JP2006222006A - Cell for solid oxide type fuel battery and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体酸化物から成る電解質を使用して電気化学反応により電気エネルギーを得る固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）における発電要素を構成するセル、及びこのような固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法に関する。 The present invention relates to a cell constituting a power generation element in a solid oxide fuel cell (SOFC) that obtains electric energy by an electrochemical reaction using an electrolyte composed of a solid oxide, and for such a solid oxide fuel cell The present invention relates to a method for manufacturing a cell.
この種の固体酸化物形燃料電池に用いられるセルとしては、例えば一方の電極層を兼ねる多孔質支持基板の上に、薄膜状の電解質層と他方の電極層を形成したものがある。
この場合、電解質層がガスの隔壁としての機能を果たすには、その性状をより緻密にすることが望ましく、また、電解質層がイオン伝導膜としての機能を果たすには、その膜厚をより薄くすることが望ましい。
As a cell used in this type of solid oxide fuel cell, for example, there is a cell in which a thin electrolyte layer and the other electrode layer are formed on a porous support substrate that also serves as one electrode layer.
In this case, in order for the electrolyte layer to function as a gas partition wall, it is desirable to make the properties more dense, and for the electrolyte layer to function as an ion conductive film, the film thickness is made thinner. It is desirable to do.
一般的に、固体酸化物形燃料電池に用いられる電解質材料のような酸化物を含む脆性材料を成膜する方法として、エアロゾルデポジッション法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
この成膜方法は、原料微粒子が入った原料槽を振動させると同時にキャリアガスを導入することによってエアロゾル化し、キャリアガスとともに基板表面へ噴射させることによって成膜する方法であって、比較的酸素欠損が少ない多結晶の微結晶膜（平均結晶子径：５００ｎｍ以下）を緻密に形成できる特長を有する。また、膜と基板との界面には、膜構造物の一部が基板に食い込んだアンカー層が形成されるという特徴がある。
In general, an aerosol deposition method has been disclosed as a method for forming a brittle material containing an oxide such as an electrolyte material used in a solid oxide fuel cell (see, for example, Patent Document 1).
This film forming method is a method for forming a film by vibrating a raw material tank containing raw material fine particles and simultaneously introducing aerosol into a carrier gas and injecting it onto the substrate surface together with the carrier gas. This is characterized in that a polycrystalline microcrystalline film (average crystallite diameter: 500 nm or less) can be densely formed. Further, there is a feature that an anchor layer in which a part of the film structure bites into the substrate is formed at the interface between the film and the substrate.
また、固体酸化物形燃料電池用セルとしてより低い温度で高出力を得ることを目的として、多孔質燃料極基板上に電解質層と空気極層を形成した構成や、多孔質金属基板上に燃料極層／電解質層／空気極層を形成した構成が提案されている。 In addition, for the purpose of obtaining a high output at a lower temperature as a solid oxide fuel cell, a structure in which an electrolyte layer and an air electrode layer are formed on a porous fuel electrode substrate, or a fuel on a porous metal substrate is provided. A configuration in which an electrode layer / electrolyte layer / air electrode layer is formed has been proposed.
しかしながら、エアロゾルデポジッション法により電解質層を多孔性の焼結体基板上に成膜する場合には、基材の結晶粒界部が弱いときには、成膜することができず、噴射された原料微粒子によって基材の焼結粒界にクラックが入ったり、焼結粒が脱落したりして、基材をブラストする場合もある。つまり基材の極めて局所的な焼結粒界状態に依存して、成膜する箇所と基材を削ってしまうことになる。そのため、ピンホールができてしまったり、膜厚が厚い箇所と薄い箇所ができてしまったりして品質の安定した燃料電池セルを形成するのが困難になるという問題があった。
特に一枚のセル板に複数の発電セル部分を搭載したタイプのものでは、複数のセルの内のひとつにでもピンホールができてしまうと、ガス分子がリークして、セル板全体が機能しなくなるため、ピンホールのない膜を安定して形成することが極めて重要である。一方、ピンホールのない電解質層とするためには、電解質層を厚く形成する必要があり、出力密度の低下を引き起こしてしまうという問題があった。
However, when the electrolyte layer is formed on the porous sintered substrate by the aerosol deposition method, it cannot be formed when the crystal grain boundary portion of the substrate is weak. As a result, cracks may occur in the sintered grain boundary of the base material, or the sintered grain may fall off and the base material may be blasted. That is, depending on the extremely local sintered grain boundary state of the base material, the film forming location and the base material are scraped. For this reason, there is a problem that it becomes difficult to form a fuel cell having a stable quality due to pinholes or thick and thin portions.
In particular, in the type in which multiple power generation cell parts are mounted on a single cell plate, if a pinhole is formed in one of the multiple cells, gas molecules will leak and the entire cell plate will function. Therefore, it is extremely important to stably form a film without pinholes. On the other hand, in order to obtain an electrolyte layer having no pinholes, it is necessary to form the electrolyte layer thickly, which causes a problem of lowering the output density.
また、車載用燃料電池のように、起動停止や運転温度の変動が頻繁に生じる燃料電池用のセルとしては、セル板内に成膜される電解質層を小さく区切って複数個形成した方が、熱応力に対する耐久性が向上する。しかし、燃料極支持型基板などの多孔質性の基板では、ガスリークさせないために、基板全面に電解質層を形成する構成となるので、耐熱衝撃性を向上させたセル構造を作るのが困難であるという問題もあった。 In addition, as a fuel cell cell that frequently starts and stops and fluctuations in operating temperature, such as an in-vehicle fuel cell, it is better to form a plurality of electrolyte layers that are formed in a cell plate in a small manner, Durability against thermal stress is improved. However, a porous substrate such as a fuel electrode support substrate is configured to form an electrolyte layer on the entire surface of the substrate in order to prevent gas leakage, and thus it is difficult to make a cell structure with improved thermal shock resistance. There was also a problem.
一方、基板だけでなくセルの周囲のフレーム部やガスマニホールド部、インターコネクタ部に金属を使用できれば、スタック化が容易で、加工精度が上がるため小型化が図れる。また、ガスシールド部などにおいて金属−金属接合が適用できるため耐熱ショック性が向上する。しかし、１２００℃を超える熱処理では、金属がもたないので、金属を多用したスタックを形成することが困難であった。 On the other hand, if metal can be used not only for the substrate but also for the frame portion, gas manifold portion, and interconnector portion around the cell, stacking is easy and the processing accuracy is increased, so that the size can be reduced. In addition, heat shock resistance is improved because metal-metal bonding can be applied in a gas shield portion or the like. However, since heat treatment exceeding 1200 ° C. has no metal, it is difficult to form a stack using a lot of metal.
これに対して、本発明者らは、このような従来の固体酸化物形燃料電池用セルにおける課題を解決するために、先の特許出願である特願２００３−３６４００９号（出願日：平成１５年１０月２４日）において、耐熱衝撃性に優れた固体酸化物形燃料電池用セルを提供すると共に、１２００℃を超えるような熱処理工程を必要とすることなく、金属などを使用して、このような燃料電池用セルを安価に、かつ生産性良く生産することができる方法を提案している（以下、「先願発明」という。）。 On the other hand, in order to solve the problems in such a conventional solid oxide fuel cell, the present inventors have filed Japanese Patent Application No. 2003-364209 (application date: Heisei 15), which is an earlier patent application. (October 24, 1980) provided a cell for a solid oxide fuel cell excellent in thermal shock resistance and used a metal or the like without requiring a heat treatment step exceeding 1200 ° C. A method for producing such a fuel cell unit at low cost and with high productivity has been proposed (hereinafter referred to as “prior invention”).
上記先願発明の固体酸化物形燃料電池用セルは、たとえばニッケルやクロムを含有する耐熱金属から成る基板上に電解質と燃料極と空気極が形成されており、上記基板が緻密なガス不透過部分とガス透過性を備えた多孔化部分を有し、例えば安定化ジルコニアやセリア系固溶体、酸化ビスマスなどの固体酸化物から成る電解質層が上記多孔化部分を覆うようにエアロゾルデポジッション法で形成され、この電解質層上に燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層が形成されていることを特徴としている。 In the solid oxide fuel cell of the prior invention, the electrolyte, fuel electrode, and air electrode are formed on a substrate made of a heat-resistant metal containing, for example, nickel or chromium, and the substrate is densely gas-impermeable. It has a porous part with gas permeability and part formed by aerosol deposition method so that an electrolyte layer made of solid oxide such as stabilized zirconia, ceria solid solution, bismuth oxide, etc. covers the porous part The electrode layer of either the fuel electrode or the air electrode is formed on the electrolyte layer.
上記構成とすることにより、微結晶から成る緻密な膜状をなし基板との界面にアンカー層が形成された電解質層が形成され、安定した品質の電解質層として、耐熱衝撃性を高めることができる。また、ラメラ構造を含む場合や膜内微結晶粒子界面にアモルファス相を含有する場合には、熱応力により強い構造を含む電解質層を高い密着力で基板上に形成できるので、頻繁な起動停止に伴う熱応力を緩和することができ、電解質層全体にクラックが伸展したり、膜破壊によって発電不能になったりするような事態を未然に防止し、耐熱衝撃性にさらに優れた固体酸化物形燃料電池用セルを形成することができる。
また、基材に金属材料を使用することができることから、ガスマニホールド部を取り付けたり、セパレータと交互に積層してガスシール性を確保するための接合が容易なものとなり、積層密度の高いスタックを提供することができる。
With the above configuration, an electrolyte layer having a dense film made of microcrystals and having an anchor layer formed at the interface with the substrate is formed, and the thermal shock resistance can be enhanced as an electrolyte layer of stable quality. . In addition, when it contains a lamellar structure or contains an amorphous phase at the interface of microcrystalline particles in the film, an electrolyte layer containing a structure strong against thermal stress can be formed on the substrate with high adhesion, so frequent start and stop Solid oxide fuel that can relieve the thermal stress that accompanies it, prevents cracks from extending throughout the electrolyte layer, and prevents power generation due to film breakage, and has even better thermal shock resistance A battery cell can be formed.
In addition, since a metal material can be used for the base material, it becomes easy to attach a gas manifold part or alternately stack with separators to ensure gas sealability, and a stack with a high stacking density can be obtained. Can be provided.
また、上記先願発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法は、例えばエアロゾルデポジッション法によって、固体酸化物から成る電解質層を基板上に所望のパターンで成膜する工程と、上記電解質層が成膜された部分の基板をエッチングして多孔化する工程と、上記電解質層上に燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層を形成する工程と、上記電解質層の他面側に他方の電極層を形成する工程とを有し、上記基板を多孔化する工程より前に電解質層の成膜工程を実施するようにしたことを特徴としている。 Further, the method for producing a cell for a solid oxide fuel cell according to the invention of the prior application includes a step of forming an electrolyte layer made of a solid oxide in a desired pattern on a substrate by, for example, an aerosol deposition method, and the electrolyte Etching the substrate where the layer is formed to make the substrate porous, forming the electrode layer on either the fuel electrode or the air electrode on the electrolyte layer, and on the other side of the electrolyte layer A step of forming the other electrode layer, and the step of forming the electrolyte layer is performed before the step of making the substrate porous.
上記先願発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法によれば、フラットな基板上に電解質層を成膜した後、基板をエッチングする工程をとるために、従来の多孔質基板上に電解質層を形成する場合のような、基材の極めて局所的な焼結粒界状態に依存して生じる様々な不都合を解消することができ、ピンホール等のない緻密で高品質の電解質層を薄膜状に形成することが可能になり、内部抵抗を低減して電池性能を向上させた固体酸化物形燃料電池用セルを製造することができる。
更に、ガス不透過部分を複数箇所に備えた一枚の基板内に、小面積の単セルを複数形成することが容易となることから、セル板としての耐熱衝撃性を高めるといった優れた効果がもたらされた。
According to the method of manufacturing a cell for a solid oxide fuel cell of the above-mentioned prior application, an electrolyte layer is formed on a flat substrate, and then the step of etching the substrate is performed on a conventional porous substrate. Various inconveniences that occur depending on the extremely local sintered grain boundary state of the substrate, such as when forming an electrolyte layer, can be eliminated, and a dense and high-quality electrolyte layer without pinholes can be obtained. It is possible to form a thin film, and it is possible to manufacture a cell for a solid oxide fuel cell with reduced internal resistance and improved battery performance.
Furthermore, since it becomes easy to form a plurality of small-area single cells in a single substrate having a plurality of gas-impermeable portions, an excellent effect of improving the thermal shock resistance as a cell plate can be obtained. It was brought.
このように、上記先願発明により、耐熱衝撃性に優れ、出力密度の高い固体酸化物形燃料電池用セル及びこれを使用した燃料電池スタックを提供でき、また、その製造においても安価に、かつ生産性良く生産することができる。
しかしながら、本発明者らが更に検討を重ねたところ、下記に示す改良の余地があることが判明した。即ち、上記先願発明の製造方法によれば、エアロゾルデポジッション法によって、固体酸化物から成る電解質層を基板上に所望のパターンで成膜した後に、電解質層が成膜された部分の基板をエッチングして多孔化する。この際、例えば基材にステンレス鋼を使用する場合には塩化鉄系又は塩酸系などのエッチング材を吹き付けることによりエッチングを実施することができ、エッチングの吹き付け圧は電解質層を破損しないように抑えることが必要となるが、一方で基材のエッチング処理速度を向上し、生産性をあげるためには、エッチング剤の吹き付け圧を上げることが必要となる。このため、エッチングの吹き付け圧は高くすることが望ましいが、電解質材料を破損しない程度に制限される。 However, further investigations by the present inventors have revealed that there is room for improvement as described below. That is, according to the manufacturing method of the prior invention, after the electrolyte layer made of a solid oxide is formed in a desired pattern on the substrate by the aerosol deposition method, the portion of the substrate on which the electrolyte layer is formed is formed. It becomes porous by etching. At this time, for example, when stainless steel is used as the base material, etching can be performed by spraying an etching material such as iron chloride or hydrochloric acid, and the spray pressure of etching is suppressed so as not to damage the electrolyte layer. However, on the other hand, in order to improve the etching rate of the base material and increase the productivity, it is necessary to increase the spraying pressure of the etching agent. For this reason, it is desirable to increase the spray pressure of etching, but it is limited to the extent that the electrolyte material is not damaged.
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、耐熱衝撃性に優れ、出力密度の高い固体酸化物形燃料電池用セルを提供し、かつ該固体酸化物形燃料電池を生産性良く生産することができる製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and its object is to provide a solid oxide fuel cell with excellent thermal shock resistance and high output density, And it is providing the manufacturing method which can produce this solid oxide fuel cell with sufficient productivity.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、孔部分において、電解質層と電極層の間に下部電極界面層を設けることなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above object can be achieved by providing a lower electrode interface layer between the electrolyte layer and the electrode layer in the hole portion, and the like. The present invention has been completed.
即ち、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルは、基板に固体酸化物から成る電解質と燃料極と空気極が形成された固体酸化物形燃料電池用セルであって、かかる基板が緻密なガス不透過部分とガス透過性を備えた孔部分から成り、該孔部分を覆うようにエアロゾルデポジッション法で電解質層が形成され、当該電解質層上に燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層が形成されており、孔部分において、当該電解質層と他方の電極層の間に下部電極界面層が形成されているものである。 That is, the cell for a solid oxide fuel cell of the present invention is a solid oxide fuel cell cell in which an electrolyte composed of a solid oxide, a fuel electrode, and an air electrode are formed on a substrate, and the substrate is dense. It consists of a gas impermeable portion and a hole portion having gas permeability, and an electrolyte layer is formed by an aerosol deposition method so as to cover the hole portion, and either the fuel electrode or the air electrode is formed on the electrolyte layer In the hole portion, a lower electrode interface layer is formed between the electrolyte layer and the other electrode layer.
また、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法は、上記本発明の固体酸化物形燃料電池用セルを製造する方法であって、基板に孔部分を形成する工程と、下部電極界面層を形成する工程と、エアロゾルデポジッション法により電解質層を形成する工程と、燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層を形成する工程と、他方の電極層を形成する工程を含む製造方法である。 Further, the method for producing a solid oxide fuel cell according to the present invention is a method for producing the above solid oxide fuel cell according to the present invention, comprising the step of forming a hole in a substrate, and a lower electrode. Manufacturing including a step of forming an interface layer, a step of forming an electrolyte layer by an aerosol deposition method, a step of forming an electrode layer of one of a fuel electrode and an air electrode, and a step of forming the other electrode layer Is the method.
本発明によれば、孔部分において下部電極界面層を設けることなどとしたため、耐熱衝撃性に優れ、出力密度の高い固体酸化物形燃料電池用セルを提供し、かつ該固体酸化物形燃料電池を生産性良く生産することができる製造方法を提供することができる。 According to the present invention, since the lower electrode interface layer is provided in the hole portion, a solid oxide fuel cell having excellent thermal shock resistance and high power density is provided, and the solid oxide fuel cell is provided. Can be produced with high productivity.
以下、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルについて詳細に説明する。
上述の如く、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルは、基板に固体酸化物から成る電解質と燃料極と空気極が形成された固体酸化物形燃料電池用セルであって、かかる基板が緻密なガス不透過部分とガス透過性を備えた孔部分から成り、該孔部分を覆うようにエアロゾルデポジッション法で電解質層が形成され、当該電解質層上に燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層が形成されており、孔部分において、当該電解質層と他方の電極層の間に下部電極界面層が形成されているものである。
Hereinafter, the solid oxide fuel cell of the present invention will be described in detail.
As described above, the solid oxide fuel cell cell of the present invention is a solid oxide fuel cell cell in which an electrolyte composed of a solid oxide, a fuel electrode, and an air electrode are formed on a substrate. It consists of a dense gas-impermeable portion and a hole portion having gas permeability, and an electrolyte layer is formed by an aerosol deposition method so as to cover the hole portion, and either the fuel electrode or the air electrode is formed on the electrolyte layer In the hole portion, a lower electrode interface layer is formed between the electrolyte layer and the other electrode layer.
ここで、本発明において使用可能な電解質材料としては、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）若しくは酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、又はこれらを任意に組合わせた酸化物を固溶した安定化ジルコニア、セリア（ＣｅＯ２）系固溶体、酸化ビスマス、及びＳｒ、Ｍｇ、Ｃｏ等のドーパントをドープしたＬａＧａＯ３（ランタンガレート）を挙げることができ、これらの２種以上を任意に組合わせて使用することもできる。
また、電極材料としては、燃料極の場合、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕなどの金属材料や、Ｎｉ−ＳＤＣ（サマリウム・ドープ・セリア）、Ｎｉ−ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、Ｎｉ−ＣＧＯ（セリウム−ガリウム複合酸化物）、Ｃｕ−ＣｅＯ２（セリア）などのサーメット材料、又はこれらの混合材料を用いることができる。空気極の場合には、Ｐｔ、Ａｇなどの金属材料や、ＬＳＭ（Ｌａ１−ｘＳｒｘＭｎＯ３）、ＬＣＭ（Ｌａ１−ｘＣａｘＭｎＯ３）、ＬＳＣ（Ｌａ１−ｘＳｒｘＣｏＯ３）、ＳＳＣ（Ｓｍ１−ｘＳｒｘＣｏＯ３）など複合酸化物を使用することができる。
Here, as an electrolyte material that can be used in the present invention, neodymium oxide (Nd 2 O 3 ), samarium oxide (Sm 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), gadolinium oxide (Gd 2 O 3 ), or oxide LaGaO doped with stabilized zirconia, ceria (CeO 2 ) -based solid solution, bismuth oxide, and dopants such as Sr, Mg, Co or the like, in which scandium (Sc 2 O 3 ) or an oxide of any combination thereof is dissolved. 3 (lanthanum gallate), and two or more of these can be used in any combination.
As the electrode material, in the case of a fuel electrode, a metal material such as Pt, Ni, Cu, Ni-SDC (samarium-doped ceria), Ni-YSZ (yttria stabilized zirconia), Ni-CGO (cerium- A cermet material such as gallium composite oxide), Cu—CeO 2 (ceria), or a mixed material thereof can be used. If the air electrode, Pt, or a metal material such as Ag, LSM (La 1-x Sr x MnO 3), LCM (La 1-x Ca x MnO 3), LSC (La 1-x Sr x CoO 3 ), SSC (Sm 1-x Sr x CoO 3 ) and the like can be used.
このような構成とすることによって、微結晶から成る緻密な膜状をなし基板との界面にアンカー層が形成された電解質層が形成され、従来公知の電解質層は言うに及ばず、先願発明よりも更に安定した品質の電解質層として、耐熱衝撃性を高めることができる。
また、エアロゾルデポジッション法により形成した電解質層には、ラメラ構造を含む場合や膜内微結晶粒子界面にアモルファス相を含有する場合があり、熱応力により強い構造を含む電解質層を高い密着力で基板上に形成できるので、頻繁な起動停止に伴う熱応力を緩和することができ、電解質層全体にクラックが伸展したり、膜破壊によって発電不能になったりするような事態を未然に防止し、耐熱衝撃性にさらに優れた固体酸化物形燃料電池用セルを形成することができる。
また、基材に金属材料を使用することができることから、ガスマニホールド部を取り付けたり、セパレータと交互に積層してガスシール性を確保するための接合が容易なものとなり、積層密度の高いスタックを提供することができる。
By adopting such a configuration, an electrolyte layer having a dense film made of microcrystals and having an anchor layer formed at the interface with the substrate is formed, not to mention the conventionally known electrolyte layer, the invention of the prior application. As a more stable quality electrolyte layer, the thermal shock resistance can be enhanced.
In addition, the electrolyte layer formed by the aerosol deposition method may include a lamellar structure or an amorphous phase at the interface between microcrystalline particles in the film. Since it can be formed on the substrate, it can relieve thermal stress due to frequent start and stop, prevent the situation where cracks extend throughout the electrolyte layer and power generation becomes impossible due to film breakdown, A solid oxide fuel cell can be formed which is further excellent in thermal shock resistance.
In addition, since a metal material can be used for the base material, it becomes easy to attach a gas manifold part or alternately stack with separators to ensure gas sealability, and a stack with a high stacking density can be obtained. Can be provided.
ここで、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルを図面を用いて説明する。
図１は、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの一実施例（実施例１に相当）を示す断面図である。なお、同図は多孔部分の一つの孔部分を拡大したものである。同図に示すように、固体酸化物形燃料電池用セル１は、基板１０と、電解質層２０と、電極層３０と、下部電極界面層４０を有する。また、基板１０はガス不透過部分１２と孔部分１４を有し、電解質層２０は孔部分１４を覆うようにエアロゾルデポジッション法で形成されており、電解質層２０の上に一方の電極層３２が形成されており、孔部分１４において、電解質層と他方の電極層３４の間に下部電極界面層４０が形成されている。また、下部電極界面層４０は、本例においては、基板１０の上に形成されている。
Here, the solid oxide fuel cell of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment (corresponding to Embodiment 1) of a solid oxide fuel cell according to the present invention. In the figure, one hole portion of the porous portion is enlarged. As shown in the figure, the solid
下部電極界面層４０を基板１０の上に形成することによって、つまり、詳しくは後述する本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法の一実施例において、基板１０に孔部分１４を形成する前に下部電極界面層４０と、電解質層２０を基板１０の上に形成することによって、孔部分１４を例えばエッチングによって形成する際に、電解質層２０が受ける衝撃を緩和することができ、電解質層２０をより安定して、高品質なセルを提供することができる。また、本例の場合には、下部電極界面層４０は、連続層であることが好ましい。
なお、詳しくは後述するが本例の場合には、下部電極界面層４０のエッチングレートが基板１０のエッチングレートより遅いことが好ましい。
By forming the lower
Although described later in detail, in the case of this example, the etching rate of the lower
下部電極界面層４０の膜厚は、基板１０の上に形成される場合には、５μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましい。電解質層２０は、下部電極界面層４０を覆うように形成されるが、５μｍ以下であれば、下部電極界面層４０と基板１０との段差により電解質層２０にクラック等の欠陥が入ることを防止することが容易にできる。１μｍ以下であればその効果が大きく好ましい。また、下部電極界面層のエッヂ部の膜厚が徐々に薄くなっており基板との段差を小さくすることもできる。
なお、少なくとも下部電極界面層は孔部分を覆い、電解質層は下部電極界面層を覆っていればよいが、基板全面を覆っていてもよい。
When formed on the
In addition, at least the lower electrode interface layer may cover the hole portion and the electrolyte layer may cover the lower electrode interface layer, but may cover the entire surface of the substrate.
図２は、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの他の一実施例（実施例２に相当）を示す断面図である。なお、同図は多孔部分の一つの孔部分を拡大したものである。同図に示すように、固体酸化物形燃料電池用セル１は、基板１０と、電解質層２０と、電極層３０と、下部電極界面層４０を有する。また、基板１０はガス不透過部分１２と孔部分１４を有し、電解質層２０は孔部分１４を覆うようにエアロゾルデポジッション法で形成されており、電解質層２０の上に一方の電極層３２が形成されており、孔部分１４において、電解質層と他方の電極層３４の間に下部電極界面層４０が形成されている。また、下部電極界面層４０は、本例においては、基板１０の中に形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment (corresponding to Embodiment 2) of the solid oxide fuel cell according to the present invention. In the figure, one hole portion of the porous portion is enlarged. As shown in the figure, the solid
下部電極界面層４０を基板１０の中に形成することによって、つまり、詳しくは後述する本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法の他の一実施例において、電解質層２０を基板１０の上に形成する前に、基板１０に孔部分１４を形成し、かかる孔部分を閉孔するように下部電極界面層４０を形成する場合に、孔部分１４を閉孔している下部電極界面層４０を例えばエッチングして再度孔部分１４を形成する際に、下部電極界面層４０は全てを除去する必要はなく、そのため電解質層２０が受ける衝撃を少なくすることができ、電解質層２０をより安定して、高品質なセルを提供することができる。また、本例の場合には、下部電極界面層４０は、連続層であっても不連続層であってもよい。また、本例の場合（下部電極界面層４０を基板１０の中に形成する場合）には、同図に示すように、下部電極界面層４０内に他方の電極層３２が入り込んでいるものも本発明の範囲に属する。
なお、詳しくは後述するが本例の場合には、下部電極界面層４０のエッチングレートが基板１０のエッチングレートより速いことが好ましい。
By forming the lower
Although described in detail later, in the case of this example, it is preferable that the etching rate of the lower
下部電極界面層４０の膜厚は、基板１０の中に形成される場合には、製造時には１０μｍ以上であることが好ましい。下部電極界面層４０は基板１０の孔部分１４を閉孔するように形成されるが、１０μｍ未満であると、下部電極界面層４０上に電解質層２０を形成する際に、下部電極界面層が電解質層２０を形成するための下地層としての強度を維持できないために、所望の電解質層が形成できず、高品質なセルを提供することができない場合がある。
When formed in the
また、本発明において、電解質を形成する基材としては、ニッケルやクロムを含有する耐熱金属などを好適に使用することができるが、本発明者らは、クロムを含有する基材に対してエアロゾルデポジッション法により、安定化ジルコニアやセリア系固溶体、酸化ビスマスなどの固体酸化物を形成すると、基材に含まれるクロムと電解質に含まれる酸素が反応して、基材と電解質界面にクロム酸化物を生じる場合があり、クロム酸化物が形成されると、燃料電池反応には預からない抵抗層となるため、燃料電池の出力密度を十分に上げられない場合があるという技術知見を得た。 In the present invention, as the base material for forming the electrolyte, a heat-resistant metal containing nickel or chromium can be preferably used, but the present inventors have applied an aerosol to the base material containing chromium. When a solid oxide such as stabilized zirconia, ceria-based solid solution, or bismuth oxide is formed by the deposition method, chromium contained in the substrate reacts with oxygen contained in the electrolyte, and chromium oxide is present at the interface between the substrate and the electrolyte. When the chromium oxide is formed, it becomes a resistance layer that is not deposited in the fuel cell reaction, and thus the technical knowledge that the output density of the fuel cell may not be sufficiently increased is obtained.
本発明において、下部電極界面層を構成する材料は、特に限定されるものではなく、接触する電解質層及び他の電極層を構成する材料と異種であることが好ましい。また、同種でもよいが、例えば含まれる構成元素が同種の場合には、上述したエッチングレートなどが異なることが望ましい。また、下部電極界面層がエアロゾルデポジッション法で形成される電解質層などと反応して抵抗層を形成しない材料からなることがより望ましく、例えばクロムを含有しない材料から成ることが望ましい。
このような観点から、下部電極界面層自体は、固体酸化物形燃料電池の燃料極材料、空気極材料又は電解質材料として機能することが好ましく、換言すれば電子伝導性及び酸素イオン伝導性のいずれか一方又は双方を有することが好ましく、これにより、下部電極界面層が抵抗層となることはなく、即ち燃料電池の出力密度を低下させることを防止することができる。
In the present invention, the material constituting the lower electrode interface layer is not particularly limited, and is preferably different from the materials constituting the electrolyte layer and other electrode layers in contact with each other. Moreover, although the same kind may be sufficient, when the constituent elements contained are the same kind, for example, it is desirable that the above-mentioned etching rate etc. differ. Further, the lower electrode interface layer is preferably made of a material that does not form a resistance layer by reacting with an electrolyte layer formed by an aerosol deposition method, for example, a material that does not contain chromium.
From such a viewpoint, the lower electrode interface layer itself preferably functions as a fuel electrode material, an air electrode material, or an electrolyte material of a solid oxide fuel cell. In other words, any one of electron conductivity and oxygen ion conductivity is used. It is preferable to have one or both of them, whereby the lower electrode interface layer does not become a resistance layer, that is, it is possible to prevent the output density of the fuel cell from being lowered.
また、本発明において、下部電極界面層として使用される材料としては、例えば空気極材料としてはＰｔ、Ａｇなどの金属材料や、ＬＳＭ（Ｌａ１−ｘＳｒｘＭｎＯ３）、ＬＣＭ（Ｌａ１−ｘＣａｘＭｎＯ３）、ＬＳＣ（Ｌａ１−ｘＳｒｘＣｏＯ３）、ＳＳＣ（Ｓｍ１−ｘＳｒｘＣｏＯ３）などのペロブスカイト型酸化物が挙げられ、燃料極材料としてはＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇなどの金属材料や、Ｎｉ−ＳＤＣ（サマリウム・ドープ・セリア）、Ｎｉ−ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、Ｎｉ−ＣＧＯ（セリウム−ガリウム複合酸化物）、Ｃｕ−ＣｅＯ２（セリア）などのサーメット材料が挙げられる。更にはこれらの混合材料および電解質材料との混合材料を使用することもできるが、これらに限定されるものではない。
なお、下部電極界面層が燃料極側に形成される場合には、水素還元雰囲気下で金属に還元されればよい。
In the present invention, as a material used for the lower electrode interface layer, for example, as an air electrode material, a metal material such as Pt or Ag, LSM (La 1-x Sr x MnO 3 ), LCM (La 1- 1 Examples include perovskite oxides such as x Ca x MnO 3 ), LSC (La 1-x Sr x CoO 3 ), and SSC (Sm 1-x Sr x CoO 3 ), and fuel electrode materials include Ni, Cu, Co , Pt, Pd, Ag, and other metal materials, Ni-SDC (samarium-doped ceria), Ni-YSZ (yttria stabilized zirconia), Ni-CGO (cerium-gallium composite oxide), Cu-CeO 2 ( Cermet materials such as ceria). Furthermore, a mixed material of these mixed materials and an electrolyte material can be used, but is not limited thereto.
When the lower electrode interface layer is formed on the fuel electrode side, it may be reduced to metal in a hydrogen reducing atmosphere.
更に、本発明において、基板として使用される材料は、とくに限定されるものではないが、耐熱性に優れるクロムを含有する基板を用いた場合に、特に顕著な効果が発揮される。 Further, in the present invention, the material used as the substrate is not particularly limited, but a particularly remarkable effect is exhibited when a substrate containing chromium having excellent heat resistance is used.
次に、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法について説明する。
上述の如く、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法は上記本発明の固体酸化物形燃料電池用セルを製造する方法であって、基板に孔部分を形成する工程と、下部電極界面層を形成する工程と、エアロゾルデポジッション法により電解質層を形成する工程と、燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層を形成する工程と、他方の電極層を形成する工程を含むことを特徴とし、これにより所望の固体酸化物形燃料電池用セルを得ることができる。
Next, the manufacturing method of the cell for solid oxide fuel cells of this invention is demonstrated.
As described above, the method for manufacturing a solid oxide fuel cell according to the present invention is a method for manufacturing the solid oxide fuel cell according to the present invention. Including a step of forming an electrode interface layer, a step of forming an electrolyte layer by an aerosol deposition method, a step of forming one of the electrode layers of the fuel electrode and the air electrode, and a step of forming the other electrode layer. This makes it possible to obtain a desired solid oxide fuel cell.
例えば、基板上に下部電極界面層を形成し、次いで、エアロゾルデポジッション法により電解質層を形成し、しかる後、基板に孔部分を形成し、燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層と他方の電極層を形成して所望の固体酸化物形燃料電池用セルを得ることができる。この場合、電解質層に対して下部電極界面層と反対側に形成される電極層は、基板に孔部分を形成する前に形成してもよく、電解質層に対して下部電極界面層と同じ側に形成される電極層は孔部分が形成された後に形成されればよい。
または、基板に孔部分を形成し、次いで、該孔部分を下部電極界面層で閉孔し、更に、エアロゾルデポジッション法により電解質層を形成し、しかる後、閉孔部分を再度開孔し、燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層と他方の電極層を形成して所望の固体酸化物形燃料電池用セルを得ることもできる。この場合も、電解質層に対して下部電極界面層と反対側に形成される電極層は、基板に孔部分を形成する前に形成してもよく、電解質層に対して下部電極界面層と同じ側に形成される電極層は孔部分が再度形成された後に形成されればよい。
For example, a lower electrode interface layer is formed on a substrate, and then an electrolyte layer is formed by an aerosol deposition method. Thereafter, a hole is formed in the substrate, and either the fuel electrode or the air electrode The other electrode layer can be formed to obtain a desired solid oxide fuel cell. In this case, the electrode layer formed on the side opposite to the lower electrode interface layer with respect to the electrolyte layer may be formed before forming the hole portion in the substrate, and the same side as the lower electrode interface layer with respect to the electrolyte layer The electrode layer formed on the substrate may be formed after the hole portion is formed.
Alternatively, a hole portion is formed in the substrate, and then the hole portion is closed by the lower electrode interface layer, and further, an electrolyte layer is formed by an aerosol deposition method, and then the closed hole portion is opened again. A desired solid oxide fuel cell can be obtained by forming one electrode layer and the other electrode layer of the fuel electrode and the air electrode. Also in this case, the electrode layer formed on the side opposite to the lower electrode interface layer with respect to the electrolyte layer may be formed before the hole portion is formed in the substrate, and is the same as the lower electrode interface layer with respect to the electrolyte layer. The electrode layer formed on the side may be formed after the hole portion is formed again.
本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法を図面に基づいて説明する。
図３は、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法の一実施例を示すフロー図である。同図（１）に示すように、基板１０の上に下部電極界面層４０を形成し、同図（２）に示すように、電解質層２０をエアロゾルデポジッション法により形成し、同図（３）に示すように、基板１０に電解質層２０を形成した反対側から孔部分１４を形成し、同図（４）に示すように燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層３２を形成し、同図（５）に示すように他方の電極層３４を形成する。
The manufacturing method of the cell for solid oxide fuel cells of this invention is demonstrated based on drawing.
FIG. 3 is a flowchart showing one embodiment of a method for producing a solid oxide fuel cell according to the present invention. As shown in FIG. 1A, a lower
同図（１）において、下部電極界面層を形成するに当たってその方法は特に限定されるものではないが、例えばスパッタリング法、電子ビーム蒸着法、スプレー熱分解法又は電解・無電解メッキ法、及びこれらを適宜組み合わせることなどにより形成することができる。
このように下部電極界面層を形成することによって、同図（２）で示すように、電解質層をエアロゾルデポジッション法により形成する場合であって、例えばクロムを含有する基板を用いた場合でも、抵抗層を生じさせ難くすることができる。
In FIG. 1 (1), the method for forming the lower electrode interface layer is not particularly limited. For example, sputtering, electron beam evaporation, spray pyrolysis, electrolysis / electroless plating, and these Can be formed by appropriately combining them.
By forming the lower electrode interface layer in this way, as shown in FIG. 2 (2), when the electrolyte layer is formed by the aerosol deposition method, for example, when a substrate containing chromium is used, A resistance layer can be made difficult to occur.
また、同図（３）において、例えばエッチングなどにより孔部分を形成する場合に、下部電極界面層が設けられているため、エッチングによる衝撃を緩和することができ、電解質層の破損の危険性を低下させることができる。衝撃を緩和する観点から、基板と比較して下部電極界面層の材料はエッチングレートは遅い方が望ましい。更には、エッチング圧を従来よりも高く設定することができるため、生産性を向上することもできる。 Further, in FIG. 3 (3), when the hole portion is formed by etching or the like, for example, the lower electrode interface layer is provided, so that the impact due to etching can be mitigated and the risk of damage to the electrolyte layer is reduced. Can be reduced. From the viewpoint of reducing the impact, it is desirable that the material of the lower electrode interface layer has a lower etching rate than the substrate. Furthermore, since the etching pressure can be set higher than before, productivity can be improved.
図４は、本発明の固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法の他の一実施例を示すフロー図である。同図（１）に示すように、基板１０に孔部分１４を形成し、同図（２）に示すように、孔部分１４を閉孔するように下部電極界面層４０を形成し、同図（３）に示すように、電解質層２０をエアロゾルデポジッション法により形成し、同図４（４）に示すように、閉孔部分に再度孔部分１４を形成し、同図（５）に示すように燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層３２を形成し、同図（６）に示すように他方の電極層３４を形成する。
FIG. 4 is a flowchart showing another embodiment of the method for producing a solid oxide fuel cell according to the present invention. As shown in FIG. 1A, a
同図（１）において、基板に孔部分を形成する際に、その方法は特に限定されるものではなく、例えばエッチングやパンチング等により形成することができる。
同図（２）において、孔部分を閉孔する下部電極界面層としては、後の再度孔部分形成工程を考慮して基板よりもエッチングレートが速い材料を選択することが望ましい。
また、下部電極界面層を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、上述したように例えばスパッタリング法、電子ビーム蒸着法、スプレー熱分解法又は電解・無電解メッキ法、及びこれらを適宜組み合わせることなどにより形成することができる。
更に、後の電解質層の形成を考慮すると、下部電極界面層の膜厚は、１０μｍ以上とすることが好ましい。
In the figure (1), when forming a hole part in a board | substrate, the method is not specifically limited, For example, it can form by etching, punching, etc.
In FIG. 2B, as the lower electrode interface layer for closing the hole portion, it is desirable to select a material having an etching rate faster than that of the substrate in consideration of the subsequent hole portion forming step.
Further, the method for forming the lower electrode interface layer is not particularly limited, and as described above, for example, sputtering, electron beam evaporation, spray pyrolysis, electrolysis / electroless plating, It can be formed by combining them.
Furthermore, considering the subsequent formation of the electrolyte layer, the thickness of the lower electrode interface layer is preferably 10 μm or more.
同図（３）において、電解質層２０をエアロゾルデポジッション法により形成する際に、例えばクロムを含有する基板を用いた場合でも、下部電極界面層が形成されている孔部分においては抵抗層を生じさせ難くすることができる。
同図（４）において、再度の孔部分形成の際に、先にエッチングレートが速い材料を選択しておくことによって、エッチング圧を従来よりも低く設定することができ、これによって、電解質層の破損の危険性を低下させることができる。
In FIG. 3 (3), when the
In FIG. 4 (4), when the hole portion is formed again, the etching pressure can be set lower than in the prior art by selecting a material having a higher etching rate first. The risk of breakage can be reduced.
以下、本発明をいくつかの実施例により更に詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to some examples. The present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
基板として、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０：Ｆｅ−１７％Ｃｒ）から成る厚さ１００μｍ、径４０ｍｍの円板状の基材を使用し、下部電極界面層として、ＮｉＯ−８ＹＳＺ層をスパッタリング法を用いて、厚さ１μｍで基材上１．０ｃｍ四方の大きさで成膜した。
Example 1
As a substrate, a disk-shaped base material made of ferritic stainless steel (SUS430: Fe-17% Cr) having a thickness of 100 μm and a diameter of 40 mm is used, and a NiO-8YSZ layer is used as a lower electrode interface layer by a sputtering method. Then, a film having a thickness of 1 μm and a size of 1.0 cm square on the substrate was formed.
次いで、エアロゾルデポジッション法を用いて、厚さ５μｍの８ＹＳＺ電解質層を、ＮｉＯ−８ＹＳＺ層と中心位置を合わせて、１．５ｃｍ四方の大きさに成膜した。 Next, an aerosol deposition method was used to form an 8YSZ electrolyte layer having a thickness of 5 μm in a size of 1.5 cm square with the central position of the NiO-8YSZ layer.
更に、８ＹＳＺから成る電解質層を成膜した基板の表裏面をエッチングマスク用の光硬化樹脂層で被覆し、塩化鉄系の公知のエッチャントを用いて基板を多孔化し、１ｃｍ四方の下部電極界面層に対して２００μｍ径の大きさの孔部分を１６箇所形成した。 Further, the front and back surfaces of the substrate on which the electrolyte layer made of 8YSZ is formed are covered with a photo-curing resin layer for an etching mask, and the substrate is made porous using a known iron chloride-based etchant to form a 1 cm square lower electrode interface layer. 16 holes having a diameter of 200 μm were formed.
しかる後、８ＹＳＺ電解質層上１．０ｃｍ四方の範囲に、スパッタリング法を用いて厚さ１０μｍのＬＳＣ空気極を形成し、基板の裏面側多孔化部分にスパッタリング法を用いてＮｉＯ−８ＹＳＺ燃料極層を１０μｍの膜厚に成膜して、本例の固体酸化物形燃料電池用セルを得た。 Thereafter, an LSC air electrode having a thickness of 10 μm is formed in a 1.0 cm square area on the 8YSZ electrolyte layer using a sputtering method, and a NiO-8YSZ fuel electrode layer is formed using a sputtering method on the back surface side porous portion of the substrate. Was formed to a thickness of 10 μm to obtain a solid oxide fuel cell for this example.
（実施例２）
基板として、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０：Ｆｅ−１７％Ｃｒ）から成る厚さ１００μｍ、径４０ｍｍの円板状の基材を使用し、基板の表裏面をエッチングマスク用の光硬化樹脂層で被覆し、塩化鉄系の公知のエッチャントを用いて基板を多孔化し、１ｃｍ四方の下部電極界面層に対して２００μｍ径の大きさの孔部分を１６箇所形成した。
(Example 2)
As a substrate, a disk-shaped base material made of ferritic stainless steel (SUS430: Fe-17% Cr) having a thickness of 100 μm and a diameter of 40 mm is used, and the front and back surfaces of the substrate are covered with a photocurable resin layer for an etching mask. Then, the substrate was made porous using a known iron chloride-based etchant, and 16 holes having a diameter of 200 μm were formed in a 1 cm square lower electrode interface layer.
次いで、該孔部分に下部電極界面層としてＮｉをメッキし、孔部分を閉孔した。更に、孔部分の外側に形成されたＮｉ層を除去するために研磨を行い、孔部分を埋めるように形成された下部電極界面層の厚みを、基板と同じ１００μｍとした。
この際、孔部分外部で電解質層を形成する面に薄いＮｉメッキ層が残存している場合もある。この場合は、基板エッヂと孔内Ｎｉの段差を埋めて、欠陥がない電解質が成膜しやすい平滑面に研磨されていることが望ましく、厚さは実施例１の態様と同様に１μｍ以下が好ましい。
Next, Ni was plated as a lower electrode interface layer in the hole portion, and the hole portion was closed. Further, polishing was performed to remove the Ni layer formed outside the hole portion, and the thickness of the lower electrode interface layer formed so as to fill the hole portion was set to 100 μm, which was the same as that of the substrate.
At this time, a thin Ni plating layer may remain on the surface on which the electrolyte layer is formed outside the hole portion. In this case, it is desirable that the step between the substrate edge and the Ni in the hole is filled, and the electrolyte free from defects is polished to a smooth surface that is easy to form a film, and the thickness is 1 μm or less as in the first embodiment. preferable.
次いで、孔部分を閉孔した下部電極界面層上、１．５ｃｍ四方の範囲に、エアロゾルデポジッション法により、８ＹＳＺ電解質を５μｍの厚さで成膜した。 Next, an 8YSZ electrolyte was formed to a thickness of 5 μm by an aerosol deposition method in a 1.5 cm square range on the lower electrode interface layer in which the hole portion was closed.
更に８ＹＳＺ電解質上１．０ｃｍ四方の範囲に、スプレー熱分解法を用いてＳＳＣ空気極層を厚さ１０μｍで成膜した。 Further, an SSC air electrode layer having a thickness of 10 μm was formed in a range of 1.0 cm square on the 8YSZ electrolyte by spray pyrolysis.
しかる後、基板の裏面をエッチングマスク用の光硬化樹脂層で被覆し、塩化鉄系の公知のエッチャントを用いて、閉孔部のＮｉ下部電極界面層を多孔化した。この際、多孔化された下部電極界面層は、ガス透過性を有し、厚さ１μｍで多孔化部に配置された。 Thereafter, the back surface of the substrate was covered with a photo-curing resin layer for an etching mask, and the Ni lower electrode interface layer in the closed hole portion was made porous using a known iron chloride-based etchant. At this time, the porous lower electrode interface layer had gas permeability and was disposed in the porous portion with a thickness of 1 μm.
続いて、基板の多孔化部にスパッタリング法を用いて、ＮｉＯ−８ＹＳＺ燃料極層を厚さ１０μｍで成膜して、本例の固体酸化物形燃料電池用セルを得た。 Subsequently, a NiO-8YSZ fuel electrode layer was formed to a thickness of 10 μm using a sputtering method on the porous portion of the substrate to obtain a solid oxide fuel cell for this example.
１０ 基板
２０ 電解質層
３２ 電極層
３４ 電極層
４０ 下部電極界面層
10
Claims (12)
上記基板が緻密なガス不透過部分とガス透過性を備えた孔部分から成り、該孔部分を覆うようにエアロゾルデポジッション法で電解質層が形成され、当該電解質層上に燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層が形成され、
上記孔部分において、当該電解質層と他方の電極層の間に下部電極界面層が形成されていることを特徴とする固体酸化物形燃料電池用セル。 A solid oxide fuel cell having a substrate on which an electrolyte composed of a solid oxide, a fuel electrode, and an air electrode are formed,
The substrate comprises a dense gas-impermeable portion and a hole portion having gas permeability, an electrolyte layer is formed by an aerosol deposition method so as to cover the hole portion, and a fuel electrode and an air electrode are formed on the electrolyte layer. One of the electrode layers is formed,
A solid oxide fuel cell, wherein a lower electrode interface layer is formed between the electrolyte layer and the other electrode layer in the hole portion.
基板に孔部分を形成する工程と、下部電極界面層を形成する工程と、エアロゾルデポジッション法により電解質層を形成する工程と、燃料極及び空気極のいずれか一方の電極層を形成する工程と、他方の電極層を形成する工程を含むことを特徴とする固体酸化物形燃料電池用セルの製造方法。 A method for producing a cell for a solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 9,
A step of forming a hole in the substrate, a step of forming a lower electrode interface layer, a step of forming an electrolyte layer by an aerosol deposition method, and a step of forming an electrode layer of either the fuel electrode or the air electrode A method for producing a cell for a solid oxide fuel cell, comprising the step of forming the other electrode layer.
A hole portion is formed in the substrate, and then the hole portion is closed by the lower electrode interface layer. Further, an electrolyte layer is formed by an aerosol deposition method. 11. The method for producing a solid oxide fuel cell according to claim 10, wherein one electrode layer and the other electrode layer of the air electrode are formed.
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