(57)【要約】【課題】本発明は、熱衝撃に強い複数の燃料電池小部分に分割形成して、発電時の耐熱衝撃性を向上し、燃料電池の製造コストを低減できる固体酸化物型燃料電池を提供する。【解決手段】固体酸化物型燃料電池Ｃ２は、固体電解質基板と、該基板の一方の面に形成されたカソード電極層２と、反対側の面に形成されたアノード電極層とによる積層体を有する。金属メッシュＭが、カソード電極層側及びアノード電極層側の一方又は双方に、固体電解質基板の全面に渡って形成され、積層体が、複数の燃料電池小部分Ｃ２ｎに分割され、夫々が金属メッシュにより電気的に接続される。積層体は、グリーンシートによる電解質板体、カソード電極ペースト層、アノード電極ペースト層、金属メッシュとが積層された段階で焼結され、ひび割れを発生させて、複数の燃料電池小部分が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質基板と、該基板の一方の面に形成されたカソード電極層と、該一方の面と反対側の面に形成されたアノード電極層とによる積層体を有する固体酸化物型燃料電池において、
複数の導電体よりなる導電体層が前記カソード電極層側及び前記アノード電極層側の一方又は双方に前記固体電解質基板の全面に渡って形成され、
前記積層体が、複数の部分積層体に分割され、該部分積層体の夫々が前記導電体により電気的に接続されていることを特徴とする固体酸化物型燃料電池。
【請求項２】
前記導電体層は、金属メッシュで形成され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。
【請求項３】
前記部分積層体は、前記積層体の焼結時に生じた不規則形状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。
【請求項４】
前記導電体層が、前記積層体から少なくとも一方向に延伸してい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型燃料電池。
【請求項５】
前記導電体層が、前記カソード電極層側と前記アノード電極層側とで延伸方向が異なることを特徴とする請求項４に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項６】
前記積層体の周縁に、絶縁性固定材料層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項７】
電解質グリーンシートにより所定形状の電解質板体を生成するステップと、
前記電解質板体の片面にカソード電極用ペースト層と、反対面にアノード電極用ペース層とを形成するステップと、
前記カソード電極用ペースト層と前記アノード電極用ペースト層の一方又は双方に複数の導電体による導電体層を添着するステップと、
前記電解質板体、前記カソード電極用ペースト層、前記アノード電極用ペース層及び前記導電体層で形成された積層体を焼結するステップと、を含むことを特徴とする固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【請求項８】
電解質グリーンシートにより所定形状の電解質板体を生成するステップと、
前記電解質板体の片面又は両面に複数の導電体による導電体層を添着するステップと、
前記導電体層を介して、前記電解質板体の片面にカソード電極用ペースト層と、反対面にアノード電極用ペースト層とを形成するステップと、
前記電解質板体、前記カソード電極用ペースト層、前記アノード電極用ペース層及び前記導電体層で形成された積層体を焼結するステップと、を含むことを特徴とする固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【請求項９】
電解質グリーンシートにより所定形状の電解質板体を生成するステップと、
導電体層により、前記電解質板体を、両面側から挟持するステップと、
前記導電体層を介して、前記電解質板体の片面にカソード電極用ペースト層と、反対面にアノード電極用ペースト層とを形成するステップと、
前記電解質板体、前記カソード電極用ペースト層、前記アノード電極用ペース層及び前記導電体層で形成された積層体を焼結するステップと、を含むことを特徴とする固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
複数の導電体による導電体層にカソード電極用ペースト層を形成するステップと、
複数の導電体による導電体層にアノード電極用ペースト層を形成するステップと、
前記カソード電極用ペースト層と前記アノード電極用ペースト層との間に、固体電解質ペースト層を形成するステップと、
前記導電体層を含むカソード電極用ペースト層及び前記アノード電極用ペースト層と、前記固体電解質ペースト層とによる積層体を焼結するステップと、を含むことを特徴とする固体酸化物型燃料電池の製造方法。
【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に関し、特に、一つの燃料電池を、電解質基板、カソード電極層及びアノード電極層からなる積層体を焼成する過程で複数の部分積層体に分割形成し、部分積層体を導電体層で電気的に接続して、一の燃料電池とし、密閉を必要としない簡単な構造によって、低コスト化を図るとともに、耐熱衝撃性向上を図ることができる固体酸化物型燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、固体電解質を用いた形式の固体酸化物型燃料電池が開発されている。この固体電解質による燃料電池の一例を挙げると、イットリア（Ｙ２Ｏ３）が添加された安定化ジルコニアからなる焼成体を酸素イオン伝導型の固体電解質基板として用いたものがある。この固体電解質基板の一面にカソード電極層を、そして、その反対面にアノード電極層を形成し、このカソード電極層側に酸素又は酸素含有気体が供給され、さらに、アノード電極層には、メタン等の燃料ガスが供給されるようになっている。
【０００３】
この燃料電池内では、カソード電極層に供給された酸素（Ｏ２）が、カソード電極層と固体電解質基板のとの境界で酸素イオン（Ｏ２−）にイオン化され、この酸素イオンが、固体電解質基板によってアノード電極層に伝導され、アノード電極層に供給された、例えば、メタン（ＣＨ４）ガスと反応し、そこで、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。この反応において、酸素イオンが、電子を放出するため、カソード電極層とアノード電極層との間に電位差が生じる。そこで、カソード電極層とアノード電極層とにリード線を取り付ければ、アノード電極層の電子が、リード線を介してカソード電極層側に流れ、燃料電池として発電することになる。なお、この燃料電池の駆動温度は、約１０００℃である。
【０００４】
しかし、この形式の燃料電池では、カソード電極層側に、酸素又は酸素含有ガス供給チャンバーを、そして、アノード電極層側に、燃料ガス供給チャンバーを夫々分離したセパレート型チャンバーを用意しなければならず、しかも、高温下で、酸化性雰囲気と還元性雰囲気とに晒されるため、燃料電池セルとしての耐久性を向上することが困難であった。
【０００５】
一方、固体電解質基板の対向した面に、カソード電極層とアノード電極層とを設けて燃料電池セルを形成し、この燃料電池セルを、燃料ガス、例えば、メタンガスと、酸素ガスとが混合された混合燃料ガス中に置いて、カソード電極層とアノード電極層との間に起電力を発生させる形式の燃料電池が開発されている。この形式の燃料電池では、カソード電極層とアノード電極層との間に起電力を発生する原理は、上述したセパレート型チャンバー形式の燃料電池の場合と同様であるが、燃料電池セル全体を実質的に同一雰囲気にすることができるため、混合燃料ガスが供給されるシングル型チャンバーとすることができ、燃料電池セルの耐久性を向上できる。
【０００６】
しかし、このシングル型チャンバーの燃料電池においても、約１０００℃の高温下で駆動しなければならないので、混合燃料ガスの爆発の危険性がある。この危険性を回避するために、酸素濃度を発火限界よりも低い濃度にすると、メタン等の燃料の炭化が進み、電池性能が低下するという問題が生じた。そのため、混合燃料ガスの爆発を防止しつつ、燃料の炭化の進行を防止し得る酸素濃度の混合燃料ガスを使用できるシングル型チャンバーの燃料電池が提案されている。
【０００７】
この提案されたシングル型チャンバーの燃料電池では、固体電解質基板を含む燃料電池セルが、混合燃料ガスの流れに対して平行に積層された構造になっている。燃料電池セルは、緻密構造の固体電解質基板１と、固体電解質基板１の両面に形成された多孔質層のカソード電極層とアノード電極層とで構成され、同じ構成の複数の燃料電池セルが、セラミック製の容器内に積層される。そして、燃料電池セルは、充填物を介して端板によって、容器内に密封される。
【０００８】
容器には、メタン等の燃料と酸素とを含む混合燃料ガスの供給配管と排ガスの排出配管が設けられる。容器内の燃料電池セルを除く部分であって、混合燃料ガスや排ガスが流動する容器内の空間部に、充填物が充填されており、適宜の間隔とすることにより、燃料電池として駆動されたとき、発火限界内の混合燃料ガスが存在しても発火することがなくなる。
【０００９】
また、他の構造を有する燃料電池が開発されている。その基本的構成は、上述のシングル型チャンバーの燃料電池と同様であるが、固体電解質基板を含む燃料電池セルが、混合燃料ガスの流れに対して直交して容器の軸方向に積層された構造になっている。この場合には、燃料電池セルは、多孔質層の固体電解質基板と、固体電解質基板の両面に形成された多孔質層のカソード電極層とアノード電極層とで構成され、同じ構成の複数の燃料電池セルが、容器内に積層される。
【００１０】
一方、以上に述べた燃料電池は、チャンバー内に収納された燃料電池セルによって構成された形式のものであったが、固体酸化物型燃料電池セルを火炎中、或いは、その近傍に配置し、火炎の熱によって固体電解質燃料電池セルをその動作温度に保持させて、発電を行う装置が提案されている。その一形態として、管状の固体電解質基板の外面にアノード電極層が形成された固体酸化物型燃料電池がある。この固体酸化物型燃料電池では、主に、そのアノード電極層の上半分に火炎によるラジカル成分が供給されず、管状の固体電解質基板の外面に形成されたアノード電極層全面を有効に利用することができない。そのため、発電効率が低いものであった。さらに、固体酸化物燃料電池が、火炎で直接に、しかも偏って加熱されるため、急激な温度変化によってひび割れが発生しやすいという問題があった。
【００１１】
そこで、燃料の燃焼による火炎を直接利用する形態の固体酸化物燃料電池を採用し、火炎が、平板状の固体酸化物基板上に形成されたアノード電極層の全面を曝すようにして、耐久性の向上と発電効率の向上、小型化、低コスト化を図った簡便な電力供給手段としての固体酸化物燃料電池による発電装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【００１２】
その提案された固体酸化物燃料電池による発電装置が、図１４に示されている。図１４に示された発電装置に利用される固体酸化物燃料電池Ｃは、平板状で、円形又は矩形の固体電解質基板１と、その基板の一方の面に形成された空気極（酸素極）であるカソード電極層２と、その一方の面と反対側の面に形成された燃料極であるアノード電極層３とを有している。カソード電極層２とアノード電極層３とが、固体電解質基板１を介して対向配置されている。
【００１３】
以上のように構成された固体酸化物燃料電池Ｃは、この燃料電池Ｃのアノード電極層３を下側にして、燃料ガスが供給されるガス燃焼バーナー４上に支持され、燃料ガスの燃焼による火炎ｆに曝して発電する発電装置とされる。ガス燃焼バーナー４には、火炎を生成して燃焼酸化する燃料が供給される。燃料としては、燐、硫黄、フッ素、塩素、及びこれらの化合物等でも良いが、排ガス処理が不要な有機物が好ましい。有機物燃料としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン等のガス類、ヘキサン、へプタン、オクタン等のガソリン系液体、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール、アセトン等のケトン、その他の有機溶剤各種、食用油、灯油、紙類、木材等が挙げられる。この中でも、特に、ガス類が好ましい。
【００１４】
さらに、火炎は拡散炎でも予混火炎でも良いが、拡散炎は、炎が不安定であり、煤の発生によってアノード電極層の機能低下を招きやすいので、予混火炎の方が好適である。予混火炎は安定している上に、火炎サイズを調整しやすく、さらに燃料濃度を調整して、煤の発生を防止することができる。
【００１５】
固体酸化物型燃料電池Ｃが平板状に形成されているので、バーナー４からの火炎ｆを固体酸化物型燃料電池Ｃのアノード電極層３に均一にあてることができ、管状のものに比べて、ムラなく火炎ｆを当てることが可能となる。さらに、アノード電極層３を火炎ｆ側に向けて配置することにより、火炎中に存在する炭化水素、水素、ラジカル（ＯＨ、ＣＨ、Ｃ２、Ｏ２Ｈ、ＣＨ３）などを酸化還元反応に基づく発電の燃料として利用しやすくなる。また、カソード電極層２が、酸素を含有する気体、例えば、空気中に露出されるので、カソード電極層２から酸素を利用しやすくなり、さらに、カソード電極層２に向かって酸素を含有する気体が吹きつけられると、より効率良く、カソード電極層側を酸素リッチ状態にすることができる。
【００１６】
固体酸化物型燃料電池Ｃで発電された電力は、カソード電極層２とアノード電極層３からそれぞれ引き出されたリード線Ｌ１、Ｌ２によって取り出される。リード線Ｌ１、Ｌ２としては、耐熱性のある白金製、或いは、白金を含む合金製のものが使用される。
【００１７】
図１４に示された固体酸化物型燃料電池Ｃは、一枚の矩形或いは円形の平板状に形成されたものであった。この一枚の固体酸化物型燃料電池で構成された発電装置としては、取り出せる電力に限りがあるため、発電装置の出力を高めるため、複数の固体酸化物型燃料電池を組み合わせて、各燃料電池を電気的に接続するようにした発電装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【００１８】
その発電装置において、複数枚の固体酸化物型燃料電池を用いた様子が、図１５に示されている。この発電装置では、複数枚の板状固体電解質基板の夫々で固体酸化物型燃料電池を形成し、電池密閉構造を有しない燃料電池とし、異形状への形状変更ができ、耐久性の向上、発電効率の向上とを図っている。
【００１９】
複数枚の板状固体電解質基板１を使用し、個々の板状固体電解質基板１の両面に、カソード電極層２とアノード電極層３を形成して、複数の固体酸化物型燃料電池Ｃ１１乃至Ｃ３３を形成する。これらの燃料電池のカソード電極層同士を配線Ｅ１で、アノード電極層同士を配線Ｅ２で電気接続する。各アノード電極層全体が、燃料を燃焼した火炎によって晒され、各カソード電極層には、空気が供給される。複数の固体酸化物型燃料電池の電気的接続を工夫することにより、発電面積を広げ、出力アップできる一つの固体酸化物型燃料電池となる。また、複数の固体酸化物型燃料電池は、平面的に配置されるだけでなく、円筒形状、球面形状などの三次元的に配置されることも可能となる。
【００２０】
【特許文献１】特開２００４−１３９９３６号公報
【特許文献２】特開２００５−６３６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところで、以上に説明した固体酸化物型燃料電池は、一枚の平板状固体電解質基板にカソード電極層とアノード電極層が形成された構成を有している。その固体酸化物型燃料電池の製造工程が、図１６に示されている。先ず、固体電解質材料によるグリーンシートから、焼結時の収縮を見込んだ所定サイズの円形又は矩形板体を生成する（ステップＳ１）。そして、この所定サイズのグリーンシートを焼結し（ステップＳ２）、固体酸化物型燃料電池の電解質基板１を生成する（ステップＳ３）。
【００２２】
次いで、電解質基板１の片面にカソード電極用ペースト層と、その反対面にアノード電極用ペースト層とを印刷により形成する（ステップＳ４）。その後、形成されたカソード電極用ペースト層上及びアノード電極用ペースト層上の一方又は双方に金属メッシュを添着する（ステップＳ５）。さらに、電解質基板１と、カソード電極用ペースト層と、アノード電極用ペースト層と、金属メッシュとの積層体が形成され、この積層体全体を焼成する（ステップＳ６）。これで、カソード電極層２とアノード電極層３とが形成された一枚の所定サイズの固体酸化物型燃料電池が完成する（ステップＳ７）。
【００２３】
ここで、カソード電極用ペースト層上及びアノード電極用ペースト層上に添着された金属メッシュは、発電時に固体酸化物型燃料電池に加わる熱衝撃によって、基板にひび割れが発生しても、そのひび割れた燃料電池の小片同士を繋ぎ留めておく効果を持っている。ひび割れた燃料電池は、発電能力を維持しており、金属メッシュが、燃料電池の小片同士を電気的に接続する役割を持ち、リード線Ｌ１とＬ２から発電出力が取り出される。さらに、金属メッシュが、ひび割れの発生によって、燃料電池がばらばらに分離してしまうことを防止し、一枚の固体酸化物型燃料電池としての形態を維持している。
【００２４】
しかしながら、図１６に示した固体酸化物型燃料電池の製造工程によると、ステップＳ２において、電解質材料によるグリーンシートが高温で焼結されてセラミック体となるが、その焼結の際に、グリーンシートの体積が収縮して、ひび割れを発生することがある。また、その収縮の影響で、ひび割れが発生しなくても、焼結された基板に反りが発生することがある。そのため、電解質基板の製造にあたって、歩留まりが悪いものであった。そして、この歩留まりを高めるためには、グリーンシートの作成、このグリーンシートの焼結に手間を要し、製造コストが高くなった。
【００２５】
そこで、本発明は、固体酸化物型燃料電池の製造段階で、熱衝撃に強い複数の燃料電池小部分に分割形成するようにして、発電時における熱衝撃によるひび割れを抑制でき、しかも、燃料電池の製造コストを低減できる固体酸化物型燃料電池とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
以上の課題を解決するため、本発明では、固体電解質基板と、該基板の一方の面に形成されたカソード電極層と、該一方の面と反対側の面に形成されたアノード電極層とによる積層体を有する固体酸化物型燃料電池において、複数の導電体よりなる導電体層が前記カソード電極層側及び前記アノード電極層側の一方又は双方に前記固体電解質基板の全面に渡って形成され、前記積層体が、複数の部分積層体に分割され、該部分積層体の夫々が前記導電体により電気的に接続されることとした。
【００２７】
そして、前記導電体層は、金属メッシュで形成され、前記部分積層体は、前記積層体の焼結時に生じた不規則形状を有することとした。
【００２８】
前記導電体層が、前記積層体から少なくとも一方向に延伸し、或るいは、前記カソード電極層側と前記アノード電極層側とで延伸方向が異なることとし、さらに、前記積層体の周縁に、絶縁性固定材料層が形成されていることとした。
【００２９】
また、本発明の固体酸化物型燃料電池の製造方法では、電解質グリーンシートにより所定形状の電解質板体を生成するステップと、前記電解質板体の片面にカソード電極用ペースト層と、反対面にアノード電極用ペース層とを形成するステップと、前記カソード電極用ペースト層と前記アノード電極用ペースト層の一方又は双方に複数の導電体による導電体層を添着するステップと、前記電解質板体、前記カソード電極用ペースト層、前記アノード電極用ペースト層及び前記導電体層で形成された積層体を焼結するステップと、を含むこととした。
【００３０】
さらに、本発明の固体酸化物型燃料電池の製造方法では、電解質グリーンシートにより所定形状の電解質板体を生成するステップと、前記電解質板体の片面又は両面に複数の導電体による導電体層を添着するステップと、前記導電体層を介して、前記電解質板体の片面にカソード電極用ペースト層と、反対面にアノード電極用ペース層とを形成するステップと、前記電解質板体、前記カソード電極用ペースト層、前記アノード電極用ペースト層及び前記導電体層で形成された積層体を焼結するステップと、を含むこととした。
【００３１】
また、本発明の固体酸化物型燃料電池の製造方法では、電解質グリーンシートにより所定形状の電解質板体を生成するステップと、導電体層により、前記電解質板体を、両面側から挟持するステップと、前記導電体層を介して、前記電解質板体の片面にカソード電極用ペースト層と、反対面にアノード電極用ペース層とを形成するステップと、前記電解質板体、前記カソード電極用ペースト層、前記アノード電極用ペース層及び前記導電体層で形成された積層体を焼結するステップと、を含むこととした。
【００３２】
また、本発明の固体酸化物型燃料電池の製造方法では、複数の導電体による導電体層にカソード電極用ペースト層を形成するステップと、複数の導電体による導電体層にアノード電極用ペースト層を形成するステップと、前記カソード電極用ペースト層と前記アノード電極用ペースト層との間に、固体電解質ペースト層を形成するステップと、前記導電体層を含むカソード電極用ペースト層及び前記アノード電極用ペースト層と、前記固体電解質ペースト層とによる積層体を焼結するステップと、を含むこととした。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明の固体酸化物型燃料電池では、複数の導電体よりなる導電体層がカソード電極層側及びアノード電極層側の一方又は双方に固体電解質基板の全面に渡って形成され、カソード電極層、固体電解質基板、アノード電極層による積層体が、複数の部分積層体に分割され、導電体によって互いに接続された複数の燃料電池小部分が形成されているので、固体酸化物型燃料電池の製造段階において、発電時に熱衝撃を受けても、その影響を受けない程度の大きさを有する複数の小部分に予め分割され、これ以上のひび割れ発生を抑制することができて、固体酸化物型燃料電池の耐熱衝撃性を向上できる。
【００３４】
また、本発明の固体酸化物型燃料電池の製造方法では、所定形状の電解質板体の片面にカソード電極用ペースト層と、その反対面にアノード電極用ペース層とを形成し、カソード電極用ペースト層とアノード電極用ペースト層の一方又は双方に複数の導電体による導電体層を添着して、電解質板体、カソード電極用ペースト層、アノード電極用ペース層及び導電体層による積層体を形成し、該積層体を焼結するようにしたので、特に、従来技術のように、固体電解質基板のみを焼結する工程をなくすことができ、積層体にひび割れが発生して複数の燃料電池小部分に分割されても、導電体層の存在でばらばらに分離することなく、そのままで燃料電池としての発電機能を有するので、製造歩留まりを高めるための厳密な品質管理を必要としない。
【００３５】
さらに、電解質板体、カソード電極用ペースト層、アノード電極用ペース層及び導電体層による積層体の形成作業も、簡単化でき、製造コストの低減を図ることができる。また、該積層体を焼結するときに、ひび割れが発生し、このひび割れによって、複数の燃料電池小部分に分割されるが、本発明の固体酸化物型燃料電池では、燃料電池の加熱時における耐熱衝撃性の向上のために、熱衝撃の影響を受けない程度の大きさ燃料電池小部分を形成するようにしているので、積層体の焼結時におけるひび割れの発生は、好都合であり、これを有効利用して、複数の燃料電池小部分の形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明による固体酸化物型燃料電池の実施形態について、固体酸化物型燃料電池の構成と、その固体酸化物型燃料電池の製造方法を、図１乃至図１３を参照しながら説明する。ここで、本実施形態の固体酸化物型燃料電池の構成について説明する前に、この固体酸化物型燃料電池に共通的に使用することが可能な電解質基板材料、カソード電極材料及びアノード電極材料について、以下に説明する。
【００３７】
固体電解質基板１には、例えば、公知のものを採用でき、次に示す材料を使用できる。
ａ）  ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）、これらにＣｅ、Ａｌ等をドープしたジルコニア系セラミックス
ｂ）  ＳＤＣ（サマリアドープドセリア）、ＧＤＣ（ガドリアドープドセリア）等のセリア系セラミックス
ｃ）  ＬＳＧＭ（ランタンガレート）、酸化ビスマス系セラミックス
【００３８】
また、アノード電極層３には、例えば、公知のものを採用でき、次に示す材料を使用できる。
ｄ）  ニッケルと、イットリア安定化ジルコニア系、スカンジア安定化ジルコニア系、又は、セリア系（ＳＤＣ、ＧＤＣ、ＹＤＣ等）セラミックとのサーメット
ｅ）  導電性酸化物を主成分（５０重量％以上９９重量％以下）とする焼結体（導電性酸化物とは、例えば、リチウムが固溶された酸化ニッケル等である）
ｆ）  ｄ）、ｅ）に挙げたものに、白金族元素やレニウムから成る金属、又は、その酸化物が１〜１０重量％程度配合されたもの
等が挙げられ、この中でも、特にｄ）、ｅ）が好ましい。
【００３９】
ｅ）の導電性酸化物を主成分とする焼結体は、優れた耐酸化性を有するのでアノード電極層の酸化に起因して発生する、アノード電極層の電極抵抗の上昇による発電効率の低下、或いは、発電不能、アノード電極層の固体電解質層からの剥離といった現象を防止できる。また、導電性酸化物としては、リチウムが固溶された酸化ニッケルが好適である。さらに、上記ｄ）、ｅ）に挙げたものに、白金族元素やレニウムから成る金属、またはその酸化物を配合することにより、高い発電性能を得ることができる。
【００４０】
カソード電極層２には、公知のものを使用することができ、例えば、ストロンチウム（Ｓｒ）が添加されたランタン等の周期律表第３族元素の、マンガン酸化合物（例えば、ランタンストロンチウムマンガナイト）、ガリウム酸化合物、又はコバルト酸化合物（例えば、ランタンストロンチウムコバルタイト、サマリウムストロンチウムコバルタイト）等が挙げられる。
【００４１】
カソード電極層２とアノード電極層３は、共に多孔質体で形成されるが、固体電解質基板１も多孔質に形成することができる。従来の様に、固体電解質基板１を、緻密質に形成してもよいが、緻密質の場合には、耐熱衝撃性が低く、急激な温度変化によっても、ひび割れが生じ易くなる。一般に、固体電解質基板は、アノード電極層及びカソード電極層よりも厚く形成されるので、従来の固体酸化物型燃料電池では、固体電解質基板のひび割れが引き金となり、固体電解質燃料電池の全体にひび割れ、結果として、バラバラに分離してしまった。
【００４２】
固体電解質基板が多孔質に形成されることで、発電時に、火炎の点火、又は、消火による急激な温度変化を与えても、さらに、温度差の激しいヒートサイクルに対しても、ひび割れ等がなくなり、耐熱衝撃性が向上する。また、多孔質であっても、その気孔率が１０％未満のときは、耐熱衝撃性に著しい向上が認められなかったが、１０％以上であると良好な耐熱衝撃性が見られ、２０％以上であるとより好適である。これは、固体電解質層が多孔質であると、加熱による熱膨張が空隙部分で緩和されるためと考えられる。
【００４３】
図１６に示されるように、固体電解質燃料電池は、例えば、次のように製造される。先ず、固体電解質の材料粉末を所定配合割合で混合し、平板状のグリーンシートを成形する。その後、これを焼結することで固体電解質基板が作られる。このとき、気孔形成剤等の材料粉末の種類や配合割合、焼成温度、焼成時間、予備焼成等の焼成条件等を調整することによって、様々な気孔率の固体電解質基板を作ることができる。こうして得られた固体電解質基板の一面側にカソード電極層となる電極用ペーストを、他面側にアノード電極層となる電極用ペーストを塗布し、焼成を行うことで固体酸化物型燃料電池を製造することができる。
【００４４】
しかしながら、固体電解質基板を多孔質に形成しても、熱衝撃によるひび割れを完全に阻止し得えないため、図１６に示された製造工程のように、カソード電極層とアノード電極層の全面に金属メッシュを添着することによって、燃料電池がバラバラに分離してしまうことを防止していた。
【００４５】
そこで、本発明の固体酸化物型燃料電池では、上述したように、固体酸化物型燃料電池が熱衝撃によるひび割れで小部分に分離してしまったとしても、その小部分自体は燃料電池の発電機能を維持していることに着目し、固体酸化物型燃料電池の製造段階において、発電時に熱衝撃を受けても、その影響を受けない程度の大きさを有する複数の小部分に、予め分割して、固体酸化物型燃料電池を形成することとした。
【００４６】
本発明による固体酸化物型燃料電池の第１実施形態が、図１に示されている。図１は、固体酸化物型燃料電池のカソード電極層２側から見た上面図が示され、固体酸化物型燃料電池の一部が拡大表示されている。図１では、固体酸化物型燃料電池Ｃ１として、４個の矩形状の燃料電池小部分が、金属メッシュＭで保持されている。カソード電極層２１１乃至２２２の下側には、それらの形状に整合して固体電解質基板１とアノード電極層３とが積層形成されている。
【００４７】
この４個の燃料電池小部分が、金属メッシュを構成する導電体の間隔にもよるが、例えば、１０ｍｍ２以下の面積になると、固体酸化物型燃料電池の発電時に、熱衝撃が発生しても、この燃料電池小部分には、ひび割れが発生し難くなる。燃料電池小部分において、熱伝導が均一に且つ急速に行われるためと考えられる。なお、第１実施形態による固体酸化物型燃料電池の製造方法については、後述される。
【００４８】
次に、本発明による固体酸化物型燃料電池の第２実施形態が、図２に示されている。図２においても、図１と同様に、固体酸化物型燃料電池のカソード電極層２側から見た上面図が示され、固体酸化物型燃料電池Ｃ２の一部が拡大表示されている。図１では、矩形状の燃料電池小部分が、金属メッシュＭで保持されていたが、図２の場合には、不規則形状に分割された複数の燃料電池小部分Ｃ２ｎが金属メッシュＭに保持され、この複数の燃料電池小部分によって、固体酸化物型燃料電池Ｃ２が形成されている。なお、第２実施形態による固体酸化物型燃料電池の製造方法についても、後述される。
【００４９】
図２に示された複数の不規則形状の燃料電池小部分２ｎによる固体酸化物型燃料電池Ｃ２についての具体例１が、図３に示され、固体酸化物型燃料電池Ｃ２の縦断面が示されている。図３に示された具体例１は、金属メッシュＭ１がカソード電極層２に、金属メッシュＭ２がアノード電極層３に夫々埋設された場合であり、集電電極としても使用される。
【００５０】
図３では、金属メッシュＭがカソード電極層２とアノード電極層３の双方に埋設されているが、どちらか一方に埋設しても良い。この場合には、金属メッシュを設けない側には、集電電極を設ける必要がある。なお、図３に示された固体酸化物型燃料電池Ｃ２では、カソード電極層２、アノード電極層３は、説明の都合上、電解質基板１より厚いが、実際には、電解質基板１は他層より厚く形成される。
【００５１】
図３に示された固体酸化物型燃料電池Ｃ２は、燃料電池の製造時に発生したひび割れを利用して、不規則形状の燃料電池小部分を形成している。このひび割れは、電解質基板１が焼結時に収縮するのに対し、一方、金属メッシュＭ１、Ｍ２は収縮しないため、その収縮の差により発生する。そのため、図３（ａ）に示されるように、発生するひび割れの発生は、不規則になり、不規則形状の燃料電池小部分が複数形成される。この小部分の大きさが小さいと、金属メッシュＭ１、Ｍ２で保持されず、脱落する。そのため、図２、図３（ａ）に示されるように、各々の小部分間の間隔は、不規則となり、大きさの異なる間隔の空間ｃ１、ｃ２が生じる。
【００５２】
図３（ａ）では、不規則形状による複数の燃料電池小部分についての形成例が示されたが、ここでは、ひび割れは、燃料電池の断面方向の表裏に渡るものとして説明した。ところで、実際には、図３（ｂ）に示されるひび割れｃ３のように、縦断面方向の途中までのひび割れも発生する。しかしながら、このようなひび割れｃ３が含まれていても、燃料電池小部分の発電機能には影響がない。
【００５３】
図３に示された固体酸化物型燃料電池Ｃ２は、金属メッシュＭ１、Ｍ２が、電極層中に埋設された具体例１であったが、図４には、金属メッシュＭ１、Ｍ２が、電解質基板と電極層との間に積層された具体例２が示されている。図４では、図３（ｂ）と同様に、縦断面方向の途中まで発生したひび割れを含む不規則形状の燃料電池小部分が形成された場合を示している。
【００５４】
図４の具体例２による固体酸化物型燃料電池Ｃ２では、金属メッシュＭ１が電解質基板１カソード電極層２との間に、そして、金属メッシュＭ２が電解質基板１とアノード電極層３との間に夫々配設された場合であり、集電電極としても使用される。
【００５５】
以上のように、図１乃至図４に示された第１及び第２実施形態による固体酸化物型燃料電池によれば、固体酸化物型燃料電池自体が、燃料電池の製造時に、矩形形状又は不規則形状の複数の燃料電池小部分で形成されているので、燃料電池の発電時における加熱による熱衝撃の発生を緩和し、更なるひび割れの発生を抑制できる。
【００５６】
また、第１及び第２実施形態に用いられる金属メッシュには、例えば、格子状又は網目状に組まれた高融点金属の導電体層であり、固体酸化物型燃料電池の加熱による熱伝播を良好にし、集電電極になり得るものである。電解質基板の両面に、金属メッシュを配設する場合には、導電体層には、格子状又は網目状に限られず、並行配置される棒状導電体を用いることもできる。このとき、電解質基板の両側に配置された並行導電体の向きを互いに直交させると複数の燃料電池小部分を好適に保持することができる。
【００５７】
次に、本実施形態の固体酸化物型燃料電池に関する製造方法について、図５乃至図８に示されたフロー図を参照して説明する。図５は、第１及び第２実施形態による固体酸化物型燃料電池を製造する手順を説明する工程例１を示している。
【００５８】
先ず、固体電解質材料とバインダーとが混練されたグリーンシートから、焼結時の収縮を見込んだ所定サイズの円形又は矩形板体を生成する（ステップＳ１１）。そして、このバインダーを燃焼させ（ステップＳ１２）、所定サイズのグリーンシートを乾燥させる（ステップＳ１３）。これで、固体酸化物型燃料電池の電解質基板１となる電解質板体が生成される（ステップＳ１４）。
【００５９】
次いで、ステップＳ１４で生成された電解質板体の片面にカソード電極用ペースト層と、その反対面にアノード電極用ペースト層とを印刷により形成する（ステップＳ１５）。その後、形成されたカソード電極用ペースト層上及びアノード電極用ペースト層上の一方又は双方に金属メッシュを、夫々電極用ペーストで添着する（ステップＳ１６）。
【００６０】
さらに、電解質板体と、カソード電極用ペースト層と、アノード電極用ペースト層と、金属メッシュとの積層体が形成され、この積層体全体を焼結する（ステップＳ１７）。この焼結時において、積層体における電解質板体が収縮するのに対し、金属メッシュは収縮しないため、積層体が焼結セラミック体に変性するとき、この収縮率の違いにより、不規則形状の複数の燃料電池小部分にひび割れて分割される。これで、不規則形状で複数に分割された燃料電池小部分を有する所定サイズの固体酸化物型燃料電池が完成する（ステップＳ１８）。ここで、図２及び図３に示された具体例１の固体酸化物型燃料電池が形成される。
【００６１】
以上に説明した固体酸化物型燃料電池の製造の工程例では、不規則形状の燃料電池小部分が形成されたが、図１に示される第１実施形態の固体酸化物型燃料電池を製造する場合には、図５のフロー図におけるステップＳ１４で生成された電解質板体の片面又は両面に格子状に細い切れ込みを形成しておくと、ステップＳ１７における積層体の焼結の際に、不規則なひび割れとならずに、その切れ込みに沿ってひび割れが生じ、矩形形状の複数の燃料電池小部分が形成される。
【００６２】
次に、図６は、第１及び第２実施形態による固体酸化物型燃料電池を製造する手順を説明する工程例２を示している。先ず、固体電解質材料とバインダーとが混練されたグリーンシートから、焼結時の収縮を見込んだ所定サイズの円形又は矩形板体を生成する（ステップＳ２１）。そして、このバインダーを燃焼させて電解質板体を生成した後に、この電解質板体の片面又は両面に金属メッシュを添着する（ステップＳ２２）。
【００６３】
次いで、ステップＳ２２で生成された添着された金属メッシュの上から、電解質板体の片面にカソード電極用ペースト層と、その反対面にアノード電極用ペースト層とを印刷により形成する（ステップＳ２３）。
【００６４】
その後、電解質板体と、カソード電極用ペースト層と、アノード電極用ペースト層と、金属メッシュとの積層体が形成され、この積層体全体を焼結する（ステップＳ２４）。この焼結時において、積層体における電解質板体が収縮するのに対し、金属メッシュは収縮しないため、積層体が焼結セラミック体に変性するとき、この収縮率の違いにより、不規則形状の複数の燃料電池小部分にひび割れて分割される。これで、不規則形状で複数に分割された燃料電池小部分を有する所定サイズの固体酸化物型燃料電池が完成する（ステップＳ２５）。ここで、図４に示された具体例２の固体酸化物型燃料電池が形成される。
【００６５】
以上に説明した固体酸化物型燃料電池の製造の工程例２では、不規則形状の燃料電池小部分が形成されたが、図１に示される第１実施形態の固体酸化物型燃料電池を製造する場合には、図６のフロー図におけるステップＳ２１で生成された電解質板体の片面又は両面に格子状に細い切れ込みを形成しておくと、ステップＳ２４における積層体の焼結の際に、不規則なひび割れとならずに、その切れ込みに沿ってひび割れが生じ、矩形形状の複数の燃料電池小部分が形成される。
【００６６】
次に、図７は、第１及び第２実施形態による固体酸化物型燃料電池を製造する手順を説明する工程例３を示している。先ず、固体電解質材料とバインダーとが混練されたグリーンシートから、焼結時の収縮を見込んだ所定サイズの円形又は矩形板体のグリーンシート板体を生成する（ステップＳ３１）。そして、この板体の両面を金属メッシュで挟持して加圧し、挟持体を生成する（ステップＳ３２）。
【００６７】
次いで、ステップＳ３２で生成された挟持体に接着された金属メッシュの上から、その片面にカソード電極用ペースト層と、その反対面にアノード電極用ペースト層とを印刷により形成する（ステップＳ３３）。
【００６８】
これで、電解質板体と、カソード電極用ペースト層と、アノード電極用ペースト層と、金属メッシュとの積層体が形成され、この積層体全体を焼結する（ステップＳ３４）。この焼結時において、積層体における電解質板体が収縮するのに対し、金属メッシュは収縮しないため、積層体が焼結セラミック体に変性するとき、この収縮率の違いにより、不規則形状の複数の燃料電池小部分にひび割れて分割される。これで、不規則形状で複数に分割された燃料電池小部分を有する所定サイズの固体酸化物型燃料電池が完成する（ステップＳ３５）。ここで、図４に示された具体例２の固体酸化物型燃料電池が形成される。
【００６９】
以上に説明した固体酸化物型燃料電池の製造の工程例３では、不規則形状の燃料電池小部分が形成されたが、図１に示される第１実施形態の固体酸化物型燃料電池を製造する場合には、図７のフロー図におけるステップＳ３１で生成されたグリーンシート板体の片面又は両面に格子状に細い切れ込みを形成しておくと、ステップＳ３４における積層体の焼結の際に、不規則なひび割れとならずに、その切れ込みに沿ってひび割れが生じ、矩形形状の複数の燃料電池小部分が形成される。
【００７０】
次に、図８は、第２実施形態による固体酸化物型燃料電池を製造する手順を説明する工程例４を示している。先ず、金属メッシュ上にカソード電極用ペーストを印刷して所定サイズにカソード電極ペースト層を形成し、もう一枚の金属メッシュ上にアノード電極用ペーストを印刷して所定サイズのアノード電極ペースト層を形成する（ステップＳ４１）。
【００７１】
次いで、ステップＳ４１で形成されたカソード電極ペースト層とアノード電極ペースト層のいずれか一方に、固体電解質ペーストを所定サイズに印刷し、固体電解質ペースト層を形成する（ステップＳ４２）。次いで、固体電解質ペースト層上に、カソード電極ペースト層とアノード電極ペースト層のいずれか他方を重ね合わせて積層し、固体電解質ペースト層と、カソード電極ペースト層と、アノード電極ペースト層と、金属メッシュとの積層体を形成し、この積層体全体を焼結する（ステップＳ４３）。
【００７２】
この焼結時において、積層体における電解質ペースト層が収縮するのに対し、金属メッシュは収縮しないため、積層体が焼結セラミック体に変性するとき、この収縮率の違いによりひび割れて、不規則形状の複数の燃料電池小部分に分割される。これで、不規則形状で複数に分割された燃料電池小部分を有する所定サイズの固体酸化物型燃料電池が完成する（ステップＳ４４）。ここで、図２及び図３に示された第２実施形態による具体例１の固体酸化物型燃料電池が形成される。
【００７３】
以上の製造工程例による製造方法では、図１及び図２に示された第１及び第２実施形態による固体酸化物型燃料電池が製造された。その製造された固体酸化物型燃料電池では、複数の燃料電池小部分が金属メッシュで互いに接続されているので、一枚の燃料電池としての形態を保持しているものの、その形状の強度は、金属メッシュに依存しており、固体酸化物型燃料電池が柔軟で、撓むものとなっている。
【００７４】
そこで、図９乃至図１１に、第１及び第２実施形態の固体酸化物型燃料電池を補強し、金属メッシュを電力取り出し用のリード線に形成した第３実施形態の固体酸化物型燃料電池を示した。図９は、図４に示された具体例２の場合を例にした第３実施形態の固体酸化物型燃料電池を示している。
【００７５】
図９（ａ）では、図４に示された具体例２の固体酸化物型燃料電池Ｃ２の構成を基本とし、固体酸電解質基板１をカソード電極層２及びアノード電極層３の周縁より突き出て広く形成し、カソード電極層２側の金属メッシュＭ１の一部を固体電解質基板１より延伸し、アノード電極層３側の金属メッシュＭ２については、少なくとも金属メッシュＭ１の延伸方向と異なる方向、図９（ａ）の例では、金属メッシュＭ１の延伸方向と反対方向に固体電解質基板１より延伸させる。
【００７６】
さらに、図９（ｂ）に示されるように、固体酸化物型燃料電池Ｃ２の周縁部に突き出た固体電解質基板１を絶縁性無機材料で被覆する。例えば、電解質材料で所定厚さの固定部材層５を全周に渡って形成する。この固定部材層５が燃料電池の枠体となり、固体酸化物型燃料電池Ｃ２の撓みが抑制される。そして、この固定部材層５より突き出た金属メッシュＭ１、Ｍ２が電力取り出し用のリード線となる。なお、第３実施形態の場合を、具体例２を例にして説明したが、具体例１の固体酸化物型燃料電池Ｃ２に対しても、同様に適用できる。
【００７７】
図１０は、図３に示された具体例１の場合を例にした第３実施形態の固体酸化物型燃料電池の変形例１を示している。図９の固体酸化物型燃料電池の場合には、図４に示された具体例２を例にした第３実施形態を基本としたが、図１０の変形例１の場合は、図１０（ａ）に示されるように、図３に示された具体例１を例にした固体酸化物型燃料電池Ｃ２の構成を採用している。カソード電極層２側の金属メッシュＭ１の一部を固体電解質基板１より延伸し、アノード電極層３側の金属メッシュＭ２については、少なくとも金属メッシュＭ１の延伸方向と異なる方向、図１０（ａ）の例では、金属メッシュＭ１の延伸方向と反対方向に固体電解質基板１より延伸させる。
【００７８】
さらに、図１０（ｂ）に示されるように、固体酸化物型燃料電池Ｃ２の周縁部を、絶縁性無機材料で被覆する。例えば、電解質材料で所定厚さの固定部材層５を全周に渡って形成する。この固定部材層５が燃料電池の枠体となり、固体酸化物型燃料電池Ｃ２の撓みが抑制される。そして、この固定部材層５より突き出た金属メッシュＭ１、Ｍ２が電力取り出し用のリード線となる。
【００７９】
図１１は、第３実施形態の固体酸化物型燃料電池の変形例２を示している。図１０の変形例１の場合は、図１０（ａ）に示されるように、カソード電極層２側の金属メッシュＭ１の一部を固体電解質基板１より延伸し、アノード電極層３側の金属メッシュＭ２については、金属メッシュＭ１の延伸方向と反対方向に延伸させているだけである。図１１に示された変形例２では、固体酸化物型燃料電池Ｃ２の全周において、金属メッシュＭ１、Ｍ２が、固体電解質基板１より広く形成されている。
【００８０】
そこで、固体酸化物型燃料電池Ｃ２の周縁部を、絶縁性無機材料で被覆する。例えば、電解質材料で所定厚さの固定部材層５を全周に渡って形成する。この固定部材層５が燃料電池の枠体となり、金属メッシュＭ１、Ｍ２の全周端が固定部材層５に固着されることになるので、図１０に示された変形例１に比較して、固体酸化物型燃料電池Ｃ２の撓みがさらに抑えられる。そして、この固定部材層５より突き出た金属メッシュＭ１、Ｍ２が電力取り出し用のリード線となる。
【００８１】
ここで、図１１に示された第３実施形態の変形例２による固体酸化物型燃料電池Ｃ２の製造手順について、その概略を図１２に示した。図１２（ａ）に示されるように、固体電解質基板１となる電解質グリーンシートを用意する。図１２（ｂ）に示されるように、その電解質グリーンシートの片面にカソード電極用ペースト層２を形成し、他方の面にアノード電極用ペースト層３を形成する。
【００８２】
次いで、図１２（ｃ）に示されるように、電解質グリーンシート１の周縁部に、電解質材料による固定部材層５を形成する。その後、金属メッシュＭ１をカソード電極用ペースト層２及び固定部材層５に、そして、金属メッシュＭ２をアノード電極用ペースト層３及び固定部材層５に、夫々圧着させ、積層体を形成する。この積層体を焼結してセラミック体にすると、固体酸化物型燃料電池Ｃ２が完成する。この焼結時に、電解質グリーンシートが収縮することにより、不規則形状の複数の燃料電池小部分が形成される。
【００８３】
以上では、一枚の固体酸化物型燃料電池の構成とその製造方法が説明された。そこで、この固体酸化物型燃料電池の複数枚を組み合わせて使用する場合について、図１３に示した。ここで、複数の固体酸化物型燃料電池には、前述された第１乃至第３実施形態の固体酸化物型燃料電池の構成を採用することができる。この固体酸化物型燃料電池では、金属メッシュＭ１、Ｍ２がリード線となるように、燃料電池の外側に延伸されているので、他の固体酸化物型燃料電池との接続は、金属メッシュＭ１、Ｍ２の延伸部分で行われる。
【００８４】
図１３では、４枚の固体酸化物型燃料電池Ｃ２１乃至Ｃ２４が金属メッシュＭ１、Ｍ２を用いて直列接続されている。固体酸化物型燃料電池の個々における金属メッシュＭ１、Ｍ２が互いに反対方向に延伸されている場合には、複数の固体酸化物型燃料電池を直列接続する場合に好適であるが、個々の固体酸化物型燃料電池の金属メッシュＭ１、Ｍ２を両方向に夫々延伸しておくことにより、複数の固体酸化物型燃料電池を並列接続することができる。なお、複数の固体酸化物型燃料電池を並列接続する場合には、大面積の金属メッシュＭ１、Ｍ２に複数の固体酸化物型燃料電池を夫々離間させて同時に形成することも可能である。
【００８５】
以下に、これまでに説明された、不規則形状の複数の燃料電池小部分を有する固体酸化物型燃料電池の実施例１、２について、説明する。
【実施例１】
【００８６】
実施例１では、例えば、８０番メッシュによる大きさ約６ｍｍ×１５ｍｍの白金メッシュの一端側の約６ｍｍ×６ｍｍにおいて、サマリウムストロンチウムコバルタイト（ＳＳＣ）とサマリウムドープドセリア（Ｃｅ０．８Ｓｍ０．２Ｏ１．９、ＳＤＣ）の５０重量％混合物によるペーストを印刷し、乾燥後に、該ペースト上に、それよりやや広い面積にＳＤＣペーストを印刷し、乾燥させた。
【００８７】
別の同形状の白金メッシュに、上記と同要領で、ＮｉＯ−ＣｏＯ−ＳＤＣの１５：４５：４０重量比混合物のペーストを印刷し、乾燥した。このＳＤＣペースト層上に、新たに該ペーストを塗布し、上記のＳＳＣペースト層を形成した白金メッシュのＳＤＣペースト層を重ね合わせ、乾燥させ、一体化した。次いで、大気中において、１２００℃で２時間焼成した。
【００８８】
焼成の結果、得られた固体酸化物型燃料電池には、多数の細かく不規則なひび割れが走り、不規則形状・サイズの島状の燃料電池小部分に分割されていたが、これらの小部分は、白金メッシュにより強く繋ぎ止められていた。そこで、ｎブタンの予混火炎をアノード電極層の表面に直接晒し、燃料電池としての発電性を評価したところ、開回路電圧は、約０．５Ｖであり、短絡電流は、約２００ｍＡであった。
【実施例２】
【００８９】
実施例２では、先ず、ＳＤＣ粉末とポリビニルブチラール、ジブチルフタレートを含む混合物をボールミル法にてスラリー化し、厚さ約０．２ｍｍのグリーンシートを作製した。該グリーンシートの一方の面に、ＳＳＣとＳＤＣの５０重量％混合物ペーストを印刷し、他方の面に、ＮｉＯ−ＣｏＯ−ＳＤＣの１５：４５：４０重量比混合物のペーストを印刷し、乾燥した。乾燥後に、径約２０ｍｍのディスク状に打ち抜いた。
【００９０】
次いで、２枚の径約２０ｍｍに打ち抜いた８０番メッシュの白金メッシュに白金ワイヤを夫々溶接し、この２枚の白金メッシュで、上記で作製されたグリーンシートのディスクを挟み込み、金属平板間で加圧して一体化した。そして、一体化ディスクのＳＳＣ−ＳＤＣ印刷側の面に、上記のＳＳＣ−ＳＤＣ混合物ペーストを塗布し、乾燥させた。この乾燥後に、他方の面に、上記と同じのＮｉＯ−ＣｏＯ−ＳＤＣ混合物のペーストを塗布し、乾燥させた。これを、大気中において、１２００℃で２時間焼成した。
【００９１】
焼成の結果、得られた固体酸化物型燃料電池には、多数の細かく不規則なひび割れが走り、不規則形状・サイズの島状の燃料電池小部分に分割され、これらの小部分は、白金メッシュにより強く繋ぎ止められていた。そこで、ｎブタンの予混火炎をアノード電極層の表面に直接晒したところ、開回路電圧が、約０．５Ｖ、短絡電流が、約２００ｍＡであった。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明による固体酸化物型燃料電池の第１実施形態を説明する図である。
【図２】本発明による固体酸化物型燃料電池の第２実施形態を説明する図である。
【図３】第２実施形態の固体酸化物型燃料電池の具体例１に係る縦断面を説明する図である。
【図４】第２実施形態の固体酸化物型燃料電池の具体例２に係る縦断面を説明する図である。
【図５】本発明による固体酸化物型燃料電池の製造工程例１を説明するフロー図である。
【図６】本発明による固体酸化物型燃料電池の製造工程例２を説明するフロー図である。
【図７】本発明による固体酸化物型燃料電池の製造工程例３を説明するフロー図である。
【図８】本発明による固体酸化物型燃料電池の製造工程例４を説明するフロー図である。
【図９】本発明による固体酸化物型燃料電池の第３実施形態を説明する図である。
【図１０】本発明による固体酸化物型燃料電池の第３実施形態の変形例１を説明する図である。
【図１１】本発明による固体酸化物型燃料電池の第３実施形態の変形例２を説明する図である。
【図１２】第３実施形態による固体酸化物型燃料電池の製造工程例を説明する図である。
【図１３】本発明による固体酸化物型燃料電池の接続例を説明する図である。
【図１４】火炎直接利用により発電する固体酸化物型燃料電池を説明する図である。
【図１５】複数の固体酸化物型燃料電池を電気的に接続することにより大面積の燃料電池を形成した例を説明する図である。
【図１６】従来技術による固体酸化物型燃料電池の製造工程を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００９３】
１    固体電解質基板
２    カソード電極層（空気極層）
３    アノード電極層（燃料極層）
４    バーナー
５    固定部材層
Ｃ１、Ｃ２    固体酸化物型燃料電池
ｃ１〜ｃ３    ひび割れ
Ｍ１、Ｍ２    金属メッシュ
【図１】
2007149548.tif 000003
【図２】
2007149548.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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