【手続補正書】
【提出日】令和2年3月4日(2020.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体酸化物燃料電池を使用して水素含有燃料を電気に電気化学的に転換する方法であって、前記固体酸化物燃料電池は、（ｉ）カソードと、（ｉｉ）アノードと、（ｉｉｉ）前記アノードと前記カソードとの間に配置される固体電解質と、（ｉｖ）前記カソードと前記固体電解質との間に配置される機能層とを備え、前記方法は、
前記カソードにおいて酸素をイオン化し、それによって、酸素イオンを産出することと、
前記カソードから前記アノードに前記酸素イオンを伝導することと、
前記アノードにおいて動作温度で前記酸素イオンと前記燃料とを反応させ、それによって、電気を生成することと、
前記機能層の厚さが５μｍ以下であるとき、５５０℃未満の温度を前記動作温度として選択することと、
前記機能層の厚さが５μｍ以上であるとき、５５０℃より大きい温度を前記動作温度として選択することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記５５０℃未満の温度は、前記機能層の厚さが０．１μｍ〜５μｍであるときに前記動作温度として選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記５５０℃より大きい温度は、前記機能層の厚さが５μｍ〜２０μｍであるときに前記動作温度として選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記機能層の厚さが５μｍ以下であるとき、５５０℃未満かつ４００℃より大きい動作温度が選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記機能層の厚さが５μｍ以上であるとき、５５０℃より大きいかつ８００℃未満の動作温度が選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記機能層は、コバルトドープガドリニウムドープセリアまたはコバルトドープサマリウムドープセリアのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記機能層は、約０．５ｍｏｌ％〜５ｍｏｌ％の範囲に及ぶ組成のコバルトを含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
（ｉ）前記機能層は、コバルトを含有し、かつ（ｉｉ）前記固体電解質の少なくとも一部は、コバルトを含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記固体電解質の少なくとも一部内のコバルトの濃度は、前記機能層内のコバルトの濃度未満である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記固体電解質の第１の部分は、コバルトを含有し、前記固体電解質の第２の部分は、コバルトを含有しない、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
アノード層を提供することと、
前記アノード層にわたって固体電解質層を配置することと、
前記固体電解質層にわたって前記機能層を堆積させることと、
前記機能層にわたってカソード層を配置し、それによって、前記固体酸化物燃料電池を形成することと
を含む方法を介して、前記固体酸化物燃料電池を提供することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
固体酸化物燃料電池を加工する方法であって、前記方法は、
アノード層を提供することと、
前記アノード層にわたって固体電解質層を配置することと、
前記固体電解質層にわたって機能層を堆積させることと、
前記機能層にわたってカソード層を配置し、それによって、前記固体酸化物燃料電池を形成することと、
前記固体酸化物燃料電池の動作の意図される温度に少なくとも部分的に基づいて、前記機能層の厚さを選択することと
を含む、方法。
【請求項１３】
前記動作の意図される温度が５５０℃未満であるとき、前記機能層の厚さは、５μｍ以下として選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記動作の意図される温度が５５０℃より大きいとき、前記機能層の厚さは、５μｍ以上として選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記固体電解質層は、前記機能層が堆積させられる前に、前記アノード層にわたって配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記アノード層は、テープ成形によって提供される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記アノード層にわたって前記固体電解質層を配置することは、前記アノード層に前記固体電解質層を積層させることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記アノード層にわたって前記固体電解質層を配置する前に、前記固体電解質層を提供することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記固体電解質層を提供することは、テープ成形を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記カソード層が前記機能層にわたって配置された後に、前記固体酸化物燃料電池を焼鈍することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記固体電解質層が前記アノード層にわたって配置された後、約８００℃〜約１１００℃の範囲に及ぶ温度において、約０．５時間〜約５時間の範囲に及ぶ時間期間にわたって、前記固体酸化物燃料電池の少なくとも一部が焼鈍される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記カソード層が前記機能層にわたって配置された後、前記機能層および前記カソード層をともに焼鈍することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
前記焼鈍が、約８００℃〜約１１００℃の範囲に及ぶ温度において、約０．５時間〜約５時間の範囲に及ぶ時間期間にわたって実施される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
５５０℃未満の動作温度において動作するように構成される固体酸化物燃料電池であって、前記固体酸化物燃料電池は、
カソードと、
前記カソードからアノードに酸素イオンを伝導するための固体電解質と、
水素含有燃料と前記固体電解質からの酸素イオンとを反応させるためのアノードと、
前記カソードと前記固体電解質との間に配置される機能層と
を備え、
前記機能層は、５μｍ以下の厚さを有する、固体酸化物燃料電池。
【請求項２５】
前記機能層の厚さは、０．１μｍ〜５μｍである、請求項２４に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項２６】
前記固体酸化物燃料電池は、５５０℃未満かつ４００℃より大きい動作温度において動作するように構成される、請求項２４に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項２７】
５５０℃より大きい動作温度において動作するように構成される固体酸化物燃料電池であって、前記固体酸化物燃料電池は、
カソードと、
前記カソードからアノードに酸素イオンを伝導するための固体電解質と、
水素含有燃料と前記固体電解質からの酸素イオンとを反応させるためのアノードと、
前記カソードと前記固体電解質との間に配置される機能層と
を備え、
前記機能層は、５μｍ以上の厚さを有する、固体酸化物燃料電池。
【請求項２８】
前記機能層の厚さは、５μｍ〜２０μｍである、請求項２７に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項２９】
前記固体酸化物燃料電池は、５５０℃より大きくかつ８００℃未満の動作温度において動作するように構成される、請求項２７に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項３０】
前記固体電解質は、イットリア安定化ジルコニア、スカンジア安定化ジルコニア、ランタンストロンチウムマグネシウムガレート、サマリウムドープセリア、または、ガドリニウムドープセリアのうちの少なくとも１つを含む、請求項２４または請求項２７に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項３１】
カソードと、
前記カソードからアノードに酸素イオンを伝導するための固体電解質と、
水素含有燃料と前記固体電解質からの酸素イオンとを反応させるためのアノードと、
前記カソードと前記固体電解質との間に配置される機能層と
を備える固体酸化物燃料電池であって、
（ｉ）前記機能層は、コバルトを含有し、かつ（ｉｉ）前記固体電解質の少なくとも一部は、コバルトを含有する、固体酸化物燃料電池。
【請求項３２】
前記固体電解質の少なくとも一部内のコバルトの濃度は、前記機能層内のコバルトの濃度未満である、請求項３１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項３３】
前記固体電解質の第１の部分は、コバルトを含有し、前記固体電解質の第２の部分は、コバルトを含有しない、請求項３１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項３４】
前記機能層は、コバルトドープガドリニウムドープセリアまたはコバルトドープサマリウムドープセリアのうちの少なくとも１つを含む、請求項２４、２７、または、３１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項３５】
前記カソードは、ランタンストロンチウムコバルトフェライト、ランタンストロンチウムマンガナイト、ランタンストロンチウムコバルタイト、バリウムストロンチウムコバルトフェライト、サマリウムストロンチウムコバルタイト、サマリウムドープセリア、またはガドリニウムドープセリアのうちの少なくとも１つを含む、請求項２４、２７、または、３１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項３６】
前記アノードは、ニッケルとイットリア安定化ジルコニアとを含む複合物を備える、請求項２４、２７、または、３１に記載の固体酸化物燃料電池。
【請求項３７】
前記機能層は、約０．５ｍｏｌ％〜５ｍｏｌ％の範囲に及ぶ組成のコバルトを含有する、請求項２４、２７、または、３１に記載の固体酸化物燃料電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
これらおよび他の目的は、本発明の本明細書に開示される利点および特徴とともに、以下の説明、付随の図面、および請求項の参照を通してより明白になるであろう。さらに、本明細書に説明される種々の実施形態の特徴は、相互に排他的ではなく、種々の組み合わせおよび順列で存在してもよいことを理解されたい。本明細書で使用されるように、用語「約」および「実質的に」は、±１０％、いくつかの実施形態では、±５％を意味する。用語「〜から本質的に成る」は、本明細書に別様に定義されない限り、機能に寄与する他の材料を除外することを意味する。なお、そのような他の材料は、集合的に、または個々に、微量で存在し得る。  例えば、複数の金属から本質的に成る構造は、概して、それらの金属のみと、化学分析を介して検出可能であるが機能に寄与し得ない、意図しない不純物（金属でも非金属であってもよい）のみとを含むであろう。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
固体酸化物燃料電池であって、
カソードと、
前記カソードからアノードに酸素イオンを伝導するための固体電解質と、
水素含有燃料と前記固体電解質からの酸素イオンとを反応させるためのアノードと、
前記カソードと前記固体電解質との間に配置される、前記カソードと前記固体電解質との間の界面抵抗を低減させるための機能層と
を備える、電池。
（項目２）
前記機能層は、コバルトドープガドリニウムドープセリアまたはコバルトドープサマリウムドープセリアのうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載の固体酸化物燃料電池。
（項目３）
前記カソードは、ランタンストロンチウムコバルトフェライト、ランタンストロンチウムマンガナイト、ランタンストロンチウムコバルタイト、バリウムストロンチウムコバルトフェライト、サマリウムストロンチウムコバルタイト、サマリウムドープセリア、またはガドリニウムドープセリアのうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載の固体酸化物燃料電池。
（項目４）
前記固体電解質は、イットリア安定化ジルコニア、スカンジア安定化ジルコニア、ランタンストロンチウムマグネシウムガレート、サマリウムドープセリア、またはガドリニウムドープセリアのうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載の固体酸化物燃料電池。
（項目５）
前記アノードは、ニッケルとイットリア安定化ジルコニアとを含む複合物を備える、項目１に記載の固体酸化物燃料電池。
（項目６）
前記機能層の厚さは、約１μｍ〜約１０μｍの範囲に及ぶ、項目１に記載の固体酸化物燃料電池。
（項目７）
前記機能層は、約０．５ｍｏｌ％〜５ｍｏｌ％の範囲に及ぶ組成のコバルトを含有する、項目１に記載の固体酸化物燃料電池。
（項目８）
（ｉ）前記機能層は、コバルトを含有し、かつ（ｉｉ）前記固体電解質の少なくとも一部は、コバルトを含有する、項目１に記載の固体酸化物燃料電池。
（項目９）
前記固体電解質の少なくとも一部内のコバルトの濃度は、前記機能層内のコバルトの濃度未満である、項目８に記載の固体酸化物燃料電池。
（項目１０）
前記水素含有燃料は、水素または炭化水素のうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載の固体酸化物燃料電池。
（項目１１）
（ｉ）カソードと、（ｉｉ）アノードと、（ｉｉｉ）前記アノードと前記カソードとの間に配置される固体電解質と、（ｉｖ）前記カソードと前記固体電解質との間に配置される機能層とを備える、固体酸化物燃料電池を使用して、水素含有燃料を電気に電気化学的に転換する方法であって、前記方法は、
前記カソードにおいて酸素をイオン化し、それによって、酸素イオンを産出するステップと、
前記カソードから前記アノードに前記酸素イオンを伝導するステップであって、それによって、前記機能層が、前記カソードと前記固体電解質との間の界面抵抗を低減させる、ステップと、
前記アノードにおいて前記酸素イオンと前記燃料とを反応させ、それによって、電気を生成する、ステップと、
を含む、方法。
（項目１２）
前記酸素イオンは、約４００℃〜約７５０℃の範囲に及ぶ温度において、前記燃料と反応される、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記機能層は、コバルトドープガドリニウムドープセリアまたはコバルトドープサマリウムドープセリアのうちの少なくとも１つを含む、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
前記機能層の厚さは、約１μｍ〜約１０μｍの範囲に及ぶ、項目１１に記載の方法。
（項目１５）
前記機能層は、約０．５ｍｏｌ％〜５ｍｏｌ％の範囲に及ぶ組成のコバルトを含有する、項目１１に記載の方法。
（項目１６）
（ｉ）前記機能層は、コバルトを含有し、かつ（ｉｉ）前記固体電解質の少なくとも一部は、コバルトを含有する、項目１１に記載の方法。
（項目１７）
前記固体電解質の少なくとも一部内のコバルトの濃度は、前記機能層内のコバルトの濃度未満である、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
固体酸化物燃料電池を加工する方法であって、前記方法は、
アノード層を提供するステップと、
前記アノード層にわたって固体電解質層を配置するステップと、
前記固体電解質層にわたって機能層を堆積させるステップと、
前記機能層にわたってカソード層を配置し、それによって、前記固体酸化物燃料電池を形成するステップと、
を含む、方法。
（項目１９）
前記固体電解質層は、前記機能層が、堆積される前に、前記アノード層にわたって配置される、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記アノード層は、テープ成形によって提供される、項目１８に記載の方法。
（項目２１）
前記アノード層にわたって前記固体電解質層を配置するステップは、前記アノード層に前記固体電解質層を積層させるステップを含む、項目１８に記載の方法。
（項目２２）
前記アノード層にわたって前記固体電解質層を配置する前に、前記固体電解質層を提供するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２３）
前記固体電解質層を提供するステップは、テープ成形を含む、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記カソード層が、前記機能層にわたって配置された後に、前記固体酸化物燃料電池を焼鈍するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２５）
前記固体電解質層が、前記アノード層にわたって配置された後、約８００℃〜約１１００℃の範囲に及ぶ温度において、約０．５時間〜約５時間の範囲に及ぶ時間期間にわたって、前記固体酸化物燃料電池の少なくとも一部が焼鈍される、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記機能層は、コバルトドープガドリニウムドープセリアまたはコバルトドープサマリウムドープセリアのうちの少なくとも１つを含む、項目１８に記載の方法。
（項目２７）
前記機能層の厚さは、約１μｍ〜約１０μｍの範囲に及ぶ、項目１８に記載の方法。
（項目２８）
前記機能層は、約０．５ｍｏｌ％〜５ｍｏｌ％の範囲に及ぶ組成のコバルトを含有する、項目１８に記載の方法。
（項目２９）
（ｉ）前記機能層は、コバルトを含有し、かつ（ｉｉ）前記固体電解質層の少なくとも一部は、コバルトを含有する、項目１８に記載の方法。
（項目３０）
前記固体電解質層の少なくとも一部内のコバルトの濃度は、前記機能層内のコバルトの濃度未満である、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
少なくとも部分的に、前記固体酸化物燃料電池の動作の意図される温度に基づいて、前記機能層の厚さを選択するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目３２）
前記カソード層が、前記機能層にわたって配置された後、前記機能層および前記カソード層をともに焼鈍するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目３３）
前記焼鈍が、約８００℃〜約１１００℃の範囲に及ぶ温度において、約０．５時間〜約５時間の範囲に及ぶ時間期間にわたって実施される、項目３２に記載の方法。