(57)【要約】【課題】強度に優れ、薄肉化が可能な多孔質金属基板による基板支持型セルにおいて、ガス透過性を高めると共に、電解質層や電極層の成膜を容易なものとし、熱衝撃による電極や電解質層の剥離や割れ、これによるクロスリークなどを防止することができる固体酸化物形燃料電池用セル及びセル板、さらにこれらを用いた燃料電池を提供する。【解決手段】金属繊維から成る不織布や織物、発泡金属といった多孔質金属体１０を支持基板として使用し、その表面にガス透過性を有する金属層１１を介して、固体酸化物から成る電解質層４を両電極層３，５で挟持した電池要素、あるいは上記金属層１１が電極機能を果し得る場合には、電解質層４と一方の電極層５を成膜する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属繊維の不織布もしくは織物、又は発泡金属から成る多孔質金属体の表面にガス透過性を有する金属層が形成され、当該金属層の上に少なくとも一方の電極と固体酸化物から成る電解質層が設けてあることを特徴とする固体酸化物形燃料電池用セル。
【請求項２】
上記多孔質金属体表面に形成された金属層における空隙又は気孔径が０．１〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池用セル。
【請求項３】
上記金属層がＮｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｕから成る群より選ばれた金属、またはこれら金属群より選ばれた少なくとも１種の金属を含む合金から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体酸化物形燃料電池用セル。
【請求項４】
上記金属層が電気めっきにより形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用セル。
【請求項５】
上記電極層及び／又は電解質層がＰＶＤ法によって成膜されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の固体酸化物形燃料電池用セル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の燃料電池用セルが積層方向と略直交する方向へ２次元的に複数個連結されて一体化していることを特徴とする固体酸化物形燃料電池用セル板。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の燃料電池用セルを複数個積層して成ることを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項８】
請求項６に記載の燃料電池用セル板を複数枚積層して成ることを特徴とする固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の燃料電池用セルを用いて成ることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
【請求項１０】
請求項６に記載の燃料電池用セル板を用いて成ることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
【請求項１１】
請求項７又は８に記載の燃料電池スタックを用いて成ることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物から成る電解質を空気極及び燃料極で挟持した電池要素をガス透過性を備えた多孔質金属基板によって支持した基板支持型の固体酸化物形燃料電池に係わり、特に、固体酸化物形燃料電池用セル及びセル板、さらにはこのようなセル及びセル板を用いた固体酸化物形燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、電解質としての固体酸化物と、この酸化物から成る固体電解質を間に挟んで互いに対向する状態に配置された燃料極と空気極とを基本構成要素として備えており、燃料極側に水素などの燃料ガスを供給する一方、空気極側に空気などの酸化性ガスを供給することによって、電気化学反応に基づく直流電力を得ることができる。
【０００３】
このようなＳＯＦＣのセル構造としては、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）から成る電解質の両側にそれぞれ燃料極及び空気極を形成した構造（電解質支持型）のものがあるが、上記のようなセラミックス材料から成る電解質は、必ずしも素材強度に優れるものばかりではなく、セル全体を支えるための強度を確保するためには、ある程度の厚さが必要となることから、電解質の内部抵抗による電圧降下が避けられず、電池性能の向上には限界がある。
【０００４】
これに対して、一方の電極材料を支持体として使用し、この上に電解質及び他方の電極を形成した電極支持型のセル構造を採用することにより、電解質層を薄膜化することができるようになり、これによってＩＲ抵抗の低減に基づく性能向上が期待できる。
【０００５】
このような電極支持型構造として、例えば特許文献１には、例えばイットリア安定化ジルコニア粉末と酸化ニッケル粉末の焼結体から成り、イットリア安定化ジルコニア粉末の平均粒径が５０μｍ以下であって強度と導電性の高い第１の層と、当該粉末の平均粒径が５μｍ以下であって電極反応性が高い第２の層から形成された電極基板が開示されている。
また、特許文献２には、電極として機能する多孔質基材に、電解質の前駆体を押し付けて焼成し、その後対極を印刷することが記載されている。
【特許文献１】特開平０９−２５９８９５号公報
【特許文献２】特開２００２−３７３６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献に記載されたような電極基板又は基材についても、ガス透過性が要求され、多孔質であるからして、一般に素材強度が低く、基板としての強度を確保するためにはその板厚を増すことが必要となり、重量増加やスタックのパッキング密度の低下の原因となる。
また、多孔質の電極基板は、柔軟性や弾力性がなく、熱伝導性も悪いため、起動時や停止時の熱衝撃に対して耐性がないという問題がある。
【０００７】
一方、多孔質電極基板の強度を向上させるため、気孔率を低下させ、緻密化する方法も考えられるが、この場合にはガス透過性が低下することから、電池性能の低下が懸念される。
そして、ガス透過性を向上させるため、気孔率を増すと、表面に開口しているポアのサイズも大きくなり、基材表面に大きな穴が開いている場合には、その上に緻密な電解質層を均一に形成することが難しくなり、電解質層にガスのクロスリークが発生する可能性が高いものとなる。
【０００８】
特に上記特許文献２に記載の基材においては、電解質前駆体の押し付け圧力に耐えられる強度が必要となることもあって、重量増加やパッキング密度の低下が避けられないという問題がある。
【０００９】
本発明は、従来の固体酸化物形燃料電池における上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、薄肉化した場合でも基板としての強度を損なうことがなく、軽量化が可能であると共に、ガスの透過性に優れ、しかも電解質層や電極層の成膜が容易であって、熱衝撃による電極や電解質層の剥離や割れ、電解質層の割れや気孔によるクロスリークなどを防止することができる固体酸化物形燃料電池用セルと、このような燃料電池用セルを２次元的に配列させた燃料電池用セル板、さらにこれら燃料電池用セルやセル板を用いた燃料電池スタック、固体酸化物形燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の固体酸化物形燃料電池用セルは、少なくとも一方の電極と固体酸化物から成る電解質層とを金属繊維の不織布又は織物、あるいは発泡金属から成る多孔質金属体で支持したものであって、当該多孔質金属体の電池要素側表面にガス透過性を有する金属層が形成されていることを特徴とするものであって、本発明の固体酸化物形燃料電池用セル板は、上記のような燃料電池用セルが積層方向と略直交する方向へ２次元的に複数個連結されて一体化していることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の固体酸化物形燃料電池スタックは、上記燃料電池用セル又はセル板を複数枚積層して成るものであり、本発明の固体酸化物形燃料電池は、上記燃料電池用セル又はセル板、あるいは上記燃料電池スタックを用いたものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の固体酸化物形燃料電池用セルあるいはセル板においては、金属繊維から成る不織布や織物、発泡金属といった多孔質金属体を支持基板とし、その表面にガス透過性を保持した状態の金属層を形成し、このガス透過性金属層を介して少なくとも一方の電極層と固体酸化物から成る電解質層を設けるようにしており、電池要素が高強度で柔軟性や弾力性を備えた金属製の多孔質体によって支持されていることから、薄肉化による高密度化、小型化、軽量化が可能であると共に、始動時や停止時の熱衝撃が加わった場合や、熱膨張係数の違いによる応力が加わった場合でも、セル破壊が起こりにくい。また、熱容量が小さいことから、急速な始動や停止が可能となる。
さらに、支持基板としての多孔質金属体は、金属繊維や、３次元的に連結した気孔を備えた発泡金属から成るものであってガス透過性が高く、燃料や空気の供給圧力、供給量を低減することが可能となり、燃料極側で発生した水分もセル部分から容易に取り出すことができる。さらに、燃料や空気が三相界面までスムーズに取り込まれることから、拡散抵抗の低減が可能である。
【００１３】
また、金属繊維や発泡金属から成る多孔質金属体の表面には、通常５０μｍ以上の大きな隙間や気孔が存在するが、これらの隙間や気孔は、この上に電解質を形成した際にガスのリークパスとなる欠陥の原因となる可能性が高い。本発明においては、当該多孔質金属体の表面に金属層を形成した後、電解質層や電極層を成膜するようにしているので、上記隙間や気孔の内部にある程度の金属が侵入することによって、これら隙間や気孔のサイズが小さなものとなり、電解質薄膜を形成する際にこれらの孔部において発生する欠陥の伝播を防ぎ、リークパスのない緻密な薄膜形成が可能となる。
【００１４】
本発明の固体酸化物形燃料電池スタックは、上記燃料電池用セル板を複数枚積層したものであるから、パッキング密度を高めることができ、本発明の固体酸化物形燃料電池は、上記した燃料電池用セル、セル板、又は燃料電池スタックを用いたものであるから、小型軽量で耐久性に富み、高い電池性能を長期間に亘って維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルについて、さらに詳細に説明する。
なお、本明細書及び特許請求の範囲の記載において、説明の便宜上、基板や電解質層など各層の位置関係を「上」「下」、「上面」「下面」、「表面」「裏面」などと称することがあるが、これらは、相対的な位置関係を示すに過ぎないものであって、使用状態における上下関係を示すとは必ずしも限らず、状況によっては「上面」が下方側を向いていたり、鉛直状態や斜めとなったりした状態で使用されることもあり得る。したがって、これらを相互に置換した構成についても本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【００１６】
本発明の固体酸化物形燃料電池用セルにおいては、上記したように、金属繊維の不織布や織物、あるいは発泡金属から成り、高いガス透過性を備えた多孔質金属体を支持基板として使用し、その表面に、例えば電気めっきによって金属繊維間の空隙や発泡金属の空孔を完全に塞いでしまわない程度に金属層を形成して、当該金属層のガス透過性を確保し、このガス透過性金属層の上に少なくとも一方の電極層と固体酸化物から成る電解質層を設けるようにしている。
【００１７】
このとき、上記ガス透過性金属層の種類によっては、当該金属層が他方の電極を兼ねることができる。
すなわち、一般には、上記ガス透過性金属層の上に、電解質層を二つの電極層（燃料極及び空気極）で挟持した状態（電極層−電解質層−電極層）の電池要素を形成することになるが、上記金属層が燃料極又は空気極としての電極機能を果し得る場合には、上記金属層の上に直接電解質層を形成し、この上に空気極又は燃料極を形成するだけでよい。
【００１８】
多孔質金属体表面の金属層の上に、電極を形成する場合に金属層に要求される性能としては、高温下での雰囲気ガスに対する耐性である。そして電極へのガスの供給は金属層の細孔からなされることになる。
一方、金属層の上に直接電解質層を形成する場合には、上記のように当該金属層に電極としての触媒機能を持たせる必要がある。このとき、当該金属層の材料として熱膨張係数が電解質と近いものを選択することによって、電解質層の剥離や亀裂の発生などを抑制することができる。
【００１９】
支持基板としての多孔質金属体を構成する金属繊維としては、Ｎｉなどの単金属や、インコネルなどのＮｉ−Ｃｒ系合金、ＦｅＣｒＡｌやＳＵＳ４３０などのＦｅ−Ｃｒ系合金など、耐熱性、耐食性に優れた金属から成る繊維を用いることが望ましい。
【００２０】
金属繊維から成る不織布（金属フエルト）については、短めの繊維を目打ちすることにより作製することができ、多くの短繊維を目打ちすることにより弾力性を向上させることが可能である。但し、不織布としての密度が余りに高いと、ガス透過性を損なう恐れがあり、また不織布自体の柔軟性が損なわれる傾向があるので、注意を要する。
また、金属繊維の織物を作製するには、長い繊維が必要となるが、織り方によって通気性、クッション性、接触性を向上させることが可能である。
【００２１】
また、多孔質金属体を構成する発泡金属としては、例えばＮｉやＡｇから成るものを用いることができ、一般に弾力性を備えている。なお、本発明において「発泡金属」とは、上記したように３次元的に連続した気孔を有するものを意味し、例えば、連結した気孔を備えた発泡樹脂の骨格中に金属粉末の流動懸濁液（スラリー）を浸透させて焼結する方法や、上記のような発泡樹脂の骨格表面に金属をめっきした後熱処理する方法などによって製造することができる。
【００２２】
支持基板としての上記多孔質金属体表面に形成される金属層としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ又はＲｕといった単金属、またはこれらのうちの少なくとも１種の金属を含む合金であることが望ましい。すなわち、これらの金属は、触媒機能を備えており、これらの合金または単金属を金属層の材料として利用することにより、金属層を電極として使用することが可能となる。
このように、支持基板としての多孔質金属体表面に形成された金属層に触媒機能を付加することにより、支持基板を電極として機能させ、当該金属層の上に電解質層を直接形成することができるようになり、セル構成の簡素化、ならびにセル作製プロセスの簡略化が可能となる。
【００２３】
上記金属のうち、支持基板としての多孔質金属体を燃料極として使用するには、Ｎｉからなる金属層形成が最適であり、空気極として使用するには、Ｐｔ又はＰｄを用いることが最適である。
なお、空気極として使用する場合には、下地層としてＣｕなどの金属メッキを用いることも可能であるが、この場合には下地層の酸化を防ぐためＰｔ、Ｐｄによって当該下地層を完全に被覆する必要がある。
【００２４】
金属繊維や発泡金属から成る多孔質金属体表面に、金属層を形成するには、電気めっきを施すことが望ましい。すなわち、このような多孔質金属体に対して電気メッキを行うと、表面での皮膜形成速度が速いために多孔質金属体の表面に金属層が形成されやすい。そして、多孔質金属体に印加する電流を大きくすることによってこの傾向がより顕著になることから、この現象を利用して多孔性金属体の表面にのみ金属層を形成することによって、多孔質金属体表面の空隙や気孔のサイズを縮小することが可能となる。
しかしながら、あまりに金属層が厚くなると、多孔質金属体特有の柔軟性、弾力性が失われてしまうことから、金属層の厚さは、５００μｍ以下とすることが望ましい。
【００２５】
また、上記のように、多孔質金属体表面に金属層を形成することによって表面の空隙や気孔を縮小することができるが、当該多孔質金属体表面の金属層における空隙又は気孔径については、０．１〜１０μｍの範囲であることが望ましい。
多孔質金属体表面の金属層における気孔や空隙が小さいと、その上に形成する電解質を緻密にすることが可能となり、これによって燃料ガスのクロスリークが低減し、酸素分圧の向上に伴うＯＣＶの向上、発電出力の向上、そして長期信頼性、安全性の向上が可能となる。
【００２６】
すなわち、金属層表面の空隙や気孔のサイズが１０μｍを超えた場合、この上にスパッタで電解質層を成膜したとしても、空隙や気孔の上部が欠陥となり、その欠陥が膜中を伝播し、表面まで貫通する可能性が高くなり、このような欠陥がリークパスとなることから電解質がガス遮蔽性を保持できなくなり、電池性能の低下や長期信頼性の低下に繋がる可能性がある。これは、金属層直上に電極層をスパッタで形成し、その後に電解質層を形成した場合にも、電極層の形成時に封孔する効果がないことから、同様の結果となる。
そして、空隙や気孔のサイズが１０μｍ以下の場合には、電解質層のスパッタ成膜において、条件を最適化することによって空隙や気孔の封孔が可能となるが、これらのサイズが小さくなり過ぎて、０．１μｍに満たないものとなると、ガスの透過性が悪くなり、電極へのガスの供給が低下してセル性能が劣化する傾向がある。
【００２７】
そして、上記多孔質金属体表面の金属層の上に、電極層や電解質層を設ける際には、例えばスパッタ法や電子ビーム蒸着法などのＰＶＤ法（物理気相蒸着法）によって成膜することができる。
ＰＶＤ法は、真空中で成膜を行うため、成膜中の多孔質金属体の酸化を抑制することができ、成膜プロセスも７００℃以下の低温であるため、金属体の再結晶化などによる脆化や硬化などを防ぐことができる。
【００２８】
また、成膜条件の最適化により緻密な電解質薄膜の形成が可能であることから、性能が高く、軽量なセルの作製が可能となる。さらに、ＰＶＤ法による成膜時にバイアスを印加することにより緻密化が可能となるが、成膜基板自体が良電導体であるため、低いバイアスでも十分な効果が得られ、さらに均一なバイアス効果が期待できることから、膜質の均一化にも貢献する。
とくに電解質に関してはクロスリークのない緻密な薄膜を形成する必要があるため、成膜条件の調製によって膜質の制御がし易いスパッタ法で形成することが望ましい。
【００２９】
金属層を形成した多孔質金属体に対して、電極層を成膜する場合は、室温にて、チャンバー内のＡｒガス圧を１０Ｐａ程度と高く設定し、さらにターゲット−基板間の距離を長くすることにより、ほぼ独立した柱状粒が観測される多孔性の高い薄膜を形成することが望ましい。すなわち、このような薄膜層は、応力緩和層として機能することから、金属層と電解質の熱膨張係数の違いを吸収することができるようになる。
また、金属層に電極機能を付加し、金属層の上部に電解質層を直接形成する場合は、基板を５００℃以上に加熱し、チャンバー内のＡｒガス圧を１Ｐａ以下と低く設定し、さらにターゲット−基板間の距離を短くすることにより、クロスリークのない緻密な薄膜を形成する必要がある。この場合、金属層との熱膨張係数の違いにより剥離などが避けられない場合は、緻密な電解質層を形成する前に、前述のような高Ａｒガス圧、長距離条件のもとに、略独立した柱状粒が観測される多孔性の高い電解質層を中間層として形成しておくことが効果的である。
【００３０】
本発明において、電解質材料としては、例えばＹＳＺ、ＳＳＺ（スカンジウム安定化ジルコニア）、ＳＤＣ（サマリウム・ドープ・セリア）、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）などを用いることができる。
【００３１】
また、多孔質金属体表面に形成された金属層を電極として兼用する場合には、上記したように、燃料極としてはＮｉ、空気極としてはＰｔ又はＰｄを用いることになるが、金属層とは別に燃料極層と空気極層を設ける場合には、Ｎｉ−ＳＤＣ、Ｎｉ−ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、Ｎｉ−ＣＧＯ（セリウム−ガリウム複合酸化物）、Ｃｕ−ＣｅＯ２（セリア）などのサーメット材料、あるいはこれらの混合材料を燃料極材料として用いることができる。
一方、空気極材料としては、ＬＳＭ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＭｎＯ３）、ＬＣＭ（Ｌａ１−ＸＣａＸＭｎＯ３）、ＬＳＣ（Ｌａ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３）、ＳＳＣ（Ｓｍ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３）などの複合酸化物を用いることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されることはない。
【００３３】
（実施例１）
支持基板として、ＦｅＣｒＳｉ耐熱合金繊維の不織布（平均繊維径：４０μｍ、かさ密度：６００ｇ／ｍ２）から成り、板厚０．５ｍｍの多孔質金属体１０を使用し、これにＮｉの電気めっきを片側浸漬により施した。この際、めっき層が支持基板の両側につかないように、片面のみをめっき液に浸漬したり、あるいはマスキングをしたりする必要がある。印加する電流は材料によって異なるが、当該実施例の場合には６Ａ程度の高い電流を流すことによって、図１（ａ）に示すように、表面層のみにＮｉから成る金属層１１を形成することができた。
なお、上記金属層１１における空隙の寸法は、平均値で３μｍであった。
【００３４】
そして、Ｎｉめっきによってガス透過性を備えた金属層１１を形成した上記の多孔質金属体１０に対し、Ｎｉ金属層１１の上部に、Ｎｉ−ＹＳＺサーメットを共スパッタにより２μｍの厚さに成膜して燃料極層３とした。この際、室温にて、Ａｒガス圧を１０Ｐａと高くすると共に、ターゲット−基板間の距離を１５０ｍｍと長くした条件のもとで成膜することによって、柱状構造の薄膜を形成した。
【００３５】
次に、上記によって得られた燃料極層３の上に、スパッタ法によりＹＳＺを１０μｍの厚さに成膜し、電解質層４とした。この際の成膜条件については、チャンバー内のＡｒガス圧を１Ｐａ以下と低く設定すると共に、ターゲット−基板間の距離を７５ｍｍと短くすることによって、当該電解質層４の緻密化を図った。
【００３６】
そして、最後に上記電解質層４の上に、室温において燃料極の場合と同様の条件のもとに、ＬＳＣを２μｍの厚さに成膜して空気極層５とし、図１（ｂ）に示すような固体酸化物形燃料電池用セル１を得た。
【００３７】
このようにして得られたセル１は、従来の０．５ｍｍ厚さの燃料極基板を使用したセルに比べて、質量は２／３となっているにも拘らず、同等の出力が得られることが確認された。
【００３８】
なお、このような構成の燃料電池用セルの場合、上下の電極を入れ替えることも可能であって、この場合には、Ｎｉから成る金属層１１に代えて、ＰｔやＲｕなどの耐酸化性に優れた金属材料から成る金属層とし、その上に空気極層５、電解質層４、燃料極層３の順に成膜することによって同様の機能を持つ固体酸化物形燃料電池用セルを作製することができる。
【００３９】
（実施例２）
Ｎｉめっきによる金属層１１を備えた上記実施例１と同様の多孔質金属体１０を支持基板として使用すると共に、上記Ｎｉ金属層１１を燃料極として利用し、その上部に、ＹＳＺをスパッタ法によって１０μｍの厚さに成膜して、電解質層４とした。この際の成膜条件は、上記実施例１と同様のものとすることにより、その緻密化を図った。
そして、上記電解質層４の上に、上記実施例１と同様の条件のもとに、ＬＳＣを２μｍの厚さに成膜して空気極層５とし、図１（ｃ）に示すような固体酸化物形燃料電池用セル１を得た。
【００４０】
このようにして得られたセル１は、従来の０．５ｍｍ厚さの燃料極基板を使用したセルに比べて、反応抵抗が大きく、出力は半分程度となったが、質量は２／３となっており、スタック化し易いことが確認された。
【００４１】
このような構成の燃料電池用セルの場合にも、上下の電極を入れ替えることが可能であって、その場合には、Ｎｉから成る金属層１１に代えて、Ｐｔなどの触媒機能と耐酸化性を併せ持つ金属材料から成るものとし、その上に電解質層５と燃料極層３とを成膜することによって同様の機能を持つ固体酸化物形燃料電池用セルを作製することができる。
【００４２】
（実施例３）
以下に、上記のセルを複数個連結してセル板としたり、スタックへ搭載したりする場合の構成例について、図２（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。
支持基板としては、上記実施例と同様の金属不織布から成る多孔性金属体１０を用い、先ず、これらの図に示すように、その外周部１０ａをリング状、あるいは枠状に加圧焼結することによって、当該外周部分１０ａの密度を高めておく。
【００４３】
次いで、上記のように外周部１０ａを予め加圧焼結した多孔性金属体１０に対して、上記実施例１と同様の条件でＮｉの電気めっきを施し、当該多孔性金属体１０の表面にＮｉから成る金属層１１を形成する。このとき、多孔性金属体１０の外周部１０ａは、予め加圧焼結されているために、Ｎｉめっきによって完全に封孔されることになるので、当該部分からのガスのクロスリークを防止することができる。
【００４４】
次に、上記実施例２と同様に、この金属層１１を燃料極として利用し、その上に電解質層４を同様に成膜し、さらに空気極層５を成膜することによって、図２（ａ）に示すような固体酸化物形燃料電池用セル（単セル）が得られる。
また、上記実施例１と同様に、金属層１１の上に燃料極層３、電解質層４及び空気極層５をこの順に成膜することによって、図２（ｂ）に示すような固体酸化物形燃料電池用セル（単セル）が得られる。
【００４５】
そして、多孔性金属体１０の外周部１０ａ、すなわち加圧焼結部で金属セパレータ２０とろう付け又は拡散接合され、スタックに搭載される。あるいは、隣接するセルと上記セパレータ２０を介して連結されて燃料電池用のセル板とすることができる。
なお、電極や電解質などの電池要素は、セパレータへの固定の前でも後でもとくに問題はないが、電池要素を形成した後に拡散接合やロウ付けを行うと、高温真空の環境に曝されることから、酸素欠損などが発生しやすくなり、性能劣化の原因となることがあるので注意を要する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】表面にガス透過性の金属層を形成した多孔質金属体（ａ）、本発明の第１（ａ）及び第２（ｃ）の実施例に係わる固体酸化物形燃料電池用セルの構造を示すそれぞれ断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施例に係わる固体酸化物形燃料電池用セルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    固体酸化物形燃料電池用セル
３    燃料極層（電極層）
４    電解質層
５    空気極層（電極層）
１０    多孔質金属体
１１    金属層
【図１】
2005251562.tif 000003
【図２】
2005251562.tif 000004