(57)【要約】【課題】熱膨張による固体電解質からの剥離を抑制して、耐熱性及びそれに伴う耐久性を向上させたＳＯＦＣ用燃料極、その製造方法及び該ＳＯＦＣ用燃料極を備えたＳＯＦＣの単セルを提供すること。【解決手段】開気孔を有し触媒成分を含む多孔質体に、単体炭素が発電に要する触媒活性を失活させない状態で担持されているＳＯＦＣ用燃料極。ＳＯＦＣ用燃料極を備えるＳＯＦＣの単セル。ＳＯＦＣ用燃料極の製造方法である。（１）多孔質体形成材料と造孔材を混合・成形し、次いで、焼成して開気孔を有する多孔質体を作製し、しかる後、多孔質体の開気孔中に単体炭素を担持させる。（２）多孔質体形成材料と単体炭素前駆体を混合・成形し、次いで、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で加熱して、開気孔を有する多孔質体を作製し、開気孔中に単体炭素を担持させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
開気孔を有し触媒成分を含む多孔質体に、単体炭素が発電に要する触媒活性を失活させない状態で担持されていることを特徴とする固体酸化物型燃料電池用燃料極。
【請求項２】
上記単体炭素が、上記開気孔の内面において、上記触媒の活性部位の少なくとも一部を露出させた状態で付着していることを特徴とする請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極。
【請求項３】
上記露出している触媒活性部位が、固体酸化物型燃料電池の発電に十分な面積を有す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型燃料電池用燃料極。
【請求項４】
上記多孔質体が、触媒活性を有する金属を含有す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型燃料電池用燃料極。
【請求項５】
上記多孔質体が、酸化物イオン伝導性を有する酸化物を含有す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型燃料電池用燃料極。
【請求項６】
単体炭素の少なくとも一部が多孔質炭素であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極。
【請求項７】
単体炭素の含有量が１〜５０％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極。
【請求項８】
気孔率が２０〜８０％であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極が、ニッケルを含有し、該ニッケルの含有量が１０〜９０％であることを特徴とする固体酸化物型燃料電池用燃料極。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つの項に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極を備えることを特徴とする固体酸化物型燃料電池の単セル。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１つの項に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極を製造するに当たり、
多孔質体形成材料と造孔材を混合・成形し、次いで、焼成して開気孔を有する多孔質体を作製し、しかる後、単体炭素を多孔質体の開気孔中に担持させることを特徴とする固体酸化物型燃料電池用燃料極の製造方法。
【請求項１２】
単体炭素を多孔質体の開気孔中に担持させるに当たり、含浸、スプレーコート、スプレー熱分解及びＰＶＤから成る群より選ばれた少なくとも１種の担持方法を用いることを特徴とする請求項１１に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極の製造方法。
【請求項１３】
単体炭素を多孔質体の開気孔中に担持させるに当たり、得られた多孔質体に単体炭素前駆体を含浸させ、次いで、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で加熱して開気孔中に単体炭素を担持させることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜９のいずれか１つの項に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極を製造するに当たり、
多孔質体形成材料と単体炭素前駆体を混合・成形し、次いで、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で加熱して、開気孔を有する多孔質体を作製し、開気孔中に単体炭素を担持させることを特徴とする固体酸化物型燃料電池用燃料極の製造方法。
【請求項１５】
上記炭素前駆体がポリマー及び／又はポリマー化し得るモノマーを含有することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の固体酸化物型燃料電池用燃料極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）用燃料極及びその製造方法に係り、更に詳細には、熱膨張による固体電解質からの剥離を抑制して、耐熱性及びそれに伴う耐久性を向上させたＳＯＦＣ用燃料極、その製造方法及び該ＳＯＦＣ用燃料極を備えたＳＯＦＣの単セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＳＯＦＣでは、燃料極において固体電解質との境界面近傍において、ニッケルの混合量を酸化物（例えば、サマリウム添加セリア）より少なくし、固体電解質から離れるにしたがって徐々にニッケル混合比を増加させることにより、燃料極の熱膨張に起因する固体電解質からの剥離を抑制したＳＯＦＣが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、固体電解質層と燃料極層の間に、酸化物イオン伝導体又は電子−酸化物イオン混合伝導体から成る中間層を形成し、固体電解質層と燃料極層の耐剥離性を改善して、耐久性を向上させたＳＯＦＣが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２７２６３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２６３９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した燃料極の構成材料であるニッケルと酸化物の配合比を電極層方向に変化させた場合には、電極表面に近づくにしたがい、ニッケル含有量が多くなるため、高温長時間の運転によって、ニッケルの凝集が起こってしまい、ガス拡散が妨げられ、電極の内部抵抗が大きくなるという問題があった。
また、中間層を導入した場合には、単セルの中間層によるオーミック損失が大きくなり、発電出力が低減するという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱膨張による固体電解質からの剥離を抑制して、耐熱性及びそれに伴う耐久性を向上させたＳＯＦＣ用燃料極、その製造方法及び該ＳＯＦＣ用燃料極を備えたＳＯＦＣの単セルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、開気孔を有し触媒成分を含む多孔質体に、特定の単体炭素を適切に配置することなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明のＳＯＦＣ用燃料極は、開気孔を有し触媒成分を含む多孔質体に、単体炭素が発電に要する触媒活性を失活させない状態で担持されている。
また、本発明のＳＯＦＣの単セルは、上記本発明のＳＯＦＣ用燃料極を備える。
更に、本発明のＳＯＦＣ用燃料極の製造方法は、上記本発明のＳＯＦＣ用燃料極を製造するに当たり、多孔質体形成材料と造孔材を混合・成形し、次いで、焼成して開気孔を有する多孔質体を作製し、しかる後、多孔質体の開気孔中に単体炭素を担持させ、所望のＳＯＦＣ用燃料極を得る方法である。
更にまた、本発明の他のＳＯＦＣ用燃料極の製造方法は、上記本発明のＳＯＦＣ用燃料極を製造するに当たり、多孔質体形成材料と単体炭素前駆体を混合・成形し、次いで、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で加熱して、開気孔を有する多孔質体を作製し、開気孔中に単体炭素を担持させ、所望のＳＯＦＣ用燃料極を得る方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、開気孔を有し触媒成分を含む多孔質体に、特定の単体炭素を適切に配置することなどとしたため、熱膨張による固体電解質からの剥離を抑制して、耐熱性及びそれに伴う耐久性を向上させたＳＯＦＣ用燃料極、その製造方法及び該ＳＯＦＣ用燃料極を備えたＳＯＦＣの単セル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】
【０００８】
以下、本発明のＳＯＦＣ用燃料極について詳細に説明する。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「％」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。
上述の如く、本発明のＳＯＦＣ用燃料極は、開気孔を有し触媒成分を含む多孔質体に、単体炭素が発電に要する触媒活性を失活させない状態で担持されている。
ここで、本発明において「単体炭素」とは、無定形炭素やグラファイトの１種又は２種以上の混合物であって、炭素化したポリマー等の単体炭素前駆体に起因する構造を有した、いわゆる熱分解炭素と呼ばれるものである。その形状としては粒状や繊維状など種々のものが存在する。また、その担持態様としては、開気孔中に形成されている。更に、単体炭素と同様の性質を有し、全体として単体炭素と見なせれば、一部が他の元素（例えば、窒素、水素、さらには燃料極に含まれる金属）と結合しているものも含む。
【０００９】
単体炭素自体は熱膨張による変化が少ないため、上述したように単体炭素を開気孔を有し触媒成分を含む多孔質体に担持させることにより熱膨張を緩和することができ、その結果、燃料極の耐熱性を向上させることができる。
また、かかる多孔質体に、単体炭素を発電に要する触媒活性を失活させない状態で担持させることにより、燃料極の性能、さらにはこれを備えたＳＯＦＣの発電出力を維持させることができる。
一般的に、炭化水素燃料を用いる際に、燃料極に炭素析出が起こり、発電出力が低下することが知られているが、これは燃料極表面の触媒活性が失活したからであり、本発明の燃料極は、上述の如く予め特定の単体炭素を適切に配置したため、発電出力を維持することができる。
【００１０】
更に、燃料極の多孔質体を形成する材料に金属を含む場合には、金属粒子同士の凝集を抑制することができ、燃料極の耐熱性を向上させることができる。更にまた、凝集が抑制されるため、ガス拡散性能を維持することもできる。このように燃料極の劣化を抑制することができ、燃料極の耐久性を向上させることが可能となる。
更にまた、単体炭素は電気伝導性を有するため、燃料極に含有させると電子伝導性を向上させることができる。そのため、金属の代わりに電子伝導パスとしての機能を果たすことが可能であり、金属の含有量を減らすことができる。これにより、軽量化することも可能である。
【００１１】
本発明においては、単体炭素が、多孔質体の開気孔の内面において、触媒の活性部位の少なくとも一部を露出させた状態で付着していることが望ましい。
このように単体炭素を配置することにより、発電に要する触媒活性を維持しつつ、単体炭素を多孔質体の開気孔中に保持することができる。
また、露出している触媒活性部位が、固体酸化物型燃料電池の発電に十分な面積を有することが望ましい。これにより、発電に要する触媒活性を十分に発揮することができる。
なお、多孔質体の全ての開気孔中に単体炭素が付着していることを要さないことは言うまでもない。
【００１２】
本発明において、多孔質体が、触媒活性を有する金属を含有することが望ましい。触媒活性を有する金属を含有することによって、発電に要する触媒活性を得られるだけでなく、燃料極に電子伝導パスを十分に形成することができる。また、多孔質体が触媒活性を有する金属を含有すると記載しているが、触媒活性を有する金属のみの場合も含まれることは言うまでもない。
このような金属としては、従来ＳＯＦＣの電極に用いられている金属を使用することができ、具体的にはニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）及びクロム（Ｃｒ）などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。これらの金属は要求される性能に応じて、適宜混合や複合化してもよい。
【００１３】
また、本発明において、多孔質体が、酸化物イオン伝導性を有する酸化物を含有することが望ましい。これにより、燃料極中に酸化物イオン伝導パスが形成され、燃料極の反応場である三相界面が多くなり、燃料極の電極反応活性が向上する。また、電解質と同種の酸化物を含有させることにより、熱膨張係数の差を小さくして耐久性を向上させることもできる。
このような酸化物イオン伝導性を有する酸化物としては、従来ＳＯＦＣの電極に用いられている酸化物を使用することができ、具体的には酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）及び酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）などを固溶した安定化ジルコニアや、セリア（ＣｅＯ２）含有固溶体、酸化ビスマス固溶体、ＬａＧａ固溶体ぺロブスカイト、ランタンコバルト含有酸化物、ランタンマンガン含有酸化物などを挙げることができる。また、これらの酸化物も要求される性能に応じて、適宜混合や複合化してもよい。
【００１４】
本発明においては、上述したように、多孔質体が金属のみから成る場合にも耐熱性や耐久性を向上させることが可能であるが、多孔質体が金属及び酸化物の双方を含む場合、いわゆるサーメットの多孔質体である場合に、十分な発電出力を維持しつつ、より耐熱性や耐久性を向上させることができる。
【００１５】
ここで、本発明のＳＯＦＣ用燃料極の構造を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のＳＯＦＣの単セルの一例を示す模式図である。同図に示すように、ＳＯＦＣの単セル１は、電解質１０を燃料極２０と空気極３０で狭持しており、燃料極２０は、単体炭素２２と金属２４と酸化物イオン伝導性酸化物２６を含む。同図に示すように、単体炭素２２は、金属２４と酸化物イオン伝導性酸化物２６が存在しない部分、つまり、金属２４と酸化物イオン伝導性酸化物２６を含む多孔質体の開気孔中に担持される。なお、金属がニッケルで、酸化物イオン伝導性酸化物がサマリウム添加セリアの場合には実施例１に相当する。
【００１６】
また、本発明において、単体炭素の少なくとも一部が多孔質炭素であることが望ましく、全部が多孔質炭素であることが特に望ましい。多孔質炭素はガス拡散の妨げになり難いためであり、このような多孔質炭素は後述する製造方法により得ることができる。
更に、本発明において、単体炭素の含有量は１〜５０％であることが好ましい。単体炭素の含有量が１％未満では、燃料極の熱応力を吸収するのに不十分であり、さらには燃料極の電子伝導性を向上できない可能性がある。５０％を超えると、燃料極の電気化学的酸化反応の触媒として機能する金属（例えば、ニッケルなど。）の含有量が少なくなるため、触媒活性が低下してしまう可能性がある。さらには、酸化物イオン伝導性を有する酸化物の含有量が少なくなるため、酸化物イオン伝導パスが不足し、電極反応活性が低下してしまう可能性がある。
【００１７】
本発明の燃料極は、気孔率が２０〜８０％であることが好ましい。気孔率が２０％未満では、燃料極内のガスの拡散が妨げられ、内部抵抗が大きくなる可能性がある。気孔率が８０％を超えると、燃料極の電子伝導性が低下し、内部抵抗が大きくなる可能性がある。また、燃料極の機械的強度が低下し、衝撃による燃料極の割れが生じる可能性が高い。
【００１８】
更に、本発明において、多孔質体がニッケルを含有する場合には、ニッケル含有量は１０〜９０％であることが好ましい。ニッケルは、燃料極中で電子伝導パスを形成する他に、燃料（例えば水素）の電気化学的酸化反応の触媒としても機能する。
特に他の触媒成分を含まない場合に、ニッケルの含有量が１０％未満では触媒としての性能を十分に発揮することができず、燃料極の反応抵抗が大きくなる。また、ニッケルの含有量が９０％を超えると、ニッケル（燃料極）と酸化物（固体電解質）の熱膨張係数の差によって、高温使用において剥離が起こりやすい。
【００１９】
次に、本発明のＳＯＦＣの単セルについて詳細に説明する。
上述の如く、本発明のＳＯＦＣの単セルは、上記本発明のＳＯＦＣ用燃料極を備える。ＳＯＦＣの単セルの種類としては、特に限定されるものではないが、具体的には、電解質支持型や電極支持型のＳＯＦＣ単セルなどを挙げることができる。
ここで、本発明のＳＯＦＣの単セルを、積層方向とほぼ垂直の方向へ２次元的に複数個連結し一体化して成るＳＯＦＣ用セル板も本発明の範囲に含まれる。
【００２０】
次に、本発明のＳＯＦＣ用燃料極の製造方法について詳細に説明する。
上述の如く、本発明のＳＯＦＣ用燃料極の製造方法は、上記本発明のＳＯＦＣ用燃料極を製造するに当たり、多孔質体形成材料と造孔材を混合・成形し、次いで、焼成して開気孔を有する多孔質体を作製しておく。しかる後、多孔質体の開気孔中に単体炭素を担持させ、所望のＳＯＦＣ用燃料極を得る方法である。
ここで、「多孔質体形成材料」は、従来公知のＳＯＦＣ用燃料極を構成する材料である。また、造孔材は開気孔を形成して熱焼失する材料であれば、特に限定されるものではないが、代表的にはカーボンやポリマービーズなどを挙げることができる。例えば、これらは、大気中で焼成して、カーボンやポリマービーズを酸化させ、飛ばすことによって除去され、開気孔を形成することができる。これらの造孔材を多孔質体形成材料とよく分散し、配合させ、適宜の温度で焼結することによって、造孔材を除去し、開気孔を形成することができる。造孔材の含有量や焼結温度を変えることによって、気孔率を制御することができる。
【００２１】
このように、造孔工程と単体炭素担持工程を順次行うことにより、造孔材は除去されて、多孔質体の開気孔中に単体炭素を担持させることができる。
特に、電極（燃料極）と固体電解質との密着性を向上させるためには、高温（例えば、９００℃以上）での焼成を行うことが望ましい一方、単体炭素担持工程は比較的低温でも可能なため、上述したように造孔工程と単体炭素担持工程を順次行うことにより、ポーラスな単体炭素を担持させることができる。
【００２２】
本発明の製造方法において、単体炭素を多孔質体の開気孔中に担持させるに当たり、所望のＳＯＦＣ用燃料極が得られれば、担持方法は特に限定されるものではないが、含浸、スプレーコート、スプレー熱分解又はＰＶＤ及びこれら任意の組合せに係る担持方法を用いて作製することができる。
【００２３】
本発明の製造方法において、単体炭素を多孔質体の開気孔中に担持させるに当たり、得られた多孔質体に単体炭素前駆体を含浸させ、しかる後、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で加熱して開気孔中に単体炭素を担持させる方法が望ましい。これにより、よりポーラスな単体炭素を開気孔の深部にまで担持させることができる。
【００２４】
本発明の製造方法において、単体炭素前駆体がポリマー及びポリマー化し得るモノマーの一方又は双方を含有することが望ましい。また、上述の単体炭素前駆体が含まれれば、溶液である必要はなく、スラリーであってもよい。
予め含まれるポリマーや加熱過程においてモノマーが重合して得られるポリマーは、不活性雰囲気や還元雰囲気中で加熱された場合に、ポーラスな単体炭素を形成しやすく望ましい。一方、含浸する際にポリマー化し得るモノマーは、その構造上、ポリマーと比較して開気孔の深部にまで到達することが予想される。よって、ポリマーとポリマー化し得るモノマーの割合、粘度、さらには加熱条件等を適宜調整することにより、好適な単体炭素を、好適に配置することができる。
ここで、このようなポリマーとしては、所望の燃料極が得られれば特に限定されるものではなく、例えばフェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂及びフラン樹脂などを使用することができる。
【００２５】
一方、本発明の他のＳＯＦＣ用燃料極の製造方法は、上記本発明のＳＯＦＣ用燃料極を製造するに当たり、多孔質体形成材料と単体炭素前駆体を混合・成形し、次いで、不活性雰囲気又は還元雰囲気中で加熱して、多孔質体形成材料を焼結し、開気孔中に単体炭素を担持させ、所望のＳＯＦＣ用燃料極を得る方法である。
このように、造孔工程と単体炭素担持工程をほぼ同時に行うことによっても、多孔質体の開気孔中に単体炭素を担持させることができる。このように、予め単体炭素前駆体を添加しておくことにより、工程数を減らすことができる。
代表的には、多孔質体形成材料と単体炭素前駆体を混合・成形した後、アルゴンや窒素のような不活性雰囲気中、９００〜１３００℃で、１〜２時間程度加熱する製造方法を挙げることができる。
なお、本発明の他の製造方法においても、単体炭素前駆体は同様のものを使用することができるが、電極と電解質の界面の密着性を良くするために、９００℃以上の高温で加熱することが好ましいので、上述の造孔工程と単体炭素担持工程を順次行う場合と比べて、用いる単体炭素前駆体、更に得られる単体炭素は耐熱温度が高いものが望ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、８ＹＳＺは８ｍｏｌ％イットリウム添加安定化ジルコニア、ＬＳＣはストロンチウム複合ランタンコバルト酸化物、ＬＳＧＭはストロンチウムマグネシウム複合ランタンガレート、ＳＳＣはストロンチウム複合サマリウムコバルト酸化物、ＳＤＣはサマリウム添加セリアを表す。
【００２７】
（実施例１）
ランタンガレート電解質焼結体基板上（２００μｍ厚）に、ＳＳＣを含む空気極材料を用い、空気中、１１００℃で焼結して、空気極を形成した。
空気極を形成した反対側の基板上に、Ｎｉ−ＳＤＣのサーメット材料、造孔材としてカーボン（平均粒径：３μｍ）、バインダとしてエチルセルロース、溶媒として酢酸ブチルを用い、混合して印刷ペーストを作製した。空気中、１１００℃で焼結して、電解質上に多孔質の燃料極を得た。
多孔質の燃料極上に、ディップコーティング法によりフェノール樹脂を含むポリマー液を燃料極中に混入させ、５時間染み込ませた後、アルゴン雰囲気中、５００℃で焼結して、本例のＳＯＦＣの単セル（電解質支持型セル）を得た。
また、燃料極を積層方向とほぼ垂直に切断し、断面をＥＤＸ（エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析）にて分析したところ、燃料極中に単体炭素の存在を確認した。
【００２８】
（実施例２）
Ｎｉ−ＳＤＣのグリーンシートを用い、空気中、１３００℃で焼結して、燃料極基板を作製した。
燃料極基板上に、ＹＳＺを含む電解質材料を用い、スクリーン印刷法により、１０μｍＹＳＺの薄膜電解質を燃料支持基板上に形成した。その後、空気中、１４００℃で焼結して、電解質膜を形成した。
ＹＳＺ電解質上に、ＬＳＣを含む空気極材料を用い、スクリーン印刷法で形成し、空気中、１１００℃で焼結して、空気極を形成した。
多孔質の燃料極に、ポリイミド樹脂を含むポリマー液を含浸させ、５時間染み込ませた後、アルゴン雰囲気中、６００℃で焼結して、本例のＳＯＦＣの単セル（燃料極支持型セル）を得た。また、燃料極を実施例１と同様の操作を繰り返し、断面をＥＤＸにて分析したところ、燃料極中に単体炭素の存在を確認した。
【００２９】
（比較例１）
多孔質の燃料極に、単体炭素を形成しなかった以外は、実施例２と同様の操作を繰り返し、本例のＳＯＦＣの単セル（燃料極支持型セル）を得た。また、燃料極を実施例１と同様の操作を繰り返し、断面をＥＤＸにて分析したところ、燃料極中に単体炭素の存在しないことを確認した。上記各例の単セルの燃料極の仕様を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2005251643.tif 000002
【００３１】
［性能評価］
（剥離試験）
上記各例の単セルを用いて、下記条件の下、１００時間繰り返し運転後、単セルを積層方向とほぼ平行に切断し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。燃料極と電解質との界面の観察された状態を表１に併記する。
（運転条件）
・運転温度  ：６００℃
・運転時間  ：１００時間
・燃料      ：Ｈ２；９５ｖｏｌ％、Ｈ２Ｏ；５ｖｏｌ％
【００３２】
（耐久試験）
上記各例の単セルを用いて、下記条件の下、１００時間繰り返し運転し、発電出力の測定（Ｉ−Ｖ測定）を繰り返し行った。得られた結果を表２に示す。
（運転条件）
・運転温度  ：６００℃
・燃料      ：Ｈ２；９５ｖｏｌ％、Ｈ２Ｏ；５ｖｏｌ％
【００３３】
【表２】
2005251643.tif 000003
【００３４】
表１に示すように、断面のＳＥＭによる観察より、本発明の範囲に属する実施例１及び２は、本発明外の比較例１よりも耐熱性に優れていることが分かる。
また、表２より、本発明の範囲に属する実施例１及び２は、本発明外の比較例１よりも発電出力を長時間維持することができ、耐久性に優れていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のＳＯＦＣの単セルの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    単セル
１０  電解質
２０  燃料極
２２  単体炭素
２４  金属
２６  酸化物イオン伝導性酸化物
３０  空気極
【図１】
2005251643.tif 000004