(57)【要約】【課題】インターコネクタの剥離を抑制可能な電気化学セルを提供する。【解決手段】燃料電池１は、燃料極２と、空気極３と、燃料極２と空気極３の間に配置される固体電解質層４と、燃料極３に接続されるインターコネクタ８とを備える。インターコネクタ８は、カルシウムドープランタンクロマイトを主成分として含む。インターコネクタ８のうち燃料極３に近い側のａ層におけるカルシウム元素濃度Ｘ１は、インターコネクタ８のうち燃料極から遠い側のｅ層におけるカルシウム元素濃度Ｘ５よりも大きい。【選択図】図３
2017183279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極と、
空気極と、
前記燃料極と前記空気極の間に配置される固体電解質層と、
前記燃料極に接続されるインターコネクタと、
を備え、
前記インターコネクタは、カルシウムドープランタンクロマイトを主成分として含み、
前記インターコネクタのうち前記燃料極に近い側の第１端部におけるカルシウム元素濃度は、前記インターコネクタのうち前記燃料極から遠い側の第２端部におけるカルシウム元素濃度よりも大きい、
電気化学セル。
【請求項２】
前記第２端部におけるカルシウム元素濃度に対する、前記第１端部におけるカルシウム元素濃度の割合は、１.０より大きく１.５以下である、
請求項１に記載の電気化学セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示される技術は、電気化学セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気化学セルの一種として、燃料極、空気極及び固体電解質層を有する発電部と、燃料極に接続されるインターコネクタとを備える燃料電池が知られている。インターコネクタは、他の発電部の空気極と電気的に接続される。インターコネクタを構成する材料としては、カルシウムがドープされたランタンクロマイト（以下、「カルシウムドープランタンクロマイト」という。）が好適である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３５７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、インターコネクタのうち燃料極との界面付近においてクラックが発生するという問題がある。本発明者等が鋭意検討した結果、カルシウムドープランタンクロマイトは還元雰囲気で膨張するところ、インターコネクタに含まれるカルシウム元素濃度が還元膨張度に影響を与えているという知見を得た。
【０００５】
本発明は、上述の新たな知見に基づいてなされたものであり、インターコネクタの剥離を抑制可能な電気化学セル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】
【０００６】
電気化学セルは、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極の間に配置される固体電解質層と、燃料極に接続されるインターコネクタとを備える。インターコネクタは、カルシウムドープランタンクロマイトを主成分として含む。インターコネクタのうち燃料極に近い側の第１端部におけるカルシウム元素濃度は、インターコネクタのうち燃料極から遠い側の第２端部におけるカルシウム元素濃度よりも大きい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、インターコネクタの剥離を抑制可能な電気化学セルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】燃料電池の斜視図
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図
【図３】図２の部分拡大図
【図４】還元雰囲気に曝されたインターコネクタの作用を説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（燃料電池１の構成）
本実施形態に係る燃料電池１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、燃料電池１の斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【００１０】
燃料電池１は、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）である。燃料電池１は、電気絶縁性の支持基板２上に形成される複数の発電部を備えた、いわゆる横縞型の燃料電池である。ただし、燃料電池１の形態は、横縞型に限られるものではなく、縦縞型、燃料極支持型、電解質平板型、或いは円筒型などであってもよい。
【００１１】
燃料電池１は、支持基板２と、第１発電部１０と、第２発電部１１とを備える。第１発電部１０及び第２発電部１１それぞれは、燃料極３、固体電解質層４、反応防止層５、空気極６、空気極集電層７及びインターコネクタ８を備える。なお、図１では、空気極集電層７が図示されていない。
【００１２】
支持基板２は、扁平かつ一方向に長い形状である。支持基板２の厚さは特に制限されないが、１ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。支持基板２の気孔率は特に制限されないが、還元雰囲気において２０％〜６０％とすることができる。
【００１３】
支持基板２は、電気絶縁性の多孔質材料を主成分として含有する。支持基板２を構成する材料としては、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）とＭｇＯ（酸化マグネシウム）の混合物、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）、８ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、Ｙ２Ｏ３（イットリア）、ＣＺＯ（カルシウムジルコネート）などの絶縁性セラミックスを用いることができる。なお、本明細書において、「主成分として含有する」とは、対象成分を８０重量％以上含有することを意味する。
【００１４】
支持基板２は、燃料ガスの改質反応を促す触媒として機能する遷移金属又は当該遷移金属の酸化物を含んでいてもよい。遷移金属としては、Ｎｉ（ニッケル）が好適である。
【００１５】
支持基板２の内部には、５本の流路２１が設けられる。各流路２１は、支持基板２の長手方向に沿って延びる。発電時、各流路２１に流される燃料ガスは、支持基板２の細孔を通って燃料極３に供給される。流路２１の本数は、５本に限られない。
【００１６】
燃料極３は、アノードとして機能する。第１発電部１０の燃料極３は、第２発電部１１の燃料極３から離れている。燃料極３は、燃料極集電層３１と燃料極活性層３２とを有する。
【００１７】
燃料極集電層３１は、支持基板２上に配置される。燃料極集電層３１は、電子伝導性を有する物質によって構成される。燃料極集電部３１は、酸素イオン伝導性を有する物質を含んでいてもよい。燃料極集電層３１は、例えば、ＮｉＯ−８ＹＳＺ、ＮｉＯ−Ｙ２Ｏ３、ＮｉＯ−ＣＳＺなどによって構成することができる。燃料極集電部３１の厚さは特に制限されないが、５０μｍ〜５００μｍとすることができる。燃料極集電部３１の気孔率は特に制限されないが、２５％〜５０％とすることができる。
【００１８】
燃料極活性層３２は、燃料極集電層３１上に配置される。燃料極活性層３２は、電子伝導性を有する物質と酸素イオン伝導性を有する物質とによって構成される。燃料極活性層３２は、例えば、ＮｉＯ−８ＹＳＺやＮｉＯ−ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）などによって構成することができる。燃料極活性層３２における酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合は、燃料極集電部３１における酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合よりも大きいことが好ましい。燃料極活性層３２の厚さは特に制限されないが、５μｍ〜３０μｍとすることができる。燃料極活性層３２の気孔率は特に制限されないが、２５％〜５０％とすることができる。
【００１９】
固体電解質層４は、燃料極３と空気極６の間に配置される。固体電解質層４は、支持基板２及び燃料極３を覆うように配置される。図２に示す例では、第１発電部１０の固体電解質層４の一端部が、燃料極３上においてインターコネクタ８の一端部に当接し、かつ、第２発電部１１の固体電解質層４の一端部が、燃料極３上においてインターコネクタ８の他端部に当接している。また、固体電解質層４は、インターコネクタ８の長手方向の両端部にも当接している（図１参照）。このように、第１発電部１０の固体電解質層４、インターコネクタ８、及び第２発電部１１の固体電解質層４が面方向に連なることによって、燃料ガスと空気との混合を防止するためのシール膜が形成されている。なお、本実施形態では、第１発電部１０の固体電解質層４の一端部は、インターコネクタ８の一端部の上面を覆っており、第２発電部１１の固体電解質層４の一端部は、インターコネクタ８の他端部の上面を覆っている。
【００２０】
固体電解質層４は、ジルコニアを主成分として含むことができる。固体電解質層４を構成する材料としては、例えば、３ＹＳＺ、８ＹＳＺ、ＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）などを用いることができる。固体電解質層４の厚さは特に制限されないが、３μｍ〜５０μｍとすることができる。固体電解質層４は、緻密質である。固体電解質層４の気孔率は、２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。
【００２１】
反応防止層５は、固体電解質層４上に配置される。反応防止層５を構成する材料としては、例えば、セリア及びセリアに固溶した希土類金属酸化物を含むセリア系材料を用いることができる。このようなセリア系材料としては、ＧＤＣ、ＳＤＣ（サマリウムドープセリア）などが挙げられる。反応防止膜５の厚さは特に制限されないが、３μｍ〜５０μｍとすることができる。
【００２２】
空気極６は、反応防止層５上に配置される。空気極６を構成する材料としては、例えば、（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ＬＳＣＦ、ランタンストロンチウムコバルトフェライト）、（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ３（ＬＳＦ、ランタンストロンチウムフェライト）、Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ３（ＬＮＦ、ランタンニッケルフェライト）、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ＬＳＣ、ランタンストロンチウムコバルタイト）などが挙げられる。空気極６の厚さは特に制限されないが、１０〜１００μｍとすることができる。
【００２３】
空気極集電層７は、空気極６上に形成される。図２に示す例では、第１発電部１０の空気極集電層７が、第２発電部１１のインターコネクタ８に接続されている。空気極集電層７は、電子伝導性を有する多孔質材料によって構成される。空気極集電層７は、例えば、ＬＳＣＦ、ＬＳＣ、Ａｇ（銀）、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム合金）などによって構成することができる。空気極集電層７の厚さは特に制限されないが、５０μｍ〜５００μｍとすることができる。
【００２４】
インターコネクタ８は、燃料極３上に配置される。図２に示す例において、インターコネクタ８は、第１発電部１０と第２発電部１１とを電気的に接続している。インターコネクタ８の一端部には、第１発電部１０の固体電解質層４の一端部が当接し、インターコネクタ８の他端部には、第２発電部１１の固体電解質層４の一端部が当接している。また、インターコネクタ８の長手方向の両端部も固体電解質層４に当接している（図１参照）。このように、インターコネクタ８の外周は、緻密質の固体電解質層４によって取り囲まれている。
【００２５】
インターコネクタ８は、支持基板２や燃料極３に比べて緻密な層である。インターコネクタ８の気孔率は特に制限されないが、２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。インターコネクタ８の厚さは特に制限されないが、１０μｍ〜１００μｍとすることができる。
【００２６】
インターコネクタ８は、カルシウムがドープされたランタンクロマイト（以下、「カルシウムドープランタンクロマイト」という。）を主成分として含む。カルシウムドープランタンクロマイトは、一般式Ｌａ1-ＸＣａＸＣｒ１−Ｙ−ＺＡＹＯ３(ＡはＴｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，ＭｇおよびＡｌからなる群より選択される少なくとも１種類の元素であり、０．０２５≦Ｘ≦０．３，０≦Ｙ≦０．２２，０≦Ｚ≦０．１５である。)によって表される材料であり、一般的にＬＣＣと略称される。
【００２７】
（インターコネクタ８の内部におけるカルシウム元素濃度）
次に、インターコネクタ８の内部におけるカルシウム元素濃度の分布について、図面を参照しながら説明する。図３は、図２の部分拡大図である。インターコネクタ８は、インターコネクタ８の厚み方向（燃料極３、インターコネクタ８及び空気極集電層７の積層方向）において、燃料極３に近い側から順に、ａ層（第１端部の一例）、ｂ層、ｃ層、ｄ層、及びｅ層（第２端部の一例）の５層によって構成されている。ａ層〜ｅ層は、一体的に形成されている。
【００２８】
インターコネクタ８におけるカルシウム元素濃度は均一ではない。具体的に、カルシウム元素濃度は、ａ層に近いほど大きくなり、ｅ層に近いほど小さくなる。すなわち、ａ層〜ｅ層の内部におけるカルシウム元素濃度をＸ１〜Ｘ５とした場合、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３＞Ｘ４＞Ｘ５が成立する。従って、ａ層におけるカルシウム元素濃度Ｘ１は、ｅ層におけるカルシウム元素濃度Ｘ５よりも大きい。このように、ａ層におけるカルシウム元素濃度Ｘ１を大きくすることによって、インターコネクタ８が還元雰囲気に曝された場合におけるａ層の還元膨張度を大きくできる。そのため、インターコネクタ８が還元雰囲気に曝されると、図４に示すように、ａ層は、緻密質のｂ層と緻密質の固体電解質層４とに囲まれているため燃料極３側に押しつけられる。このように、所謂かしめ効果によって、燃料極３に対するａ層の密着性が向上するため、燃料極３との界面付近においてインターコネクタ８にクラックが発生することを抑制できる。
【００２９】
ａ層におけるカルシウム元素濃度Ｘ１のｅ層におけるカルシウム元素濃度Ｘｎ５に対する割合（Ｘ１／Ｘ５）は、１より大きい。割合（Ｘ１／Ｘ５）は、１．５以下であることが好ましい。これによって、インターコネクタ８のうち燃料極３との界面付近におけるクラックをより抑制することができる。なお、「ａ層のカルシウム元素濃度がｅ層のカルシウム元素濃度より大きい」とは、ａ層を構成するカルシウムドープランタンクロマイトの一般式Ｌａ1-ＸＣａＸＣｒ１−Ｙ−ＺＡＹＯ３におけるＣａの添え字Ｘが、ｅ層を構成するカルシウムドープランタンクロマイトの一般式Ｌａ1-Ｘ’ＣａＸ’Ｃｒ１−Ｙ−ＺＡＹＯ３におけるＣａの添え字Ｘ’よりも大きいことを意味する。
【００３０】
ａ層におけるカルシウム元素濃度Ｘ１は、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ａｎａｌｙｓｅｒ）を用いて、ａ層の厚み方向中央における１０箇所で測定されるカルシウム元素濃度の含有量を算術平均することによって得られる。カルシウム元素濃度を測定する１０箇所は、ａ層を面方向に１１等分する位置に設定する。ｂ層〜ｅ層それぞれにおけるカルシウム元素濃度Ｘ２〜Ｘ５は、ａ層におけるカルシウム元素濃度Ｘ１と同じ手法で得られる。なお、ａ層〜ｅ層は互いに一体的に形成されているため、各層の界面は明確ではない場合がある。そのため、各層の厚み方向中央で測定する際には、インターコネクタ８の断面を厚み方向に５等分することによってａ層〜ｅ層を設定すればよい。
【００３１】
（燃料電池１の製造方法）
次に、燃料電池１の製造方法の一例について説明する。
【００３２】
まず、上述の支持基板材料を押出成形することによって、５本の流路２１を有する支持基板２の成形体を形成する。次に、上述の燃料極材料をペースト化して支持基板２の成形体上にスクリーン印刷することによって、燃料極３の成形体を形成する。
【００３３】
次に、カルシウムドープランタンクロマイト材料をペースト化して燃料極３上にスクリーン印刷することによって、インターコネクタ８の成形体を形成する。具体的には、一般式Ｌａ1-ＸＣａＸＣｒ１−Ｙ−ＺＡＹＯ３のＣａの添え字Ｘが異なる５種類のカルシウムドープランタンクロマイト材料を用いて５種類のペーストを作製し、上記一般式におけるＣａの添え字Ｘの大きい順に印刷することによって、インターコネクタ８を構成するａ層〜ｅ層それぞれの成形体を形成する。この際、上記一般式におけるＣａの添え字Ｘを調整することによって、ａ層〜ｅ層におけるＸ１〜Ｘ５を調整することができる。また、印刷回数を調整することによって、ａ層〜ｅ層それぞれの厚さを調整することができる。
【００３４】
次に、支持基板２及び燃料極３の成形体上に固体電解質材料をディップ成形することによって、固体電解質層４の成形体を形成する。次に、固体電解質層４の成形体上に反応防止層材料をディップ成形することによって、反応防止層５の成形体を形成する。
【００３５】
次に、支持基板２、燃料極３、固体電解質層４、反応防止層５及びインターコネクタ８それぞれの成形体を共焼成（１３００〜１６００℃、２〜２０時間）する。
【００３６】
次に、空気極材料をペースト化して反応防止層５上にスクリーン印刷することによって、空気極６の成形体を形成する。次に、空気極集電層材料をペースト化して空気極６の成形体上にスクリーン印刷することによって、空気極集電層７の成形体を形成する。次に、空気極６及び空気極集電層７の成形体を焼成（９００〜１１００℃、１〜２０時間）する。
【００３７】
（他の実施形態）
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形又は変更が可能である。
【００３８】
上記実施形態において、インターコネクタ８を構成するａ層〜ｅ層におけるカルシウム元素濃度Ｘ１〜Ｘ５には、Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３＞Ｘ４＞Ｘ５の関係が成立することとしたが、ａ層（第１端部の一例）のカルシウム元素濃度Ｘ１がｅ層（第２端部の一例）のカルシウム元素濃度Ｘ５よりも大きい限りにおいて、上記関係式における“不等号”の少なくとも一部を“等号”としてもよい。
【００３９】
上記実施形態において、インターコネクタ８は、ａ層〜ｅ層の５層によって構成されることとしたが、層数は５層に限られない。インターコネクタ８は、少なくともａ層とｅ層の２層を有していればよい。
【００４０】
上記実施形態において、インターコネクタ８は、燃料極３上に直接配置されることとしたが、インターコネクタ８と燃料極３の間には中間膜が形成されていてもよい。中間膜は、例えば、ＮｉＯ−Ｙ２Ｏ３、ＮｉＯ−ＧＤＣ、ＮｉＯ−ＬａＣｒＯ３などによって構成することができる。中間膜の厚さは、２μｍ〜２００μｍとでき、中間膜の気孔率は、１０％〜６０％とできる。このような中間膜は、インターコネクタ８と燃料極３の間の全面に形成されてもよいし、インターコネクタ８の燃料極３の間の一部のみに形成されていてもよい。
【００４１】
上記実施形態において、インターコネクタ８の外周には、緻密質の固体電解質層４が当接することとしたが、インターコネクタ８と固体電解質層４の間には、緻密質のシール層が介挿されていてもよい。シール層は、気孔率が１０％以下の緻密質であり、固体電解質層４とともに緻密層を構成する。シール層は、電気絶縁性を有する緻密質材料によって構成することができる。シール層を構成する緻密質材料としては、（ＡＥ)ＺｒＯ３、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、及びＣｅＸＬｎ１−ＸＯ２（ＡＥはアルカリ土類金属であり、ＬｎはＹ及びランタノイドのうち少なくとも１種類の元素であり、ｘは０＜ｘ≦０．３を満たす。）から選択される少なくとも１種類の金属酸化物が挙げられる。シール層は、インターコネクタ８と固体電解質層４の間の全周にわたって形成されていてもよいし、インターコネクタ８と固体電解質層４の間の一部にのみ形成されていてもよい。
【００４２】
上記実施形態において、固体電解質層４の一部は、インターコネクタ８の上面に被さることとしたが、これに限られるものではない。固体電解質層４（又は、上述のシール層）は、インターコネクタ８の外周を取り囲んでいればよく、インターコネクタ８の上面に被さっていなくてもよい。また、固体電解質層４（又は、上述のシール層）の一部は、インターコネクタ８と燃料極３との間に入り込んでいてもよい。
【００４３】
上記実施形態において、インターコネクタ８は、燃料極３の上面に配置されることとしたが、これに限られるものではない。インターコネクタ８は、燃料極３と電気的に接続されていればよく、燃料極３に形成された凹部内に配置されていてもよい。この場合、固体電解質層４（又は、上述のシール層）の一部は、インターコネクタ８の外周を取り囲むように凹部内に入り込んでいてもよい。
【００４４】
上記実施形態において、インターコネクタ８は、燃料極３上に直接配置されることとしたが、インターコネクタ８と燃料極３の間には中間層が介挿されていてもよい。中間層は、Ｙ２Ｏ３、ＧＤＣ、ＣａＺｒＯ３、クロマイト系材料などのセラミックス材料によって構成することができる。クロマイト系材料は、一般式Ｌｎ1-ＸＡＸＣｒ１−Ｙ−ＺＢＹＯ３(ＬｎはＹ及びランタノイドから選択される少なくとも１種類の元素であり、ＡはＣａ，Ｓｒから選択される少なくとも１種類の元素であり、ＢはＴｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，ＭｇおよびＡｌから選択される少なくとも１種類の元素であり、０．０２５≦Ｘ≦０．３，０≦Ｙ≦０．２２，０≦Ｚ≦０．１５である。)で表される材料である。
【００４５】
上記実施形態では、本発明にかかるインターコネクタを固体酸化物型燃料電池に適用した場合について説明したが、本発明にかかるインターコネクタは、固体酸化物型燃料電池のほか、固体酸化物型電解セルを含む固体酸化物型電気化学セルに適用可能である。
【実施例】
【００４６】
（サンプルＮｏ．１〜１２の作製）
以下のようにして、実施例としてのサンプルＮｏ．1〜１２を作製した。なお、本実施例では、燃料極とインターコネクタと固体電解質層との共焼成体を作製した。
【００４７】
まず、燃料極材料（ＮｉＯ−Ｙ２Ｏ３）を３０ＭＰaで一軸加圧成形した後に、１００ＭＰaでＣＩＰ成形することによって燃料極の成形体（ペレット）を作製した。
【００４８】
次に、ＮｉＯ−Ｙ２Ｏ３のペレット上にカルシウムドープランタンクロマイトペーストをスクリーン印刷して乾燥させることによって、インターコネクタの成形体を形成した。具体的には、一般式Ｌａ1-ＸＣａＸＣｒ１−Ｙ−ＺＡＹＯ３におけるＣａの添え字Ｘが異なる５種類のカルシウムドープランタンクロマイト材料を用いて５種類のペーストを作製し、Ｃａの添え字Ｘの大きい順に５層印刷を繰り返すことによって、インターコネクタを構成するａ層〜ｅ層それぞれの成形体を形成した。
【００４９】
次に、インターコネクタの成形体を取り囲むように、ＧＤＣスラリーを燃料極の成形体上に塗布することによって、固体電解質層の成形体を形成した。
【００５０】
次に、燃料極、インターコネクタ及び固体電解質層の成形体を共焼成（１４００℃、２ｈｒ）した。こうして得られたサンプルは，総厚みが約３ｍｍ（燃料極約３ｍｍ、インターコネクタ２０μｍ）、直径２０ｍｍの円盤形であった。
【００５１】
（インターコネクタにおけるカルシウム元素濃度）
まず、各サンプルのインターコネクタ断面において、インターコネクタを厚み方向に５等分することによってａ層〜ｅ層を区分した。
【００５２】
次に、ＥＰＭＡを用いて、ａ層〜ｅ層それぞれの厚み方向中央における１０箇所で測定されるカルシウム元素濃度の含有量を算術平均することによって、ａ層〜ｅ層それぞれにおけるカルシウム元素濃度を算出した。カルシウム元素濃度を測定した１０箇所は、各層を面方向に１１等分する位置に設定した。
【００５３】
（還元処理後の剥離確認）
各サンプルについて、燃料極に窒素ガスを供給しながら７５０℃まで昇温し、７５０℃に達した時点で燃料極に水素ガスを供給しながら還元処理を３時間行った。
【００５４】
そして、上記還元処理後の各サンプルについて、「燃料極に還元性の燃料ガスを流通させながら、雰囲気温度を常温から７５０℃まで２時間で上げた後に７５０℃から常温まで４時間で下げるパターン」を１００回繰り返す熱サイクル試験を行った。そして、各サンプル１０個ずつについて、インターコネクタにおけるクラックの発生の有無を確認した。この確認は、目視、並びに、顕微鏡を使用した観察によってなされた。各サンプル１０個のうちクラックが観察された個数は表１に示すとおりである。
【００５５】
【表１】
2017183279.tif 000003
【００５６】
表１に示すように、Ｘ１/Ｘ５が１.０よりも大きいサンプルＮｏ．２〜４，７，８，１０〜１２では、それ以外のサンプルに比べ、インターコネクタのクラックを抑制することができた。これは、燃料極と接触する第１端部（ａ層）のカルシウム元素濃度を、燃料極から遠い側の第２端部（ｅ層）のカルシウム元素濃度より大きくしたため、所謂かしめ効果によってａ層と燃料極との密着性を向上させることができたためである。
【００５７】
また、表１に示すように、Ｘ１/Ｘ５を１.０超１．５以下のサンプルＮｏ．２，３，７，１０，１１では、インターコネクタのクラックをより抑制できた。
【符号の説明】
【００５８】
１    燃料電池
２    支持基板
３    燃料極
４    固体電解質層
５    反応防止層
６    空気極
７    空気極集電層
８    インターコネクタ
１０  第１発電部
１１  第２発電部
２１  流路
【図１】
2017183279.tif 000004
【図２】
2017183279.tif 000005
【図３】
2017183279.tif 000006
【図４】
2017183279.tif 000007