(57)【要約】【課題】従来よりも水熱劣化を抑制可能なジルコニア系固体電解質を提供すること。また、これを用いた固体酸化物形燃料電池を提供すること。【解決手段】３〜７モル％のスカンジアを含むスカンジア安定化ジルコニアに、０．５〜２モル％の酸化ガリウムを添加してなるジルコニア系固体電解質とする。これにより、水熱劣化環境下に曝されても、その結晶相が正方晶から単斜晶へ相転移し難くなる。また、このジルコニア系固体電解質を電解質に用いた固体酸化物形燃料電池とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３〜７モル％のスカンジアを含むスカンジア安定化ジルコニアに、０．５〜２モル％の酸化ガリウムを添加してなることを特徴とするジルコニア系固体電解質。
【請求項２】
請求項１に記載のジルコニア系固体電解質を用いた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、ジルコニア系固体電解質およびこれ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（以下、「ＳＯＦＣ」ということがある。）は、電解質として酸素イオン導電性を示す固体電解質を用いた燃料電池である。
【０００３】
一般に、ＳＯＦＣの固体電解質には、（１）酸素イオン導電率が高い、（２）機械的強度に優れる、（３）材料の安定性に優れるなどの特性が要求される。
【０００４】
従来、ＳＯＦＣの固体電解質としては、イットリア安定化ジルコニアなどのジルコニア系固体電解質が広く用いられてきたが、このイットリア安定化ジルコニアは比較的酸素イオン導電率が低い。そのため、最近では、これに代わるジルコニア系固体電解質として、比較的高い酸素イオン導電率を有するスカンジア安定化ジルコニアが用いられるようになってきている。
【０００５】
また、平板状の固体電解質を用いた平板形ＳＯＦＣの場合、固体電解質の材料強度が不十分であると、電池の製造工程やスタック組立工程などにおいて、ハンドリングによる破損が生じるおそれがある。したがって、この場合には、とりわけハンドリングに十分な機械的強度が要求される。
【０００６】
比較的高い酸素イオン導電率を有し、かつ、機械的強度にも優れた固体電解質としては、非特許文献１などに示されるように、例えば、４〜６モル％のスカンジアを含み、その結晶相が主として正方晶からなるスカンジア安定化ジルコニアや、これに少量のアルミナを複合したスカンジア安定化ジルコニアなどが知られている。
【０００７】
【非特許文献１】Ｍ．ＨＩＲＡＮＯ，Ｅ．ＫＡＴＯ，「Transfomation of Sc2O3-doped tetragonal zirconia polycrystals by aging under hydrothermal conditions」，JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE34，1999,p.1399-1405
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来知られるスカンジア安定化ジルコニアは、上記（３）材料の安定性の点で問題があった。
【０００９】
すなわち、従来のスカンジア安定化ジルコニアは、１００℃〜３００℃付近の温度域に長時間に亘り放置されると材料劣化が生じるという欠点があった。
【００１０】
これは、常温では準安定相である正方晶が安定相である単斜晶に自発的に相転移し、この相転移に伴う体積膨張により微少亀裂が発生するためである。この相転移に起因する材料劣化は、非特許文献１などにも記載されるように、水または水蒸気の存在下において著しく加速されることが分かっている（以下、この種の材料劣化を「水熱劣化」という。）。
【００１１】
従来のスカンジア安定化ジルコニアをＳＯＦＣの固体電解質として用いた場合、ＳＯＦＣの作動温度域（約７５０℃〜１０００℃程度）では、上記水熱劣化は別段問題にはならない。
【００１２】
しかしながら、ＳＯＦＣでは、燃料ガスを数％加湿したり、都市ガスを改質するために多量の水を加えたりすることがあるため、電池内部には、水分が残留しやすい。そのため、ＳＯＦＣの起動停止時には、１００℃〜３００℃付近の温度域、かつ、水または水蒸気が存在する環境下（以下、「水熱劣化環境」という。）に固体電解質が繰り返し曝される。
【００１３】
これにより固体電解質が水熱劣化し、場合によっては構造が破壊されるなどの問題が指摘されていた。
【００１４】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来よりも水熱劣化を抑制可能なジルコニア系固体電解質を提供することにある。また、これを用いた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】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明に係るジルコニア系固体電解質は、３〜７モル％のスカンジアを含むスカンジア安定化ジルコニアに、０．５〜２モル％の酸化ガリウムを添加してなることを要旨とする。
【００１６】
また、本発明に係る固体酸化物形燃料電池は、上記ジルコニア系固体電解質を用いたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るジルコニア系固体電解質は、３〜７モル％のスカンジアを含むスカンジア安定化ジルコニアに、０．５〜２モル％の酸化ガリウムを添加している。
【００１８】
そのため、３〜７モル％のスカンジアを含むスカンジア安定化ジルコニアが有する高い酸素イオン導電率を大きく低減させることなく、水熱劣化を抑制することができる。また、水熱劣化環境下に曝される前の段階においても、十分な機械的強度を有する。
【００１９】
また、本発明に係る固体酸化物形燃料電池は、電解質として上記ジルコニア系固体電解質を用いているので、起動停止により、１００℃〜３００℃付近の温度域、かつ、水または水蒸気が存在する環境下に電解質が繰り返し曝されても、電解質が水熱劣化し難い。そのため、電池性能の低下が抑制され、信頼性にも優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係るジルコニア系固体電解質について詳細に説明する。本発明に係るジルコニア系固体電解質（以下、「本電解質」という。）は、３〜７モル％のスカンジア（Ｓｃ２Ｏ３）を含むスカンジア安定化ジルコニアに、０．５〜２モル％の酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）を添加してなる。
【００２１】
本電解質において、スカンジア含有率の上限値は、具体的には、７モル％、好ましくは、６．５モル％、より好ましくは、６モル％であると良い。
【００２２】
スカンジア含有率の上限値が７モル％を越えると、本電解質の結晶相中における立方晶の割合が多くなり、機械的強度が低下する傾向が見られるからである。
【００２３】
一方、上記上限値と組み合わせ可能なスカンジア含有率の下限値は、具体的には、３モル％、好ましくは、３．５モル％、より好ましくは、４モル％であると良い。
【００２４】
スカンジア含有率の下限値が３モル％未満になると、水熱劣化環境下に曝される前の段階で、本電解質の結晶相中における単斜晶の割合が多くなり、酸素イオン導電率が低下したり、温度変化による相転移（約１１５０℃付近で起こる）に伴う体積変化が生じやすくなったりするからである。
【００２５】
本電解質において、酸化ガリウム含有率の上限値は、具体的には、２モル％、好ましくは、１．５モル％であると良い。
【００２６】
酸化ガリウム含有率の上限値が２モル％を越えると、酸素イオン導電率が低下する傾向が見られるからである。
【００２７】
一方、上記上限値と組み合わせ可能な酸化ガリウム含有率の下限値は、具体的には、０．５モル％、好ましくは、０．７５モル％であると良い。
【００２８】
酸化ガリウム含有率の下限値が０．５モル％未満になると、水熱劣化を抑制する効果が低下する傾向が見られるからである。
【００２９】
本電解質は、水熱劣化環境下に曝される前の段階においては、その結晶相が実質的に単斜晶を含まず、主として正方晶（または正方晶と立方晶の混合相）からなることが好ましい。酸素イオン導電率と機械的強度とのバランスに優れるからである。
【００３０】
一方、水熱劣化環境に曝された後の段階においては、その結晶相中に、少なからず単斜晶が生成する。しかしながら、本電解質は、従来に比較して、単斜晶への相転移率が大幅に少ない。
【００３１】
水熱劣化環境に本電解質が曝された場合、その後の結晶中に含まれる単斜晶の含有率は、好ましくは、７０％以下、より好ましくは、６５％以下、最も好ましくは、６０％以下の範囲内にあると良い。
【００３２】
なお、上記にいう単斜晶の含有率とは、１３００℃で焼成された本電解質を、樹脂製容器（例えば、ポリテトラフルオロエチレン製など）内の蒸留水中に入れた後、これを圧力容器（例えば、ステンレス製など）中にて、水熱条件下１５０℃で一定時間保持した後、Ｘ線回折により、単斜晶の（１１１）面および（１１１バー）面と正方晶あるいは立方晶の（１１１）面のピーク強度を求め、下記の化１で算出される単斜晶の割合をいう。なお、一定時間保持した後、Ｘ線回折により測定するには、具体的には、例えば、全体で２０時間保持し、５時間おきに試料を取り出してＸ線回折により測定するなどすれば良い。
【００３３】
【化１】
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【００３４】
次に、上記本電解質の製造方法（以下、「本製造方法」ということがある。）について説明する。
【００３５】
本電解質を製造するには、具体的には、例えば、３〜７モル％のスカンジアを含むスカンジア安定化ジルコニア中に、さらに０．５〜２モル％の酸化ガリウムを含有するように、ジルコニウム化合物、スカンジウム化合物、ガリウム化合物を用いて原料混合物を調製する原料調製工程、この原料混合物を４００〜１０００℃で１〜５時間仮焼する仮焼工程、得られた仮焼体を粉砕し、成形して成形体とする粉砕・成形工程、および、この成形体を１０５０〜１４５０℃で焼成する焼成工程などを経ることによって製造することができる。以下、各工程について説明する。
【００３６】
先ず、原料調製工程では、本電解質が所望の組成となるように、ジルコニウム化合物、スカンジウム化合物およびガリウム化合物を秤量し、各種調製方法を用いて原料混合物を調製すれば良い。
【００３７】
ここで、上記ジルコニウム化合物としては、具体的には、例えば、ジルコニア、水酸化ジルコニウム、ジルコニウムの無機酸塩（オキシ塩化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、オキシ硫酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウムなど）、ジルコニウムの有機酸塩（酢酸ジルコニウム、シュウ酸ジルコニウム、クエン酸ジルコニウム、マロン酸ジルコニウムなど）などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。
【００３８】
また、スカンジウム化合物としては、具体的には、例えば、スカンジア、水酸化スカンジウム、炭酸スカンジウム、スカンジウムの無機酸塩（硝酸スカンジウム、塩化スカンジウム、硫酸スカンジウムなど）、スカンジウムの有機酸塩（酢酸スカンジウム、シュウ酸スカンジウム、クエン酸スカンジウム、マロン酸スカンジウムなど）などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。
【００３９】
また、ガリウム化合物としては、具体的には、例えば、酸化ガリウム、水酸化ガリウム、炭酸ガリウム、ガリウムの無機塩類（硝酸ガリウム、塩化ガリウムなど）などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。
【００４０】
上記原料混合物を調製する方法としては、具体的には、例えば、共沈法、ゾルゲル法、加水分解法、酸化物混合法、これらの組み合わせなどを例示することができる。
【００４１】
より具体的には、例えば、所定量のジルコニウム化合物を含む水溶液を加水分解してジルコニアゾルを生成させる。そして、このジルコニアゾルと、所定量のスカンジウム成分、ガリウム成分を含む水溶液とを混合する。そして、この混合水溶液に適当な沈澱剤を加え、加熱、撹拌するなどして、水和ジルコニア、スカンジウム成分、ガリウム成分を含む沈澱物を生成させる。その後、この沈澱物を分離回収して、必要に応じて洗浄・乾燥するなどすれば、原料混合物を得ることができる。
【００４２】
また例えば、所定量のジルコニア、スカンジアおよび酸化ガリウムをボールミルなどを用いて湿式混合し、得られた混合物を乾燥するなどすれば、原料混合物を得ることができる。
【００４３】
なお、必要に応じて、焼結助剤やバインダー（例えば、ポリビニルアルコール系バインダー、アクリル系バインダーなど）などを原料混合物中に適宜配合しても良い。
【００４４】
次いで、仮焼工程において、上記得られた原料混合物を仮焼する。仮焼温度としては、通常、４００〜１０００℃程度、好ましくは、６００〜８００℃とすれば良い。この仮焼は、主として、熱拡散により原料組成を均質化させたり、ＺｒＯ２の一部を予め正方晶へ相転移させることにより焼結を促進させたりするためのものである。
【００４５】
仮焼温度が４００℃未満になると、仮焼目的が十分に達し得ないことがあり、一方、仮焼温度が１０００℃を超えると、粉砕後においても凝集粒が残留し、これが大きな破壊点となってジルコニア系固体電解質の強度が低下する傾向が見られる。したがって、これらに留意して仮焼温度を選択すると良い。
【００４６】
次いで、粉砕・成形工程において、上記得られた仮焼体を粉砕し、成形する。粉砕方法としては、具体的には、例えば、ボールミル、ビーズミル、クラッシャーミル、サンドミル、振動ミル、アトライターなどを例示することができる。仮焼体は、通常、粉状物、塊状物などの形態で得られるが、必要であれば、さらに粉砕して所望の形態にしても良い。また、適当な粒度分布となるように分級しても良い。
【００４７】
一方、成形方法としては、具体的には、例えば、プレス成形法、テープ成形法押出成形法、射出成形法などを例示することができる。なお、本製造方法では、成形に先立ち、予めバインダーを用いて混練したり、造粒したりしても良い。
【００４８】
次いで、焼成工程において、上記成形体の焼結を行う。この焼結方法としては、特に加圧焼結が好ましい。一層緻密な焼結体を製造することができるからである。焼成温度は、通常、１０５０〜１５００℃程度、好ましくは、１２００〜１４００℃とすれば良く、組成などに応じて適宜調節することができる。
【００４９】
焼成温度が１０５０℃未満になると、緻密な焼結体が得られ難くなる傾向が見られ、一方、１５００℃を超えると、結晶粒の異常粒成長などが生じ、所望の機械的特性が得られ難くなる傾向が見られる。したがって、これらに留意して焼成温度を選択すると良い。
【００５０】
次に、本発明に係る固体酸化物形燃料電池（以下、「本ＳＯＦＣ」ということがある。）について説明する。
【００５１】
本ＳＯＦＣは、燃料極、電解質、空気極がこの順に積層された単セルをセパレータを介して多数段積層してなり、単セル中の電解質として、上記本発明に係るジルコニア系固体電解質を用いたものである。
【００５２】
ここで、本ＳＯＦＣの電池構造は、平板形、円筒形および一体形の何れの構造であっても良い。また、平板形の場合、電解質が自立した自立膜式、支持機能を兼ね備えた電極に厚さの薄い電解質薄膜が支持される支持膜式の何れの方式であっても良い。
【００５３】
もっとも、上記した本電解質は、（１）酸素イオン導電率が高い、（２）機械的強度に優れる、（３）水熱劣化し難く、材料の安定性に優れるなどの利点を有するものであることから、電池構造としては、平板形が好ましく、とりわけ、自立膜式平板形が最も好ましい。
【００５４】
この場合、本電解質の厚みとしては、５０〜３００μｍの範囲内、好ましくは、１００〜２００μｍの範囲内にあると良い。厚みが５０μｍより薄くなると、構造材料としての信頼性が低下する傾向が見られ、一方、３００μｍより厚くなると、電気抵抗が大きくなって、酸素イオン導電率が低下する傾向が見られるからである。
【００５５】
本ＳＯＦＣは、例えば、次のようにして得ることができる。すなわち、上記本製造方法を用いて、平板状、円筒状またはハニカム状など、所望の形状を有する本電解質を作製する。なお、本電解質を平板状にするには、本製造方法の成形時にプレス成形法、テープ成形法などを用い、本電解質を円筒状またはハニカム状にするには、本製造方法の成形時に押出成形法、射出成形法などを用いれば良い。
【００５６】
次いで、得られた本電解質の一方面に、例えば、ニッケル−スカンジア安定化ジルコニアサーメットなどをスラリー状にした燃料極材料を塗布して所定温度で焼成して燃料極を形成する。
【００５７】
次いで、本電解質の他方面に、例えば、ランタンストロンチウムマンガネートなどをスラリー状にした空気極材料を塗布して所定温度で焼成して空気極を形成する。
【００５８】
次いで、得られた単セルと、ランタン−クロム系酸化物、フェライト系ステンレスなどからなるセパレータとを交互に積層し、燃料ガス導入手段および酸化剤ガス導入手段などを取り付けるなどすれば、本ＳＯＦＣが得られる。
【実施例】
【００５９】
以下に実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。
【００６０】
初めに、本実施例に係るジルコニア系固体電解質の原料を以下の手順により調製した。すなわち、０．１ｍｏｌ／ｌのオキシ塩化ジルコニウム（ＺｒＯＣｌ２・８Ｈ２Ｏ）水溶液８００ｍｌを１００℃にて１６８時間加水分解し、ジルコニアゾル（単斜晶ジルコニア）を作製した。
【００６１】
一方、４ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３−１ｍｏｌ％Ｇａ２Ｏ３−９５ｍｏｌ％ＺｒＯ２の組成となるように予め秤量したスカンジア（Ｓｃ２Ｏ３）と酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）とを６Ｎ硝酸２０ｍｌに加え、２時間撹拌して溶解させ、スカンジウム成分およびガリウム成分を含む混合水溶液を作製した。
【００６２】
次いで、上記組成となるように秤量したジルコニアゾルと、スカンジウム成分およびガリウム成分を含む混合水溶液とを混合し、ジルコニアゾル、スカンジウム成分およびガリウム成分を含む混合水溶液を作製した。
【００６３】
次いで、この混合水溶液に、沈澱剤として尿素を加え、９０℃の温度で２４時間撹拌することにより、Ｚｒの水和物（水和ジルコニア）とＳｃの塩基性炭酸塩とＧａの水酸化物とを含有する沈殿物を生成させた。
【００６４】
次いで、この沈澱物を遠心分離装置により分離回収し、洗浄、乾燥した。次いで、これを６００℃の温度で１時間仮焼した後、ビーズミルを用いて２４時間解砕した。
【００６５】
これにより、４ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３−１ｍｏｌ％Ｇａ２Ｏ３−９５ｍｏｌ％ＺｒＯ２の組成を有するジルコニア系固体電解質（以下、「４Ｓｃ１ＧａＳＺ」という。）の原料粉末を作製した。
【００６６】
上記原料粉末の作製手順に従い、５ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３−１ｍｏｌ％Ｇａ２Ｏ３−９４ｍｏｌ％ＺｒＯ２、６ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３−１ｍｏｌ％Ｇａ２Ｏ３−９３ｍｏｌ％ＺｒＯ２の各組成を有するジルコニア系固体電解質（以下、それぞれ「５Ｓｃ１ＧａＳＺ」、「６Ｓｃ１ＧａＳＺ」という。）の各原料粉末を作製した。
【００６７】
一方、酸化ガリウムを添加しなかった以外は上記原料粉末の作製手順に従い、４ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３−９６ｍｏｌ％ＺｒＯ２、５ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３−９５ｍｏｌ％ＺｒＯ２、６ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３−９４ｍｏｌ％ＺｒＯ２の各組成を有するスカンジア安定化ジルコニア（以下、それぞれ「４ＳｃＳＺ」、「５ＳｃＳＺ」、「６ＳｃＳＺ」という。）の各原料粉末を作製し、これらをそれぞれ比較原料とした。
【００６８】
次に、これらＳｃＧａＳＺ粉末、ＳｃＳＺ粉末を、２ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で静水圧プレス（ＣＩＰ）し各成形体を作製した。次いで、これら各成形体を、１０００℃〜１３００℃の温度範囲にて１時間焼成することにより、縦×横×長さ＝３ｍｍ×４ｍｍ×３０ｍｍの棒状の各固体電解質（４Ｓｃ１ＧａＳＺ、５Ｓｃ１ＧａＳＺ、６Ｓｃ１ＧａＳＺ、４ＳｃＳＺ、５ＳｃＳＺ、６ＳｃＳＺ）を作製した。
【００６９】
次に、これら各固体電解質について、アルキメデス法を用いて嵩密度および見掛気孔率の測定を行った。その結果を図１〜図３に示す。
【００７０】
図１〜図３によれば、酸化ガリウムを添加しても、１１００℃以上の焼成温度域において緻密体となっており、酸化ガリウムの添加が、焼結性を著しく低下させるなどの問題はほとんどないことが分かる。
【００７１】
次に、上記各固体電解質について、酸素イオン導電率の温度依存性を調べた。その結果を図４に示す。なお、酸素イオン導電率は、交流インピーダンス法により測定を行った。
【００７２】
図４によれば、酸化ガリウムを含む４Ｓｃ１ＧａＳＺ、５Ｓｃ１ＧａＳＺ、６Ｓｃ１ＧａＳＺは、これを含まない４ＳｃＳＺ、５ＳｃＳＺ、６ＳｃＳＺとほぼ同様に比較的高い酸素イオン導電率を有していることが分かる。また、酸化ガリウムの添加により著しく酸素イオン導電率が低下する傾向は、測定温度範囲にわたって見られないことが分かる。
【００７３】
したがって、この結果から、特定量のスカンジアを含むスカンジア安定化ジルコニアに、さらに特定量の酸化ガリウムを含有させても、酸素イオン導電率の低下を最小限に留めることができることが分かる。
【００７４】
次に、上記各固体電解質についてＸ線回折試験を行い、後述する水熱劣化試験の前段階における結晶相を調べた。その結果を図５〜図７に示す。なお、Ｘ線回折装置には、ＰＨＩＬＩＰＳ製ＰＷ１７９２型を用い、ＣｕＫα線で測定を行い、内部標準にはＳｉ粉末を用いた。
【００７５】
図５〜図７によれば、４Ｓｃ１ＧａＳＺ、５Ｓｃ１ＧａＳＺ、６Ｓｃ１ＧａＳＺは、１０００℃〜１３００℃の温度範囲にわたって、その結晶相が実質的に正方晶（ｔ−ＺｒＯ２）で満たされており、単斜晶を含んでいないことが分かる。なお、１３００℃で焼成したサンプルについて、アルミニウム（Ａｌ）のピークがあるのは、焼成治具からの汚染物によるものである。
【００７６】
したがって、この結果から、特定量のスカンジアを含むスカンジア安定化ジルコニアにさらに特定量の酸化ガリウムを含有させた固体電解質は、水熱劣化前においてその結晶相が実質的に正方晶からなるので、酸化ガリウムを含有しないスカンジア安定化ジルコニア同様、高い機械的強度を有しているといえる。
【００７７】
次に、上記各固体電解質につき、水熱劣化試験を行い、水熱劣化後における結晶相を調べた。その結果を図８に示す。
【００７８】
なお、水熱劣化試験は、１３００℃で焼成された各固体電解質を、水熱条件下１５０℃にて２０時間まで水熱処理することにより行った。また、単斜晶の割合は、上述した方法により、５時間ごとに求めた。
【００７９】
図８によれば、酸化ガリウムを含む４Ｓｃ１ＧａＳＺ、５Ｓｃ１ＧａＳＺ、６Ｓｃ１ＧａＳＺは、これを含まない４ＳｃＳＺ、５ＳｃＳＺに比較して、何れの水熱処理時間についても、単斜晶への相転移率が低くなっており、従来よりも水熱劣化を大幅に抑制できていることが分かる。
【００８０】
特に、６Ｓｃ１ＧａＳＺでは、単斜晶への相転移がほとんど生じず、水熱劣化の抑制効果が極めて大きいことが分かる。
【００８１】
したがって、本発明に係るジルコニア系固体電解質を、ＳＯＦＣの電解質として用いれば、ＳＯＦＣの起動停止により、１００℃〜３００℃付近の温度域、かつ、水または水蒸気が存在する環境下に電解質が繰り返し曝されても、電解質が水熱劣化し難い。そのため、電池性能の低下が抑制され、信頼性に優れたＳＯＦＣが得られることが分かる。
【００８２】
以上、本発明について説明したが、本発明は、上記実施の形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、本発明に係るジルコニア系固体電解質の用途としてＳＯＦＣへの適用例を示したが、ＳＯＦＣ以外にも、酸素センサなどの酸素イオン導電性を利用した各種デバイスにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施例に係る４Ｓｃ１ＧａＳＺの焼成温度と嵩密度および見掛気孔率との関係を示した図である。
【図２】本発明の一実施例に係る５Ｓｃ１ＧａＳＺの焼成温度と嵩密度および見掛気孔率との関係を示した図である。
【図３】本発明の一実施例に係る６Ｓｃ１ＧａＳＺの焼成温度と嵩密度および見掛気孔率との関係を示した図である。
【図４】本発明の一実施例に係るＳｃＧａＳＺの酸素イオン導電率の温度依存性を、従来のＳｃＳＺとの関係において示した図である。
【図５】各焼成温度における４Ｓｃ１ＧａＳＺのＸＲＤパターンを示した図である。
【図６】各焼成温度における５Ｓｃ１ＧａＳＺのＸＲＤパターンを示した図である。
【図７】各焼成温度における６Ｓｃ１ＧａＳＺのＸＲＤパターンを示した図である。
【図８】本発明の一実施例に係るＳｃＧａＳＺを水熱劣化させたときの、時間と単斜晶への相転移率との関係を、従来のＳｃＳＺとの関係において示した図である。
【図１】
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【図２】
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【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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