JP2005174662A - 単室型燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 強度及び耐熱衝撃性が向上し、また発電特性も向上した単室型燃料電池を提供すること。
【解決手段】 本発明の単室型燃料電池１は、炭化水素系燃料ガスと、酸素を含む酸化剤ガスとの混合ガスによって発電が可能なものであり、支持体２、燃料極３、電解質膜４及び空気極５がこの順で積層されてなる。支持体２は、金属多孔質体の気孔中に燃料極３の構成材料が入り込んだ複合多孔質体からなる。空気極５は、好ましくは以下の一般式（１）で表されるペロブスカイト型酸化物である。
Ｌａ_1-xＳｒ_xＣｏ_1-yＦｅ_yＯ₍₃±δ₎ （１）
（式中、０．１≦ｘ≦０．９、０．１≦ｙ≦０．９、０≦δ＜１である。）
【選択図】 図１

Description

本発明は、炭化水素系燃料ガスと、酸素を含む酸化剤ガスとの混合ガスによって発電が可能な単室型固体電解質燃料電池に関する。

燃料電池は、例えば空気と水素とをそれぞれ酸化剤ガス及び燃料ガスとして用い、燃料が酸化する際の自由エネルギー変化を直接電力として取り出す電池である。特にイットリア安定化ジルコニア等の酸化物固体電解質を用い、１０００℃の高温で作動する高温型固体電解質燃料電池は、発電効率が高くまた廃熱を有効利用できることから大型の発電機として注目されている。

しかしこれらの燃料電池は、各電極に別個にガスを供給する二室型方式であることから、セパレータやガスシール材が必要となる。また、作動温度が１０００℃前後という高温であること、及びセルを構成する材料が耐熱性のセラミックス材料であることから、燃料電池の信頼性、長期間の耐久性に問題があった。更に、電池の作動及び停止に時間がかかるという欠点があり、急熱、急冷に耐えることができなかった。従って高温型固体電解質燃料電池は、家庭用の小型コジェネレーションシステムや、自動車の補助電源及び電気自動車の電源等の移動用の発電器としての用途には適していなかった。

一方、固体電解質としてプロトン伝導体の固体高分子膜を使用し、１００℃以下で作動する固体高分子型燃料電池の開発が進んでいる。しかしこの種の燃料電池は比較的低温で作動させるために燃料を外部で改質し水素として燃料電池に供給しなければならない。また、メタノールを燃料とする燃料電池も提案されているが、比較的低温で燃料を反応させるために高価な貴金属触媒を多量に使用しなければならない。

近年、炭化水素系燃料ガスと、酸素を含む酸化剤ガスとの混合ガスにより発電が可能な単室型の高温型固体電解質燃料電池が注目されている（特許文献１及び２参照）。単室型の燃料電池は、二室型の燃料電池で必要とされてきたセパレータやガスシール材が不要であることから、二室型の燃料電池に比較して燃料電池の信頼性や長期間の耐久性が向上することが期待されている。また、固体高分子型燃料電池と異なり、燃料の改質が不要であり、貴金属触媒も必要ないという利点がある。しかし単室型の燃料電池では、固体電解質の強度や耐熱衝撃性が十分でない場合がある。特に固体電解質として酸化セリウム系の物質を用いる場合、当該物質酸素イオン伝導度は高いものの、固体電解質として用いられる他の代表的な物質である酸化ジルコニウムと異なり強度が十分でない。

特開２００２−１５１０９８号公報 特開２００２−２８００１７号公報

従って本発明は、前述した従来技術が有する種々の問題点を解消し得る単室型燃料電池を提供することを目的とする。

本発明は、炭化水素系燃料ガスと、酸素を含む酸化剤ガスとの混合ガスによって発電が可能な単室型燃料電池において、
支持体、燃料極、電解質膜及び空気極がこの順で積層されてなり、
前記支持体が、金属多孔質体の気孔中に前記燃料極の構成材料が入り込んだ複合多孔質体からなることを特徴とする単室型燃料電池を提供することにより前記目的を達成したものである。

また本発明は前記単室型燃料電池の好ましい製造方法であって、
前記燃料極の構成材料の粉末を含むペーストを前記金属多孔質体の気孔中に充填した後、該金属多孔質体をプレス加工又はロール加工して圧縮変形させて、前記支持体を形成し、
前記支持体上に前記燃料極の構成材料の粉末のペーストを塗工し、その上に前記電解質の構成材料の粉末を含むペーストを塗工し、更にその上に前記空気極の構成材料の粉末を含むペーストを塗工し、然る後、全体を一体焼結する単室型燃料電池の製造方法を提供するものである。

本発明の単室型燃料電池によれば、強度及び耐熱衝撃性が向上し、また発電特性も向上する。

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には本発明の単室型燃料電池の一実施形態の模式図が示されている。本実施形態の燃料電池１は、支持体２、燃料極３、電解質膜４及び空気極５がこの順で積層されてなる。燃料電池１は、炭化水素系燃料ガスと、酸素を含む酸化剤ガスとの混合ガスによって発電が可能なものである。混合ガスは、燃料極及び空気極の双方に供給される。

支持体２は金属多孔質体を有している。支持体２は燃料電池１の強度を高める役割を有している。また支持体２は集電体としても作用する。金属多孔質体の気孔内には燃料極３の構成材料が入り込んだ状態となっている。つまり支持体２は、金属多孔質体と燃料極３の構成材料との複合体、即ち複合多孔質体となっている。後述する実施例から明らかなように、支持体２をこのような複合多孔質体とすることで、金属多孔質体を単体で用いる場合に比較して、燃料電池１の強度及び耐熱衝撃性を向上させることができる。

金属多孔質体は、炭化水素系ガスに対して触媒活性作用を有することが好ましい。また金属多孔質体は耐熱性を有することが好ましい。これらの観点から、金属多孔質体としてニッケル、ニッケル合金、ハステロイ又はステンレス鋼を用いることが好ましい。これらの材料からなる金属多孔質体を用いることで、燃料電池１の強度及び耐熱衝撃性を向上させつつ、発電特性を向上させることができる。

金属多孔質体はその多孔度が２０〜９７体積％、特に５０〜８０体積％であることが、燃料電池１の強度及び耐熱衝撃性の向上の点、及び発電特性の向上の点から好ましい。同様の理由により、金属多孔質体はその厚さが数十μｍ〜数ｍｍであることが好ましい。また金属多孔質体の厚さをこの程度にすることで、後述する電解質膜を薄膜化でき、燃料電池１の内部抵抗を低減させることができる。内部抵抗の低減は燃料電池１を高効率化させる点から極めて有利である。

金属多孔質体の気孔は連通孔（オープンセル）であることが燃料ガスの良好な流通の点から好ましい。同様の理由により、気孔径は１０μｍ〜数百μｍであることが好ましい。

燃料電池１の強度及び耐熱衝撃性を一層高める観点並びに発電特性を一層高める観点から、複合多孔質体からなる支持体２は、燃料極３の構成材料の粉末を、例えばペースの状態で金属多孔質体の気孔中に充填して形成されたものであることが好ましい。効果的な複合化の観点から、燃料極３の構成材料の粉末は、例えばペーストの状態で金属多孔質体に塗布されることが好ましい。更に支持体２は、燃料極３の構成材料の粉末の充填後、金属多孔質体をプレス加工又はロール加工して圧縮変形させて得られたものであることが好ましい。プレス加工やロール加工による金属多孔質体の圧縮の程度は、圧縮前の厚みの１０〜９０％、特に３０〜７０％であることが効果的である。

金属多孔質体には、炭化水素系ガスに対する触媒活性物質であるＣｕ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｒｈなどを坦持させてもよい。

燃料電池１における空気極５としては、従来この種の燃料電池に用いられてきた材料を特に制限なく用いることができる。例えばＬａＳｒＭｎＯ₃、ＬａＳｒＣｏＯ₃、ＳｍＳｒＭｎＯ₃などを用いることができる。特に、以下の一般式（１）で表されるペロブスカイト型酸化物を用いることが好ましい。この物質は前述した各種空気極材料に比べて燃料ガスの酸化反応に一層不活性であり、空気極へ吸着した酸素分子の還元反応に一層活性であるからである。
Ｌａ_1-xＳｒ_xＣｏ_1-yＦｅ_yＯ₍₃±δ₎ （１）
（式中、０．１≦ｘ≦０．９、０．１≦ｙ≦０．９である。またδは一般式（１）におけるＬａ、Ｓｒ、Ｃｏ及びＦｅとＯとの化学量論比を整合させる数を表し、０≦δ＜１である。）

本発明者らの検討の結果、一般式（１）で表される物質はイオン伝導性及び電子伝導性を兼ね備えた混合導電体であることが判明した。燃料電池１における電極反応は、反応ガス−固体電解質（イオン伝導体）−電極材料（電子伝導体）の三相が相接する三相界面近傍で生ずると考えられる。空気極５での酸素のイオン化反応は（１／２）Ｏ²＋２ｅ^-→Ｏ^2-に従い進行する。この反応は一般には上記の三相界面で進行するが、前記の混合導電体ではその表面でも進行することが判明した。その結果、前記の混合導電体には、有効面積が格段に大きくなり、高電流密度まで分極が生じないという利点がある。

特に、一般式（１）におけるｘが０．２≦ｘ≦０．８であり、ｙが０．２≦ｙ≦０．８である場合にはイオン伝導性が極めて高くなる。例えばｘ＝０．８、ｙ＝０．２の場合には、８００℃でのイオン伝導度が１．１Ｓｃｍ^-2となり、この値はイオン伝導体として良く知られている酸化ジルコニウムや酸化セリウムのイオン伝導度の数十倍〜数百倍である。その結果、表面でイオン化された酸素イオンは結晶中を十分に高速で移動できるようになる。従って一般式（１）で表される物質は効率の高い酸素極材料として極めて適したものとなる。

一般式（１）で表される物質は、Ｌａ₂Ｏ₃、ＳｒＣｏＯ₃、ＣｏＯ及びＦｅＯの各粉末を混合し、焼成することで得られる。各粉末の配合量は、最終的に得られる物質におけるＬａ、Ｓｒ、Ｃｏ及びＦｅの量が、一般式（１）で表される組成となるような量とする。

空気極５の厚みは本発明において臨界的ではないが、５〜３００μｍ、特に１０〜１００μｍであることが好ましい。

燃料電池１における燃料極３としては、従来この種の燃料電池に用いられてきた材料を特に制限なく用いることができる。例えばニッケルとＣｅ_0.8Ｇｄ_0.2Ｏ_1.9との混合体を用いることができる。特に好ましい材料はニッケル又は酸化ニッケルと、希土類酸化物をドープした酸化セリウムとの混合体である。この材料においては、酸化セリウムによるイオン伝導と電子伝導との混合伝導、及びニッケル（又は酸化ニッケルが還元されたもの）の電子伝導によって電極反応が促進されると考えられる。特に本発明では、炭化水素系ガスに対して触媒活性作用を有する金属多孔質体の気孔内に、燃料極３の構成材料が入り込んで複合多孔質体を形成しているので、燃料極３における電極反応が一層促進される。燃料極３の厚みは本発明において臨界的ではないが、５〜３００μｍ、特に１０〜１００μｍであることが好ましい。

燃料電池１における電解質膜４としては、従来この種の燃料電池に用いられてきた材料を特に制限なく用いることができる。例えばサマリウムなどの希土類酸化物をドープした酸化セリウムや酸化ジルコニウムなどが挙げられる。特に酸化サマリウムや酸化ガドリニウムをドープした酸化セリウムは比較的低温でもイオン伝導度が大きく、固体電解質として好適である。電解質膜４の厚みは本発明において臨界的ではないが、５〜３００μｍ、特に１０〜１００μｍであることが内部抵抗の低減化の点から好ましい。

次に図１に示す燃料電池１の好ましい製造方法について説明する。先ず前述した複合多孔質体からなる支持体２を製造する。支持体２は、燃料極３の構成材料の粉末を含むペースト（以下このペーストを複合体用ペーストという）を金属多孔質体に塗工して該金属多孔質体の気孔中に充填した後、該金属多孔質体をプレス加工又はロール加工して圧縮変形させることで得られる。

複合体用ペーストは例えば、燃料極３の構成材料の粉末と各種バインダとを混練したものからなる。バインダとしては、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、メチルセルロース、ポリエチレン、アクリル系樹脂、アラビアゴム、テレピネオール、ポリエチレングリコールなどが用いられる。これらのバインダは、後述する各種ペーストにも含まれる。

複合体用ペースト中には気孔形成剤を含有させておくことが好ましい。この理由は、複合多孔質体を、ガスが透過できる程度の多孔質体とすることが、ガス流通性を確保する点から有利だからである。気孔形成剤としては、カーボンの粉末などを用いることができる。

複合体用ペーストは例えばディップコート法、スプレーコート法、ドクターブレード法、テープキャスティング法、スクリーン印刷などを用いて塗工することができる（後述する各種ペーストに関しても同じ）。

次いで、金属多孔質体の面のうち、複合体用ペーストを塗布した面に燃料極の構成材料の粉末のペースト（以下このペーストを燃料極用ペーストという）を塗工し、乾燥させる。この塗工膜は、後述する焼結によって燃料極３となる。金属多孔質体に直接燃料極用ペーストを塗工して、金属多孔質体の気孔中に充填すると共に金属多孔質体の表面に燃料極用の塗工膜を形成することも可能であるが、金属多孔質体の気孔が大きい場合には、燃料極用ペーストが気孔内に過度に入り込みやすく、その結果、燃料極用の塗工膜の表面を平滑にしづらくなる。そこで、本実施形態では先ず複合体用ペーストを塗工した後に燃料極用ペーストを塗工するという二段階の操作を行っている。この操作を行うことで、燃料極用の塗工膜の表面は平滑となる。

燃料極用の塗工膜上に、電解質膜４の構成材料の粉末を含むペースト（以下このペーストを電解質用ペーストという）を塗工し、乾燥させる。これによって電解質用の塗工膜を形成する。この塗工膜は、後述する焼結によって電解質膜４となる。この塗工膜上に、空気極５の構成材料の粉末を含むペースト（以下このペーストを空気極用ペーストという）を塗工し、乾燥させる。これによって空気極用の塗工膜を形成する。この塗工膜は、後述する焼結によって空気極５となる。然る後、全体を一体焼結することで、燃料極３、電解質膜４及び空気極４が形成され、燃料電池１が得られる。焼結温度は１１００℃〜１４００℃程度である。金属多孔質体の酸化による劣化を防止するため、焼結は窒素雰囲気等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。

本実施形態の燃料電池１の製造方法の別法として次に述べる方法も採用できる。先ずドクターブレード法、テープキャスティング法、押出成形法などによって電解質膜４の生シートを得る。これとは別に、複合多孔質体からなる支持体２上に燃料極用の塗工膜を形成しておく。生シート又は生シートを焼結したもの（以下、生シート等という）を、燃料極用の塗工膜上に積層する。次に、生シート等の上に空気極５の構成材料の粉末を含むペーストを塗工する。最後に全体を一体焼結することで燃料電池１が得られる。或いは、生シート等を、燃料極用の塗工膜上に積層した後に一旦焼結を行い、焼結後に空気極５の構成材料の粉末を含むペーストを塗工し、再び焼結を行ってもよい。何れの場合においても、燃料極用の塗工膜を支持体上に形成することに代えて、生シート等の上に形成してもよい。また空気極５に関しては、生シート等を燃料極用の塗工膜上に積層するに先立ち、空気極用の塗工膜を生シート等の上に予め形成しておいてもよい。本法の場合も、焼結は窒素雰囲気等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。

本実施形態の燃料電池１は、単一セルを複数個用いてスタック化して用いることが実用的である。スタック化には積層スタックと平面状のスタックとがある。図２には燃料電池１の単一セルを積層スタック化した状態が示されている。図２に示すように、各単一セル間にはスペーサ６によって空隙が設けられている。空隙を設ける理由は次の通りである。第１に、単室型燃料電池は、燃料極と空気極における燃料ガス及び酸化剤ガスとの反応活性度（化学ポテンシャル）の相違を利用して発電するため、燃料極の活性を促進させる金属多孔質体が空気極に接していると、反応の化学ポテンシャルが低下し、反応に悪影響を与えると考えられるからである。第２に、空気極を混合ガスとを十分に接触させるためには、積層スタック化する単一セル間に、混合ガスを流通させる空間を設けることが望ましいからである。単一セル間の間隔は、混合ガスが十分に流通し得る程度であればよく、具体的には０．１ｍｍ〜数ｍｍであれば十分である。なお、単一セルを積層スタック化せず、平板状に並べてスタック化する場合には、このような手当は不要である。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲はかかる実施例に制限されない。

〔実施例１〕
（１）電解質用ペーストの作製
酸化セリウム（平均粒径約１μｍ）８０モル％及び酸化サマリウム（平均粒径約１μｍ）２０モル％を秤量し、ボールミルで１２時間混合した。次いで１２５０℃で１０時間仮焼した。仮焼により得られた粉末を、ボールミルを用いて２時間粉砕した。これによって酸化サマリウムをドープした酸化セリウム（平均粒径約０．７μｍ）からなる固体電解質を得た。この固体電解質にバインダとしてアクリル系樹脂、ポリビニルブチラール、テレピネオール、ポリエチレングリコールを加え、真空脱気混練機を用いて１０分間混練した。これによって電解質用ペーストを得た。

（２）燃料極用ペーストの作製
（１）で得られた固体電解質３５重量部に、ＮｉＯ（平均粒径約１μｍ）６５重量部を加え、ビーズミルで２時間混合粉砕した。これによってＮｉＯと酸化サマリウムをドープした酸化セリウムとの混合体を得た。この混合体に、（１）で用いたバインダと同様のバインダを加え、真空脱気混練機を用いて１０分間混練した。これによって燃料極用ペーストを得た。

（３）複合体用ペーストの作製
（２）で得られたＮｉＯと酸化サマリウムをドープした酸化セリウムとの混合体９０重量部に、カーボン粉末（気孔形成剤）１０重量部を加え、ビーズミルで２時間混合粉砕した。その後は（２）と同様にして複合体用ペーストを得た。

（４）空気極用ペーストの作製
Ｌａ₂Ｏ₃、ＳｒＣｏＯ₃、ＣｏＯ及びＦｅＯの各粉末（平均粒径約１μｍ）をボールミルで１２時間混合した。次いで１２５０℃で１０時間仮焼した。各粉末の混合比は、最終的得られる粉末の組成がＬａ_0.2Ｓｒ_0.8Ｃｏ_0.8Ｆｅ_0.2Ｏ_(3-δ₎となるようにした。仮焼により得られた粉末を、ボールミルを用いて２時間粉砕した。これによって上記の組成を有する粉末を得た。その後は（１）と同様にして空気極用ペーストを得た。

（５）複合多孔質体の作製
金属多孔質体として、厚さ１．６ｍｍ、多孔度９０体積％、気孔径０．５ｍｍのオープンセル型ニッケル多孔質体（住友電工製のセルメット（商品名））を用いた。ニッケル多孔質体の一面に複合体用ペーストを塗工し、該ペーストをニッケル多孔質体の気孔内に充填した。次いでニッケル多孔質体をプレス加工し厚みを０．５ｍｍとした。これによって複合多孔質体を得た。

（６）燃料極用の塗工膜の形成
複合多孔質体の面のうち、複合体用ペーストを塗工した面に、スクリーン印刷によって燃料極用ペーストを塗工した。塗工膜の厚さは約５０μｍとした。次いで塗工膜を１００℃で２時間乾燥させた。

（７）電解質用の塗工膜の形成
燃料極用の塗工膜上に、スクリーン印刷によって電解質用ペーストを塗工した。塗工膜の厚さは約５０μｍとした。次いで塗工膜を１００℃で２時間乾燥させた。

（８）空気極用の塗工膜の形成
電解質用の塗工膜上に、スクリーン印刷によって空気極用ペーストを塗工した。塗工膜の厚さは約５０μｍとした。次いで塗工膜を１００℃で２時間乾燥させた。

（９）燃料電池の作製
塗工膜全体を５００℃で１時間焼成し、脱バインダーを行った。続いて窒素雰囲気中、１３００℃で４時間一体焼結させた。これによって図１に示す燃料電池を得た。

〔実施例２〕
酸化セリウム（平均粒径約１μｍ）８０モル％及び酸化サマリウム（平均粒径約１．５μｍ）２０モル％を秤量し、ボールミルで１２時間混合した。次いで１２５０℃で１０時間仮焼した。仮焼により得られた粉末を、ビーズミルを用いて２時間粉砕した。これによって酸化サマリウムをドープした酸化セリウム（平均粒径約０．７μｍ）からなる固体電解質を得た。この固体電解質１００重量部に、メチルセルロース４重量部、グリセリン３重量部、潤滑剤５重量部、水１２重量部を加えて高速ミキサーで３０分間混練した。真空押出成形機を用いて混練物をシート状に押し出し、１００℃で１２時間乾燥させ生シートを得た。生シートの厚さは約０．３ｍｍであった。この生シートを１４００℃で４時間焼結させて、酸化サマリウムをドープした酸化セリウムからなる固体電解質を得た。

固体電解質の形成とは別に、実施例１で用いたニッケル多孔質体と同様のものを用意し、該多孔質体の一面に、実施例１で用いた複合体用ペーストと同様のものをスクリーン印刷によって塗工し、該ペーストをニッケル多孔質体の気孔内に充填した。次いでニッケル多孔質体をプレス加工し厚みを０．５ｍｍとした。これによって複合多孔質体を得た。次に、複合多孔質体の面のうち、複合体用ペーストを塗工した面に、実施例１で用いた燃料極用ペーストと同様のものをスクリーン印刷によって塗工した。塗工膜の厚さは約５０μｍとした。燃料極用の塗工膜上に、先に作製した固体電解質を載置し、全体を１００℃で２時間乾燥させた。然る後、全体を１３５０℃で２時間焼結させた。焼結後、固体電解質上に、実施例１で用いた空気極用ペーストと同様のものをスクリーン印刷によって塗工した。塗工膜の厚さは約５０μｍとした。この塗工膜を１００℃で２時間乾燥させた後、全体を１３００℃で４時間焼結させて、図１に示す燃料電池を得た。各焼結工程は何れも窒素雰囲気下で行った。

〔比較例１〕
実施例１において、（５）の工程を行わず、ニッケル多孔質体の表面に直接燃料極用の塗工膜を形成する以外は実施例１と同様にして燃料電池を得た。この燃料電池における支持体は、ニッケル多孔質体と燃料極の構成材料との複合体となっていなかった。

〔比較例２〕
実施例２において、ニッケル多孔質体を用いず、固体電解質膜の各面に燃料極用ペースト及び空気極用ペーストをそれぞれ塗工し、空気中、１３００℃で４時間焼結させた。これ以外は実施例２と同様にして燃料電池を得た。

〔比較例３〕
比較例１で用いた空気極用ペーストにおいて、Ｌａ_0.2Ｓｒ_0.8Ｃｏ_0.8Ｆｅ_0.2Ｏ_(3-δ₎に代えてＬａＳｒＭｎＯ₃を用いる以外は比較例１と同様にして燃料電池を得た。

〔性能評価〕
実施例及び比較例で得られた燃料電池について、以下の方法で耐熱衝撃性及び発電特性を測定した。その結果を以下の表１に示す。

〔耐熱衝撃性〕
３０×３０ｍｍの燃料電池を６００℃の電気炉に入れて３０分保持した後、炉から室温の大気中に取り出し、亀裂の有無を調べた。

〔発電特性〕
燃料ガスとしてメタンと酸素の混合ガスを用い、６００℃で燃料電池の発電特性を評価した。発電特性は単位面積当たりの最大出力で表した。混合ガスはメタン２２ｖｏｌ％、酸素２２ｖｏｌ％、及び窒素５６ｖｏｌ％であり、混合ガスの流量は３００ｍｌ／ｍｉｎであった。

表１に示す結果から明らかなように、実施例の燃料電池は耐熱衝撃性が高いことが判る。また比較例の燃料電池に比べて発電特性が高いことも判る。

本発明の単室型燃料電池の一実施形態を示す模式図である。 図１に示す単室型燃料電池の単一セルを積層スタック化した状態を示す模式図である。

符号の説明

１ 単室型燃料電池
２ 支持体
３ 燃料極
４ 電解質膜
５ 空気極
６ スペーサ

Claims (10)

1. 炭化水素系燃料ガスと、酸素を含む酸化剤ガスとの混合ガスによって発電が可能な単室型燃料電池において、
   支持体、燃料極、電解質膜及び空気極がこの順で積層されてなり、
   前記支持体が、金属多孔質体の気孔中に前記燃料極の構成材料が入り込んだ複合多孔質体からなることを特徴とする単室型燃料電池。
2. 前記空気極が、以下の一般式（１）で表されるペロブスカイト型酸化物である請求項１記載の単室型燃料電池。
   Ｌａ_1-xＳｒ_xＣｏ_1-yＦｅ_yＯ₍₃±δ₎ （１）
   （式中、０．１≦ｘ≦０．９、０．１≦ｙ≦０．９、０≦δ＜１である。）
3. 前記燃料極が、ニッケル又は酸化ニッケルと、希土類酸化物をドープした酸化セリウムとの混合体からなる請求項１又は２記載の単室型燃料電池。
4. 前記金属多孔質体が、ニッケル、ニッケル合金、ハステロイ又はステンレス鋼からなる請求項１〜３の何れかに記載の単室型燃料電池。
5. 前記燃料極の構成材料の粉末を前記金属多孔質体の気孔中に塗布により充填して、前記支持体が形成されている請求項１〜４の何れかに記載の固体電解質型燃料電池。
6. 前記燃料極の構成材料の粉末を前記金属多孔質体の気孔中に充填した後、該金属多孔質体をプレス加工又はロール加工して圧縮変形させて、前記支持体が形成されている請求項１〜５の何れかに記載の単室型燃料電池。
7. 前記単室型燃料電池の単一セルが複数個積層スタック化されており、単一セル間に空隙が設けられている請求項１〜６の何れかに記載の単室型燃料電池。
8. 請求項１記載の単室型燃料電池の製造方法であって、
   前記燃料極の構成材料の粉末を含むペーストを前記金属多孔質体の気孔中に充填した後、該金属多孔質体をプレス加工又はロール加工して圧縮変形させて、前記支持体を形成し、
   前記支持体上に前記燃料極の構成材料の粉末のペーストを塗工し、その上に前記電解質の構成材料の粉末を含むペーストを塗工し、更にその上に前記空気極の構成材料の粉末を含むペーストを塗工し、然る後、全体を一体焼結する単室型燃料電池の製造方法。
9. 請求項１記載の単室型燃料電池の製造方法であって、
   前記燃料極の構成材料の粉末を含むペーストを前記金属多孔質体の気孔中に充填した後、該金属多孔質体をプレス加工又はロール加工して圧縮変形させて、前記支持体を形成し、
   前記支持体上に前記燃料極の構成材料の粉末のペーストを塗工し、その上に、予め形成しておいた、前記電解質の構成材料の粉末を含む生シート又は該シートの焼結体を積層し、更にその上に前記空気極の構成材料の粉末を含むペーストを塗工し、然る後、全体を一体焼結する単室型燃料電池の製造方法。
10. 請求項１記載の単室型燃料電池の製造方法であって、
    前記燃料極の構成材料の粉末を含むペーストを前記金属多孔質体の気孔中に充填した後、該金属多孔質体をプレス加工又はロール加工して圧縮変形させて、前記支持体を形成し、
    前記支持体上に前記燃料極の構成材料の粉末のペーストを塗工し、その上に、予め形成しておいた、前記電解質の構成材料の粉末を含む生シート又は該シートの焼結体を積層し、これらを焼結させ、焼結後、更にその上に前記空気極の構成材料の粉末を含むペーストを塗工し、然る後、全体を焼結する単室型燃料電池の製造方法。
    

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