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
【００５１】
対応する高温型燃料電池１０は、概ね６５０℃から１０００℃までの範囲の温度にて作動する。
【００５２】
燃料（水素ガスであるか又は水素ガスを含有する）が、例えば、改質装置を通して供給することができる。
【００５３】
固体電解質１６は以下のように作製される：
【００５４】
固体電解質１６は、アノードキャリヤ２２上のアノード１４により形成される基板上に被覆として作製される。層は、金属酸化物粒子（粉体粒子）が熱溶射により塗布されることで作製される。熱溶射の間に粒子は溶解され、固体電解質層１６はセラミック層として作製される。
【００５５】
本発明によれば、固体電解質層１６の形成中に、金属酸化物粒子により、層に金属粒子が包含される。これらの金属粒子は、未溶解の又は部分的にのみ溶解した金属酸化物粒子に起因する欠陥／空孔を、これらの欠陥／空孔を「閉鎖」することで回避するように機能する。金属粒子は、特に発熱反応において酸化可能となるように（金属酸化物材料を形成するように）選択される。
【００５６】
金属粒子用の金属材料の例として、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆ等の第３及び第４下位群の金属がある。固体電解質１６を形成する材料たる金属酸化物を作製する金属材料を、金属粒子用に使用することが可能である。イットリウム安定化ジルコニア製の固体電解質の金属粒子用の材料として、例えばイットリウム及び／又はジルコニウムが使用される。固体電解質１６の残りの部分を構成する１つ以上の金属酸化物とは異なる金属酸化物を酸化により形成する金属材料を使用することも可能である。
【００５７】
金属粒子（第３及び第４下位群の金属から作られるものも）は、基板と衝突して平らになり、いわゆる「スプラット」を形成し、層を形成するという有利な特性を有する。これによりブリッジが形成され、その結果、製造された固体電解質１６内の酸素イオン伝導性が増す。
【００５８】
通例、金属粒子用の材料は、製造された高温型燃料電池においてその機能性、特にイオン伝導性及び電気伝導性に対して悪影響がないように選択される。
【００５９】
製造された固体電解質１６に包含されている金属粒子の酸化は、例えば、製造された高温型燃料電池１０が作動することで起こる。作動中、金属粒子の酸化を引き起こす酸素イオンが固体電解質１６中に拡散する。これにより、固体電解質層が再緻密化される。この再緻密化は、一般的に純金属製の金属粒子よりも大きい体積をとる酸化された金属粒子により、更に強化される。
【００６０】
図２に概略的に示す実施形態において、固体電解質１６は、プラズマ溶射デバイス３０を使用するプラズマ溶射により、基板２８上に作製される。プラズマトーチ３２がプラズマジェット３４を作製する。例えば、真空プラズマ溶射処理（ＶＰＳ）が実行され、そこでは圧力が低減される。それ故、基板２８は、大気圧より低い圧力である空間３６に配置されている。
【００６１】
粒径の異なる金属酸化物材料（固体電解質１６の主要材料である）の粉体粒子が、プラズマジェット３４にして吹き付けられる。これを図２に参照番号３８で示す。粉体粒子は、プラズマジェット３４により促進されて溶解される。溶解した液滴は、基板２８上で凝固する。理想的な場合、液滴はパンケーキ状に凝固する。これにより、閉鎖された層（固体電解質１６を形成する）が形成される。固体電解質層１６には、溶解していない又は溶解の不完全な粉体粒子が包含されており、これらの粉体粒子は孔隙及び微小割れをもたらすことがある。孔隙及び微小割れは、層の不均一な凝固又は過度に高速な凝固から生じることもある。原理的に固体性及びイオン伝導性に悪影響を及ぼし得る境界層又は間隙が、スプラット間に存在することもある。更に、これらの境界層又は間隙はガス密性を損なう。本発明による解決法のおかげで、間隙はブリッジ形成により閉鎖され、イオン伝導性も増す。
【００６２】
熱溶射法、特にプラズマ溶射により、薄層を作製することができる。
【００６３】
金属粒子又は金属前駆体粒子は、金属酸化物粒子と共にプラズマジェット３４にして吹き付けられる。金属粒子又は金属前駆体粒子の吹き込みを、図２において参照番号４０を付した矢印で示す。
【００６４】
例えば、金属前駆体粒子として金属水素化物製の粒子が使用される。金属水素化物は、プラズマジェット３４内では金属よりも不活性である。金属水素化物は熱分解温度が比較的低いが、プラズマジェット３４内ではこの熱分解温度を上回る。これにより、金属水素化物が還元され、金属が形成される。即ち、金属前駆体粒子から金属粒子が作製される。これらの金属粒子は、こうして、基板２８上の結果として生じる層に金属の形態で包含される。低減した圧力下での実施により、金属が大気中の酸素と反応する可能性は最小になり、従って、純金属製の金属粒子を包含させることができる。
【００６５】
具体的な実施形態において、粒子の形態のジルコニウム水素化物がジルコニア粒子と共に吹き込まれる。（原理的には、例えばジルコニウム金属粒子を直接溶射することも可能である。しかしながら、ジルコニウム粉体は引火性が高いため、この金属粒子を溶射することは、ジルコニウム水素化物を使用するよりも危険であり、しかも高価である。）
【００６６】
金属粒子の酸化前における製造された固体電解質１６内の金属粒子の重量割合は、例えば１％〜１０％のオーダーである。溶射中、金属粒子が、製造された固体電解質層１６内に、規定のやり方で確実に配分されるように注意する。例えば、均一な配分が設定される。例えばはんだ領域に蓄積領域を作製することもできる。段階的な配分を設定することが可能である。
【００６７】
固体電解質１６はセラミック層として作製することができ、そこでは金属粒子の酸化により、孔隙、微小割れ、間隙等が閉鎖される。これにより、固体電解質１６が再緻密化され、そのガス不透過性が増す。これによって、アノード１４とカソード１８との間の水素拡散を十分に排除することができる。従って、固体電解質１６を比較的薄く製造することが可能であり、これにより、高温型燃料電池１０の効率のレベルをより高くすることができる。
【００６８】
高温型燃料電池１０の製造において、固体電解質１６には追加の焼結ステップが必要でない。本発明に係る方法により、固体電解質１６内の欠陥を低減又は完全に排除することさえできる。
【００６９】
電解質１６の製造中における基板２８への熱負荷は比較的低い。プラズマジェット３４内での溶射材料とプラズマとの比較的短時間（数ミリ秒）の相互作用のおかげで、プラズマジェットが対応する速度で基板２８上を移動する際、溶射材料への更には基板２８への熱負荷も低くなる。
【００７０】
更にプラズマ溶射のおかげで、粒子が数１０μｍの粒度を有する粗い電解質材料と、１０μｍ未満の直径を有する細かい水素化物粒子とを同時に使用することが可能である。特に、１μｍ〜５０μｍの大きさを有する水素化物粒子が溶射される。水素化物粒子にとって、約５μｍの粒度が有利であることがわかった。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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