(57)【要約】【課題】燃料電池及びその製造方法に関する。高耐久性及び耐化学性を有し、かつ電気伝導性が向上した連結材が設けられ、電気的特性と耐久性が向上した燃料電池を提供することができる。【解決手段】本発明による燃料電池製造方法は、燃料電池用支持体を設ける段階と、前記支持体上に形成されセル間を連結する金属−ガラスを含む連結材層を形成する段階とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用支持体を設ける段階と、
前記支持体上にセル間を連結する金属−ガラスを含む連結材層を形成する段階と、
を含む燃料電池製造方法。
【請求項２】
前記金属は、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＦｅからなる群から選択されたいずれか１つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池製造方法。
【請求項３】
前記ガラスは、ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスであることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池製造方法。
【請求項４】
前記ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスは、ＢａＯの重量比が２５ｗｔ％〜３０ｗｔ％であり、ＳｉＯの重量比が１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池製造方法。
【請求項５】
前記金属−ガラスは、金属の重量比が２５ｗｔ％〜７５ｗｔ％であり、ガラスの重量比が７５ｗｔ％〜２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池製造方法。
【請求項６】
前記連結材層は、スラリー、シート、パウダー、メッシュ及びフォームのいずれか１つの形態で形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池製造方法。
【請求項７】
前記連結材層は、複数層で構成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池製造方法。
【請求項８】
前記連結材層は、湿式コーティング方法によりコーティングされることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池製造方法。
【請求項９】
前記湿式コーティング方法は、スクリーンプリンティングとディップコーティングのいずれか１つの方法であることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池製造方法。
【請求項１０】
前記燃料電池は、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池製造方法。
【請求項１１】
電解質層と、前記電解質層の一面に形成され燃料が供給される燃料電極と、前記電解質層の他面に形成され酸化気体が供給される空気電極とを含む複数の単位セルと、
金属−ガラスを含み、前記複数の単位セルを連結する連結材とを含む燃料電池。
【請求項１２】
前記金属は、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＦｅからなる群から選択されたいずれか１つ以上であることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１３】
前記ガラスは、ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスであることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１４】
前記ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスは、ＢａＯの重量比が２５ｗｔ％〜３０ｗｔ％であり、ＳｉＯの重量比が１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池。
【請求項１５】
前記金属−ガラスは、金属の重量比が２５ｗｔ％〜７５ｗｔ％であり、ガラスの重量比が７５ｗｔ％〜２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１６】
前記連結材は、スラリー、シート、パウダー、メッシュ及びフォームのいずれか１つの形態で形成されることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１７】
前記連結材は、前記複数の単位セルを連結して燃料電池バンドルまたはスタック構造を形成することを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１８】
前記連結材は、複数層で構成されることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項１９】
前記燃料電池は、円筒型、平管型または平板型の燃料電池であることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【請求項２０】
前記燃料電池は、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）であることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、電気伝導性に優れ、かつ高耐久性を有する燃料電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、燃料電池は、高分子燃料電池（ＰＥＭＦＣ）、ダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）、溶融炭酸塩燃料電池（ＭＣＦＣ）、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）、アルカリ燃料電池（ＡＦＣ）などに分類され、その種類は様々である。
【０００３】
中でも、固体酸化物燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＳＯＦＣ）は固体状のセラミックを電解質に用いることによって作動温度が６００℃〜１０００℃の高温で燃料と酸素が電気化学的に反応して電気を発生するため、発電効率が最も高い燃料電池である。また、ＳＯＦＣ燃料電池は高温の排気ガスを用い、熱併合発電方式にも使用できる。
【０００４】
ＳＯＦＣ燃料電池の場合、上記燃料電池を構成する単位電池及び上記燃料電池のスタックは極限環境下での耐久性と長期安定性を確保しなければならない。
【０００５】
上記ＳＯＦＣ燃料電池としては、円筒型、平板型及び円盤型などの様々な形態の燃料電池が研究されている。
【０００６】
特に、円筒型ＳＯＦＣ燃料電池は耐久性、起動時間及び熱衝撃に対する抵抗性及びガス密封に対する負担が少ない。また、円筒型ＳＯＦＣ燃料電池は機械的強度に優れ、セルの大型化に適合する。
【０００７】
このようなＳＯＦＣ燃料電池を構成する材料は高温サイクルに対する耐久性、化学的安定性、電気化学的活性、長期安定性及び信頼性を確保しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７，１５７，１７２号公報
【特許文献２】米国特許第７，２９７，４３６号公報
【特許文献３】韓国公開特許第２００７−０１００９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、燃料電池の高温サイクルに対する耐久性及び化学的安定性を有し、かつ電気伝導度に優れた連結材を備えた燃料電池及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態による燃料電池製造方法は、燃料電池用支持体を設ける段階と、上記支持体上にセル間を連結する金属−ガラスを含む連結材層を形成する段階とを含む。
【００１１】
上記金属は、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＦｅからなる群から選択された１つ以上であることができる。
上記ガラスは、ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスであることができる。
【００１２】
上記ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスは、ＢａＯの重量比が２５ｗｔ％〜３０ｗｔ％であり、ＳｉＯの重量比が１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％であることができる。
【００１３】
また、上記金属−ガラスは、金属の重量比が２５ｗｔ％〜７５ｗｔ％であり、ガラスの重量比が７５ｗｔ％〜２５ｗｔ％であることができる。
【００１４】
上記連結材層は、スラリー、シート、パウダー、メッシュ及びフォームのいずれか１つの形態で形成されることができる。
【００１５】
上記連結材層は、複数層で構成することができる。
【００１６】
上記連結材層は、湿式コーティング方法によりコーティングされることができ、上記湿式コーティング方法はスクリーンプリンティングとディップコーティングのいずれか１つの方法であることができる。
【００１７】
上記燃料電池は、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）であることができる。
【００１８】
本発明の他の実施形態による燃料電池は、電解質層と、電解質層の一面に形成され燃料が供給される燃料電極と、電解質層の他面に形成され酸化気体が供給される空気電極とを含む複数の単位セルと、金属−ガラスを含み、上記複数の単位セルを連結する連結材とを含む。
【００１９】
上記金属は、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＦｅからなる群から選択された１つ以上であることができる。
【００２０】
上記ガラスは、ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスであることができる。
【００２１】
上記ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスは、ＢａＯの重量比が２５ｗｔ％〜３０ｗｔ％であり、ＳｉＯの重量比が１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％であることができる。
【００２２】
また、上記金属−ガラスは、金属の重量比が２５ｗｔ％〜７５ｗｔ％であり、ガラスの重量比が７５ｗｔ％〜２５ｗｔ％であることができる。
【００２３】
上記連結材は、スラリー、シート、パウダー、メッシュ及びフォームのいずれか１つの形態で製造されることができる。
【００２４】
上記連結材は、上記複数の単位セルを連結して燃料電池バンドルまたはスタックを構成することができる。
【００２５】
上記連結材は、複数層で構成されることができる。
【００２６】
上記燃料電池は、円筒型、平管型または平板型の燃料電池であることができる。
【００２７】
上記燃料電池は、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）であることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の一実施形態によると、高温サイクルに対する耐久性及び化学的安定性を有し、かつ伝導度に優れた連結材を備えた燃料電池及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による燃料電池単位セルを概略的に示す断面図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態による燃料電池にセル間を連結する連結材を形成する工程を図示した工程概路図である。
【図２ｂ】本発明の一実施形態による燃料電池にセル間を連結する連結材を形成する工程を図示した工程概路図である。
【図３】本発明の一実施形態によって支持体上に形成された連結材の断面を示すＳＥＭ写真である。
【図４】図３に形成された連結材の断面を示すＳＥＭ写真である。
【図５ａ】本発明の一実施形態によって連結材を形成してバンドル構造を成した平板型及び平管型燃料電池を示す断面図である。
【図５ｂ】本発明の一実施形態によって連結材を形成してバンドル構造を成した平板型及び平管型燃料電池を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付された図面を参照して本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるように好ましい実施形態を詳しく説明する。但し、本発明を説明するに当たって、関連する公知機能または構成についての具体的な説明が本発明の旨を不明確にする虞があると判断される場合はその詳細な説明を省略する。
【００３１】
また、類似した機能及び作用をする部分については、図面全体において同一の符号を使用する。
【００３２】
なお、明細書全般において、ある構成要素を「含む」というのは、反対の意味を有する記載が特に無い限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態による燃料電池単位セルを概略的に示す断面図である。
【００３４】
本発明の一実施形態による燃料電池単位セルは、電解質層５０、上記電解質層の両面に形成された空気極または燃料極に該当する第１電極１０及び第２電極２０を含む。
【００３５】
第１電極１０と第２電極２０が形成された単位セルは、他の単位セルと直列または並列に連結されバンドルまたはスタック構造を成す。単位セルは、互いに直列または並列に連結され燃料電池全体の出力電圧または電流を増加させることができる。
【００３６】
本発明の一実施形態によると、上記単位セルは、上記第１電極１０または第２電極２０に形成された連結材３１、３２によって他の単位セルと接合する構造を有する。
【００３７】
図１を参照すると、上記第１電極１０上に形成された連結材３１と他の単位セルに形成された反対極性を有する第２電極が互いに直列に連結され、また、同一極性を有する第１電極が互いに並列に連結されて成ることができる。
【００３８】
このような連結材３１、３２が第１電極１０または第２電極２０に形成されることで、多様な形態で連結できるようになる。
【００３９】
ＳＯＦＣ燃料電池において連結材（ＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｏｒまたはＳｅｐｅｒａｔｏｒ）は、単位セルをバンドルまたはスタック構造で連結し、大容量ＳＯＦＣ燃料電池を製造するのに使われることができる。上記連結材は、電解質と電極からなる各単位電池を電気的に連結・供給する燃料と空気を隔離させると共に、機械的支持体の役割をする。
【００４０】
円筒型ＳＯＦＣ燃料電池の場合、連結材をインタコネクター（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）と言い、単位電池を電気的に連結すると共に、各単位電池から得られる電気出力を移動させる通路の役割をする。
【００４１】
一方、平板型ＳＯＦＣ燃料電池の場合には連結材を分離板（Ｓｅｐｅｒａｔｏｒ）と言い、各単位電池を電気的に連結すると共に、燃料電池に供給される燃料ガスと酸化ガスが互いに接しないように隔離させる役割をする。
【００４２】
大容量ＳＯＦＣ燃料電池を製造するに当たって、高耐久性及び高性能を具現するためには燃料電池を効率的に連結できる連結材が必要である。
【００４３】
本発明の一実施形態によると、連結材３１、３２には金属−ガラスを含むことができる。
【００４４】
上記金属は、連結材に電気伝導性を付与する役割をし、これに限定されるものではないが、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＦｅのいずれか１つ以上であることができる。
【００４５】
上記ガラスは、これに限定されるものではないが、ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスであり、上記ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスは、ＢａＯの重量比が２５ｗｔ％〜３０ｗｔ％、より具体的には２６．９１ｗｔ％〜２８．９１ｗｔ％であってもよく、ＳｉＯの重量比が１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％、より具体的には２０．６１ｗｔ％〜２２．６１ｗｔ％であってもよい。
【００４６】
上記ガラスは、金属パウダーに混合され連結材を緻密かつ堅固にし、他のセルとの接着力を向上させながら高耐久性及び耐化学性を有するようにする。
【００４７】
上記連結材は、セル間においてスラリー、シート、パウダー、メッシュ及びフォームのいずれか１つの形態に製造でき、多様な形態に製造され燃料電池のセル間を連結し、バンドルまたはスタック構造を形成することができる。
【００４８】
上記連結材は、１層に形成することができ、連結材の厚さを厚くして連結電極の電気的抵抗を減少させ、燃料電池全体の出力抵抗を低めることができる。
【００４９】
これにより、上記燃料電池の電気的特性が向上され、高出力低抵抗特性を有するようになる。
【００５０】
本発明の一実施形態による燃料電池は、湿式コーティング方式により形成され、熱処理工程を経て完成される。本発明の一実施形態による連結材は、固体酸化物燃料電池（ＳＯＦＣ）に適用でき、特に、その製造工程が簡単かつ容易で設計の自由度が高いことから、円筒型、平管型または平板型の燃料電池にも適用できる。上記連結材は、円筒型、平管型または平板型の燃料電池に適用され、セル間を連結してバンドルまたはスタック構造を形成するのに使用できる。
【００５１】
即ち、本発明の一実施形態による連結材を適用して、円筒型、平管型、平板型など多様な構造を有するＳＯＦＣ燃料電池の高容量を具現し、セル間を連結するバンドル及びスタックにおける電流集電抵抗を最小化することができる。
【００５２】
図２ａ及び図２ｂは、本発明の一実施形態による燃料電池にセル間を連結する連結材を形成する工程を図示した工程概路図である。
【００５３】
図２ａを参照すると、本発明の一実施形態による多様な燃料電池用支持体１００が設けられる。ＳＯＦＣ燃料電池セルの燃料極支持体、空気極支持体及び／またはセラミック支持体などの支持体１００に本発明の一実施形態による連結材を形成できる。
【００５４】
図２ｂを参照すると、上記支持体１００上に形成されセル間を連結する金属−ガラスを含む連結材層３００を形成する。
【００５５】
本発明の一実施形態によると、金属−ガラスを用いて支持体１００上に連結材層３００を形成する。上記金属−ガラスは、これに限定されるものではないが、Ａｇ−ガラス、Ｎｉ−ガラス、Ｃｏ−ガラス、Ｃｕ−ガラス及びＦｅ−ガラスのうち１つ以上を用いることができる。
【００５６】
本発明の一実施形態によると、上記金属−ガラスは、金属の重量比が２５ｗｔ％〜７５ｗｔ％であり、ガラスの重量比が７５ｗｔ％〜２５ｗｔ％であることができる。
【００５７】
上記金属−ガラスに用いられるガラスは、ＢａＯ−ＳｉＯ系合金材料が使われる。これに限定されるものではないが、上記ＢａＯ−ＳｉＯ系ガラスは、ＢａＯの重量比が２５ｗｔ％〜３０ｗｔ％、より具体的には２６．９１ｗｔ％〜２８．９１ｗｔ％であってもよく、ＳｉＯの重量比が１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％、より具体的には２０．６１ｗｔ％〜２２．６１ｗｔ％であってもよい。
【００５８】
また、上記Ｂａ−ＳｉＯ系ガラスは８５０度で結晶化し、伝導性金属またはセラミックに混合されてフィラー（ｆｉｌｌｅｒ）の役割をする。上記ガラスはそれに混合されたセラミックまたはガラスの特性を維持しつつ焼結性を向上させ、緻密な膜を形成できるようにする。
【００５９】
本発明の一実施形態によると、金属−ガラスパウダーを粉砕してスラリーを製作し、燃料極支持体、空気極支持体またはセラミック支持体に連結材層を湿式コーティング方法で製造する。上記湿式コーティング方法は、これに限定されるものではないが、スクリーンプリンティングとディップコーティングのいずれかの方法を適用する。コーティング後、これに限定されるものではないが、約８５０度の温度で熱処理して連結材を緻密化させる。
【００６０】
また、本発明の一実施形態による連結材層は、スラリー、シート、パウダー、メッシュ及びフォームのいずれか１つの形態で形成されることができる。一例として、テープキャスティング法によって上記支持体上にシート（Ｓｈｅｅｔ）膜状に適用させることもできる。
【００６１】
また、上記連結材層は、１層以上の多層に形成した後、その厚さを調節してもよい。
【００６２】
本発明の一実施形態によって製造された連結材層３００は、ガラスを含んでいるため支持体１００に接着され、熱処理後にも剥離現象が発生しない。また、従来のＬａＣｒＯ３系セラミックとは異なり、還元雰囲気で体積が膨張されるのを防止できるので、電気的抵抗が増加しない。
【００６３】
また、上記連結材層のコーティング厚さを増加させたり、多層化することで高密度膜と高電導性膜を容易に製造することができる。また、上記連結材層を形成することで、セルのバンドル、スタックの電気的特性を向上させ、容量特性が改善した燃料電池を製造できるようになる。
【００６４】
即ち、本発明の金属−ガラス素材を用いてセル間を連結し、集電抵抗を最小化することで高性能、高耐久性の特性が具現されるバンドル及びスタックを製造できるようになる。また、燃料電池の製造において、セル間の連結材を形成する工程を簡略化することができ、ガラスを含んでいるため熱処理温度を下げて工程時間を短縮させることができる。
【００６５】
支持体として燃料極、空気極、セラミックなどのすべての支持体に本発明の一実施形態による連結材を適用すると、集電連結工程が単純となり、簡単な方法で大容量スタック構造を有するＳＯＦＣ燃料電池を製造できるようになる。
【００６６】
図３は、本発明の一実施形態によって支持体１００上に形成された連結材の断面を示すＳＥＭ写真であり、図４は、図３に形成された連結材の断面を示すＳＥＭ写真である。
【００６７】
連結材層３００に導電性金属３０ａであるＡｇが相互連結されており、かつその間がガラス３０ｂでカバーされていることが分かる。
【００６８】
図３及び図４を参照すると、金属−ガラス連結材３００は、一旦、膜状に製造されると、導電性金属３０ａがガラス３０ｂでカバーされている構造を形成するようになることが分かる。
【００６９】
上記ガラスはこれに限定されるものではないが、Ａｇ、Ｎｉのような導電性金属をガラスと均一に混合し、導電性金属粒子の間がガラスでカバーされている構造を形成することができる。
【００７０】
即ち、上記導電性金属粒子が互いに均一に連結されてることで優れた電気伝導性を維持し、また、添加されたガラスによって焼結特性が向上されることで緻密な膜を形成できる。これによって、セル、バンドル及びスタックの連結特性を改善させ、全体燃料電池の出力向上と共に機械的に堅固な連結構造を形成することができる。
【００７１】
このような構造により高電気伝導性が得られるため、ＳＯＦＣ燃料電池は複数のセルを効率的に連結することで、セル、バンドル及びスタック構造の性能を大きく向上させることができるようになる。
【００７２】
また、本発明のガラスは、ＳＯＦＣ燃料電池支持体（燃料極、空気極、セラミック）などの表面上に容易にコーティングできるため、様々な形態に変形して適用されることができる。つまり、設計の多様性が高くなる。
【００７３】
そのため、本発明の一実施形態によると、ＳＯＦＣ燃料電池に如何なる形態の表面にも容易にコーティングでき、熱処理後、接合界面での接着力を向上させ、界面抵抗を最小化することができる連結材が提供される。即ち、このような連結材がＳＯＦＣ燃料電池に適用され、高性能及び高耐久性を有するＳＯＦＣ燃料電池が提供される。
【００７４】
図５ａ及び図５ｂは、本発明の一実施形態によって連結材を形成してバンドル構造を成した平板型及び平管型燃料電池を示す断面図である。
【００７５】
図５ａは、本発明の一実施形態によって形成されたバンドル（ｂｕｎｄｌｅ）構造を有する円筒型燃料電池を概略的に示す。
【００７６】
上記円筒型燃料電池の単位セルは、本発明の一実施形態によると、空気電極である第１電極１０１と燃料電極である第２電極２０１を含み、上記第１電極１０１及び第２電極２０１の間に形成された固体酸化物電解質層５０１を含む。上記第１電極１０１、第２電極２０１及び電解質層５０１は円筒型の構造を有する。
【００７７】
上記円筒型単位セルは、第１電極１０１上に金属ガラス連結材３０１層が形成され、上記金属ガラス連結材３０１層は導電部材４０１により他の燃料電池の第２電極及び第１電極に電気的に連結される。
【００７８】
図５ａを参照すると、各単位セルは、金属ガラス連結材３０１層と導電部材４０１によって直列及び並列に接続されて１つのバンドルを形成し、このような構造自体には密閉機能があり熱的安定性が向上できる。
【００７９】
図５ｂは、本発明の一実施形態によって形成されたスタック構造を有する平管型燃料電池を概略的に示した図面である。
【００８０】
上記平管型燃料電池の単位セルは、本発明の一実施形態によると、燃料電極に該当する第１電極１０２と空気電極に該当する第２電極２０２を含み、上記第１電極１０２と第２電極２０２の間に形成された固体酸化物電解質層５０２を含む。上記第１電極１０２、第２電極２０２及び電解質層５０２は平管型構造を有する。
【００８１】
本発明の一実施形態によると、連結材３０２は支持体上に形成され、これに限定されず、上記支持体はセラミック支持体であることができる。
【００８２】
本発明の一実施形態によると、金属ガラス連結材３０２層を使用して単位セルと単位セルを積層し、スタック（ｓｔａｃｋ）構造を形成する。
【００８３】
上記１つの単位セルの第１電極１０２と他の単位セルの第２電極２０２は、連結材３０２層によって電気的に連結され直列接続される。このような方式で積層されたスタック構造を有する燃料電池は、他のスタック構造を有する燃料電池と導電部材４０２によって並列に連結され、大容量燃料電池を構成できるようになる。
【実施例１】
【００８４】
本発明の一実施例によって製造された金属−ガラス連結材の電気的特性を確認するために電気伝導率を比較した。
【００８５】
本発明の一実施例によってＡｇ−ガラス合成スラリーを製造し、スクリーンプリングティング方法でセラミック基板上に連結材層をプリンティングした後、８５０度で熱処理した。
【００８６】
Ａｇ含量１００％である時の電気伝導性を基準に、Ａｇとガラスの含量を変更しながら電気伝導性の変化を実験した。
【００８７】
【表１】
2012084508.tif 000003
【００８８】
上記表１を参照すると、Ａｇパウダーの重量比が７５ｗｔ％で、ガラスパウダーの重量比が２５ｗｔ％である場合に、Ａｇパウダーの重量比が１００ｗｔ％の場合とほぼ類似した９０％の電気伝導性を有することが分かった。
【００８９】
つまり、金属−ガラスを含む連結材の場合は、金属を含んでいるため熱処理後に優れた電気伝導性と緻密性を有するＳＯＦＣ燃料電池を製造できることが分かる。
【００９０】
本発明の一実施例によると、酸化及び還元雰囲気においても安定した金属−ガラス連結材を用いるため、ＳＯＦＣ燃料電池セル、バンドル及びスタックにおける高性能化及び高耐久性が実現され、大容量のＳＯＦＣ燃料電池を製造することができる。
【００９１】
また、金属−ガラス連結材は伝導性金属を含んでいるため電気伝導性に優れ、かつ、酸化、還元雰囲気において安定した構造を有することができる。
【００９２】
また、既存のＳＯＦＣ燃料電池セル、バンドル及びスタックに適用されたＬａＣｒＯ３系セラミック連結材に比べて熱処理温度が低いため、他の材料との熱的、化学的反応を防止し、安定した構造を形成することができる。また、ガラスの添加により単純な工程で高密度の緻密膜を容易に製造できるだけでなく、他の構成材料との界面接着力も向上させることができる。
【００９３】
さらに、単純な製造工程により燃料電池セル、バンドル及びスタックの製作やＳＯＦＣ燃料電池の大容量化が可能な上、連結材層を多様な支持体に形成できるため、ＳＯＦＣ燃料電池の設計の自由度が向上される。即ち、多様な厚さの連結材層が形成することができ、連結材層の厚さによる抵抗損失を最小化し高性能及び高耐久性を有するＳＯＦＣ燃料電池を製造できるようになる。
【００９４】
また、上記製造工程の単純化により製造コストを低減でき、ＳＯＦＣ燃料電池の大量生産が可能となる。
【図１】
2012084508.tif 000004
【図２ａ】
2012084508.tif 000005
【図２ｂ】
2012084508.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
2012084508.tif 000009
【図５ｂ】
2012084508.tif 000010