JP2011134537A - 固体酸化物形燃料電池セルの製造方法、及び、同セルの分割体の成形体の製造方法 - Google Patents

固体酸化物形燃料電池セルの製造方法、及び、同セルの分割体の成形体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】支持体内部に燃料流路を有するＳＯＦＣセル（焼成体）であってセル全体としての電気抵抗が比較的小さく、且つ、支持体に撓みが発生し難いものの製造方法の提供。
【解決手段】燃料流路が厚さ方向に２分割されるように支持体を厚さ方向に２分割して得られる形状を有する支持体分割体の成形体が、成形型にスラリーを充填するゲルキャスト法により作製される。支持体分割体成形体の上面が露呈し且つ支持体分割体成形体が成形型に収容された状態で、支持体分割体成形体の上面に、燃料側電極成形体及び電解質成形体が順次積層されてセル分割体成形体が得られる。このセル分割体成形体が２つ準備される。２つのセル分割体成形体が接合・焼成されて、酸素側電極が未形成のＳＯＦＣセル（焼成体）が得られる。この焼成体の上下面にそれぞれ酸素側電極成形体が形成され、この酸素側電極成形体が焼成されることで、ＳＯＦＣセルＡが完成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池セル（焼成体）の製造方法、及び、同セルの分割体の成形体の製造方法に関する。本明細書では、「成形体」とは焼成前の状態を意味するものとする。
従来より、内部に燃料流路を有する板状の支持体（導電体）の上に燃料側電極、固体電解質、及び酸素側電極を順次積層してなる固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：ＳＯＦＣ）のセル（単電池）が広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。このＳＯＦＣのセルに対して、支持体内部の燃料流路に燃料ガス（水素ガス等）を供給するとともに酸素側電極に酸素を含むガス（空気等）を供給することにより、固体電解質の酸素イオン濃度差に基づいて燃料側電極と酸素側電極との間に電位差が発生する。
上記文献には、このＳＯＦＣのセルの製造方法として、以下のものが記載されている。即ち、先ず、内部に燃料流路を有する板状の支持体を（燃料流路が厚さ方向に２分割されるように）厚さ方向に２分割して得られる支持体分割体の成形体が、プレス成形により作製される。この支持体分割体の成形体の下面には、燃料流路に対応する溝パターンが形成されている。このプレス成形では、底壁の成形面に前記溝パターンに対応するパターンが形成された成形型に支持体の原料粉末が投入され、この原料粉末がプレス成形機により所定圧力で加圧される。
次いで、このように作製され且つ成形型から取り出された支持体分割体の成形体が２つ準備される。これら２つの支持体分割体の成形体が、溝パターンが形成された側のそれぞれの面同士を合わせるように所定の接合剤を用いて接合されて、支持体の接合成形体が得られる。
次に、この接合成形体上に燃料側電極の成形体、及び固体電解質の成形体が順次形成されて、積層成形体が得られる。この積層成形体が焼成されて、積層焼成体が得られる。次いで、この積層焼成体の固体電解質上に、酸素側電極の成形体が形成される。そして、この酸素側電極の成形体が焼成されて、「内部に燃料流路を有する板状の支持体の上に燃料側電極、固体電解質、及び酸素側電極が順次積層された」ＳＯＦＣのセルが得られる。
このように、内部に燃料流路を有する支持体の成形体をプレス成形により作製するにあたり、プレス成形により作製された２つの支持体分割体の成形体を接合する手法を採用したのは、燃料流路の形状の自由度が高くなり、複雑な形状を有する燃料流路の作製が容易になるからである。
特開２００７−９５３８３号公報
ところで、上記文献に記載の手法では、原料粉末のプレス成形により支持体分割体の成形体が得られる。一般に、プレス成形では、プレス成型を容易にするため、スプレードライ法を用いて微細な原料粉末（１次粒子）が比較的粗大な集合体（顆粒体、２次粒子）に予め加工され、この２次粒子が押圧されてプレス成形体が作製される。即ち、プレス成形体は２次粒子から構成される。従って、プレス成形体を焼成して得られる支持体（焼成体）も２次粒子から構成され、支持体（焼成体）を構成する２次粒子の粒径は８０μｍ程度と比較的大きくなる。これに起因して、支持体（プレス成形体の焼成体）と燃料側電極との界面における接点数が少なくなり、同界面において十分な接触面積が確保され難くなる。従って、両者の良好な電気的接続が確保され難くなる。この結果、ＳＯＦＣセル全体としての電気抵抗（オーミック抵抗）が比較的大きくなり、従って、ＳＯＦＣセル全体としての出力密度が比較的低くなり易いという問題が発生し得る。
加えて、上記文献に記載の手法では、成形型から取り出された２つの支持体分割体の成形体が接合されて得られる支持体の接合成形体の上に、燃料側電極の成形体、及び固体電解質の成形体が順次形成される。通常、支持体の接合成形体上に各成形体が形成される際、各成形体の剥がれ抑制等のため、各成形体が接合成形体に向けて上から厚さ方向に押圧される。ところが、支持体の接合成形体は焼成前であり、外力を受けると比較的撓み易く、割れにより破損する場合もある。特に、支持体の接合成形体の内部には燃料流路（空洞）が形成されている。従って、特に、接合成形体における燃料流路が形成された領域近傍では、厚さ方向に圧縮力を受けると撓みが発生し易く、割れにより破損する場合もある。このため、プレス成形においては、燃料流路の形状の設計の自由度が制限され、セルの出力密度を高くすることが困難であった。
本発明は、支持体内部にガス流路を有するＳＯＦＣセル（焼成体）であってセル全体としての電気抵抗が比較的小さく、且つ、支持体に撓み及び割れが発生し難いものの製造方法、及び、同セルの分割体の成形体（焼成前）の製造方法を提供することを目的とする。ＳＯＦＣセルの分割体の成形体は、後にもう１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体等と接合されて、ＳＯＦＣセルを構成するものである。
本発明に係るＳＯＦＣセルの分割体の成形体の製造方法では、「内部にガス流路を有する板状の支持体を厚さ方向に分割して得られる（形状を有する）支持体分割体の成形体であって前記ガス流路に対応する溝パターンがその下面に形成された支持体分割体の成形体」の上面に、少なくとも固体電解質の成形体が積層された、ＳＯＦＣセルの分割体の成形体が製造される。
この製造方法は、前記溝パターンに対応するパターンがその底壁の成形面に形成された成形型に、少なくともセラミック粉体、分散媒、及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを投入し、前記スラリーを成形・硬化することで前記支持体分割体の成形体を得る成形工程と、前記支持体分割体の成形体の上面が露呈し且つ前記支持体分割体の成形体が前記成形型又は前記溝パターンに対応するパターンがその底壁に形成された前記成形型と異なる型に収容された状態で、前記支持体分割体の成形体の上面に少なくとも固体電解質の成形体を形成して積層成形体を得る積層工程と、前記積層成形体から前記成形型又は前記成形型と異なる型を取り除いて前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体を得る離型工程と、を含む。ここにおいて、セラミック粉体、分散媒、及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを成形型を用いて成形して成形体を得る手法は、「ゲルキャスト法」とも呼ばれる。
この製造方法では、前記積層工程にて、前記積層成形体として、前記支持体分割体の成形体の上面に燃料側電極の成形体が形成され前記燃料側電極の成形体の上面に前記固体電解質の成形体が形成されたものが得られてもよい。或いは、前記成形工程にて、燃料側電極の成形体を兼ねた前記支持体分割体の成形体が得られる場合、前記積層工程にて、前記積層成形体として、前記支持体分割体の成形体の上面に前記固体電解質の成形体が形成されたものが得られてもよい。
このように、本発明に係る製造方法では、ゲルキャスト法を使用して支持体分割体の成形体が得られる。一般に、ゲルキャスト法により得られた成形体を焼成して得られる焼成体は、上記１次粒子から構成される。即ち、この焼成体を構成する粒子（１次粒子）の粒径は、プレス成形を経て得られる焼成体を構成する粒子（２次粒子）の粒径（８０μｍ程度）に比べて十分に小さくなる。なお、１次粒子の粒径とは、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定されるメジアン径を指す。従って、本発明に係る製造方法が採用された場合、上記文献に記載の手法が採用された場合に比して、支持体（ゲルキャスト法による成形体の焼成体）と燃料側電極（或いは、固体電解質）との界面における接点数が多くなり、同界面においてより大きい接触面積が確保され得る。従って、両者の電気的接続がより確保され易くなる。この結果、ＳＯＦＣセル全体としての電気抵抗（オーミック抵抗）がより小さくなり、従って、ＳＯＦＣセル全体としての出力密度をより高くできる。
加えて、この製造方法では、支持体分割体の成形体が成形型又は前記成形型と異なる型に収容された状態で、支持体分割体の成形体の上面に少なくとも固体電解質の成形体が形成される。従って、支持体分割体の成形体上に固体電解質等の成形体が形成される際、各成形体の剥がれ抑制等のため、各成形体が支持体分割体の成形体に向けて上から厚さ方向に押圧されても、支持体分割体の成形体の下面（即ち、溝パターンが形成されている凹凸面）の全域が成形型又は前記成形型と異なる型の底壁（即ち、溝パターンに対応するパターンが形成された面、凹凸面）に接触する。これにより、支持体分割体の成形体は撓み得ない。
以上、本発明に係る製造方法により得られたＳＯＦＣセルの分割体の成形体を利用してＳＯＦＣセルを作製することで、支持体内部にガス流路を有するＳＯＦＣセル（焼成体）であってセル全体としての電気抵抗が比較的小さく、且つ、支持体に撓みが発生し難いものが製造され得る。
具体的には、本発明に係るＳＯＦＣセルの製造方法では、上述したＳＯＦＣセルの分割体の成形体の製造方法により製造された２つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体が、前記溝パターンが形成されたそれぞれの面同士を合わせるように先ず接合され、その後、前記接合された成形体が焼成されて、前記支持体の上下面のそれぞれに少なくとも固体電解質が形成された接合積層体が得られる。或いは、同製造された２つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体が先ず焼成され、その後、前記焼成により得られた２つのＳＯＦＣセルの分割体が前記溝パターンが形成されたそれぞれの面同士を合わせるように接合されて、前記接合積層体が得られる。次いで、前記接合積層体の上下面のそれぞれに酸素側電極の成形体が形成され、その後、前記酸素側電極の成形体が焼成されて、ＳＯＦＣセルが得られる。これにより、支持体の上下面のそれぞれに少なくとも固体電解質と酸素側電極とが積層されたＳＯＦＣセルが得られる。なお、上記２つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体の形状は、同じであっても異なっていてもよい。
或いは、２つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）同士を接合することに代えて、１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とを接合することで、支持体の上下面の一方側にのみ少なくとも固体電解質と酸素側電極とが積層されたＳＯＦＣセルを得ることもできる。
また、溝パターンが形成された２つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）同士を接合することに代えて、溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成されていない１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）とを接合することで、支持体の上下面の両側に少なくとも固体電解質と酸素側電極とが積層されたＳＯＦＣセルを得ることもできる。
或いは、溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成された１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とを接合することに代えて、溝パターンが形成されていない１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成された１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とを接合することで、支持体の上下面の一方側にのみ少なくとも固体電解質と酸素側電極とが積層されたＳＯＦＣセルを得ることもできる。
或いは、溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成された１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とを接合することに代えて、溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成されていない１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とを接合することで、支持体の上下面の一方側にのみ少なくとも固体電解質と酸素側電極とが積層されたＳＯＦＣセルを得ることもできる。
本発明の実施形態に係るＳＯＦＣセルの製造方法により作製されたＳＯＦＣセルを示す斜視図である。 図１に示したＳＯＦＣセルを２−２線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 図１に示したＳＯＦＣセルを３−３線を含みＸ−Ｙ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 図１に示した支持体の分割体の成形体の製造に使用される成形型を示す分解斜視図である。 図４に示した成形型が組まれた状態を示す斜視図である。 図５に示した成形型を６−６線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 成形型の成形空間内にスラリーが充填された状態における図６に対応する断面図である。 成形・硬化が終了した支持体分割体の成形体が残存し且つ上型が取り除かれた状態にある成形型を示す斜視図である。 図８に示した成形型を９−９線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 上型が取り除かれた状態でスラリーが投入された状態にある成形型を示す斜視図である。 図１０に示した成形型を１１−１１線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 図１０に示した成形型の上面に沿うようにスキージによりスキージングを行う際の様子を示す斜視図である。 図１２に示したスキージング後において成形型の上面が蓋で覆われる際の様子を示す斜視図である。 図８に示す支持体分割体の成形体の上に燃料側電極の成形体が形成された状態にある成形型を示す斜視図である。 図１４に示した成形型を１５−１５線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 図１４に示す燃料側電極の成形体の上に固体電解質の成形体が形成された状態にある成形型を示す斜視図である。 図１６に示した成形型を１７−１７線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 セル分割体の成形体から成形型を取り除く様子を示す斜視図である。 完成したセル分割体の成形体を示す斜視図である。 ２つのセル分割体の成形体を接合する様子を示す斜視図である。 ２つのセル分割体の成形体が接合されて得られる焼成前の接合積層体を示す斜視図である。 図２１に示した接合積層体を焼成して得られる焼成後の接合積層体を示す斜視図である。 図２２に示した焼成後の接合積層体の上下面のそれぞれに酸素側電極の成形体が形成された積層体を示す斜視図である。 図２３に示した積層体を２４−２４線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 支持体が燃料側電極を兼ねる場合における、本発明の変形例に係るＳＯＦＣセルの製造方法により作製されたＳＯＦＣセルを示す斜視図である。 支持体の上下面の一方側にのみ燃料側電極等が積層される場合における、本発明の他の変形例に係るＳＯＦＣセルの製造方法により作製されたＳＯＦＣセルを示す斜視図である。 溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成されていない１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）とが接合される、本発明の他の変形例に係るＳＯＦＣセルの製造方法により作製されたＳＯＦＣセルを示す斜視図である。 図２７に示したＳＯＦＣセルを２８−２８線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 溝パターンが形成されていない１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成された１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とが接合される、本発明の他の変形例に係るＳＯＦＣセルの製造方法により作製されたＳＯＦＣセルを示す斜視図である。 図２９に示したＳＯＦＣセルを３０−３０線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。 溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成されていない１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とが接合される、本発明の他の変形例に係るＳＯＦＣセルの製造方法により作製されたＳＯＦＣセルを示す斜視図である。 図３１に示したＳＯＦＣセルを３２−３２線を含みＸ−Ｚ平面と平行な平面に沿って切断して得られる断面を示す断面図である。
（ＳＯＦＣセルの構成）
図１〜図３は、本発明の実施形態に係るＳＯＦＣセルの製造方法により作製されたＳＯＦＣセルＡを示す。このＳＯＦＣセルＡは、支持基板（最も剛性が高い部材）として機能する板状の支持体１０を備える。支持体１０には、上方（Ｚ軸正方向）に向けて、板状の燃料側電極２０、電解質３０、及び酸素側電極４０が順に積層されている。同様に、支持体１０には、下方（Ｚ軸負方向）に向けて、板状の燃料側電極２０、電解質３０、及び酸素側電極４０が順に積層されている。
ＳＯＦＣセルＡを構成する各部材の上方から見た形状（平面形状）は同じであり、本例では、長辺が５〜３０ｃｍで短辺が３〜１５ｃｍの長方形である。また、平面形状が、１辺が１〜１０ｃｍの正方形、直径が１０ｃｍの円形等であってもよい。また、各構成部材の平面形状が異なっていてもよい。なお、図１〜図３の示す各角部には、Ｒ面取りが施されていてもよい。
支持体１０は、酸化ニッケルＮｉＯ及び／又はニッケルＮｉとイットリア安定化ジルコニアＹＳＺとから構成される多孔質の板状の焼成体である。支持体１０の厚さは０．５〜５．０ｍｍである。ＳＯＦＣセルＡの各構成部材の厚さのうち支持体１０の厚さが最も大きい。Ｎｉ及び／又はＮｉＯの全体中の体積比率はＮｉ換算で３５〜５５体積％であり、ＹＳＺの全体中の体積比率は４５〜６５体積％である。Ｎｉ及び／又はＮｉＯのメジアン径は０．１〜５．０μｍであり、ＹＳＺのメジアン径は０．１〜５．０μｍである。
図２、図３から理解できるように、支持体１０の内部には、燃料ガスを流すための燃料流路１１（空洞）が形成されている。また、外部と燃料流路１１とをつなぐ一対の開口１２，１２が形成されている。後述するように、この支持体１０は、支持体１０を厚さ方向（Ｚ軸方向）に２分割して得られる形状を有する２つの支持体分割体の成形体１０ｄｇ（焼成前）を接合し、焼成することで形成されている。
燃料側電極２０（アノード電極）は、支持体１０と同様、酸化ニッケルＮｉＯ及び／又はニッケルＮｉとイットリア安定化ジルコニアＹＳＺとから構成される多孔質の薄板状の焼成体である。燃料側電極２０の厚さは５．０〜３０．０μｍである。Ｎｉ及び／又はＮｉＯの全体中の体積比率はＮｉ換算で２５〜５０体積％であり、ＹＳＺの全体中の体積比率は５０〜７５体積％である。このように、燃料側電極２０では、支持体１０と比べて、ＹＳＺの含有割合（体積％）が大きい。
支持体１０は、燃料側電極２０における後述する（２）式で表わされる反応で得られた電子を外部に取り出すために主として使用され得る。この意味において、支持体２０は燃料極集電層とも呼ばれ、燃料側電極２０は燃料極活性層とも呼ばれる。
電解質３０は、ＹＳＺから構成される緻密な薄板状の焼成体である。電解質３０の厚さは１．０〜３０．０μｍである。
酸素側電極４０（カソード電極）は、ランタンストロンチウムコバルトフェライトＬＳＣＦ（Ｌａ０．６Ｓｒ０．４Ｃｏ０．２Ｆｅ０．８Ｏ３）からなる多孔質の薄板状の焼成体である。酸素側電極４０の厚さは５．０〜５０．０μｍである。
なお、セル作製時又はＳＯＦＣの作動中のセルＡ内において電解質３０内のＹＳＺと酸素側電極４０内のストロンチウムとが反応して電解質３０と酸素側電極４０との間の電気抵抗が増大する現象の発生を抑制するために、電解質３０と酸素側電極４０との間に反応防止層が介装されてもよい。反応防止層は、セリアからなる緻密な薄板状の焼成体であることが好ましい。セリアとしては、具体的には、ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）、ＳＤＣ（サマリウムドープセリア）等が挙げられる。
作動温度（例えば、６００〜９００℃）に昇温した状態のＳＯＦＣのセルＡに対して、開口１２を介して支持体１０の内部の燃料流路１１に燃料ガス（水素ガス等）を供給するとともに空気側電極４０に酸素を含むガス（空気等）を供給することにより、下記（１）、（２）式に示す化学反応が発生する。これにより、燃料側電極２０と空気側電極４０との間に電位差が発生する。
（１／２）・Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２− （於：空気側電極４０） …（１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ− （於：燃料側電極２０） …（２）
このＳＯＦＣのセルＡでは、通常、支持体１０と空気側電極４０，４０のそれぞれに集電用の導電性接続部材（インターコネクタと称呼される）が接合剤により接合・固定される。そして、それぞれのインターコネクタを介して前記電位差に基づく電力が外部に取り出される。
（ＳＯＦＣセルの製造方法）
次に、図１に示したＳＯＦＣのセルＡの製造方法の一例について説明する。以下、「成形体」とは焼成前の状態を意味するものとする。「成形体」を表す符号は、その「成形体」を焼成して得られる焼成体を表す符号の末尾に「ｇ」が付される。
（支持体分割体の成形体１０ｄｇの作製）
本例では、上述の支持体１０（焼成体）の作製に際し、先ず、燃料流路１１が厚さ方向に２分割されるように支持体１０を厚さ方向（Ｚ軸方向）に２分割して得られる形状を有する支持体分割体１０ｄの成形体１０ｄｇが作製される。支持体分割体成形体１０ｄｇにおける燃料流路１１に対応する面には、燃料流路１１の形状に対応する溝パターンが形成されている。２つの（一対の）支持体分割体成形体１０ｄｇが接合され焼成されることで、支持体１０が形成される。以下、先ず、支持体分割体成形体１０ｄｇの作製について説明する。
支持体分割体成形体１０ｄｇは、上述したゲルキャスト法により作製される。図４〜図６は、ゲルキャスト法により支持体分割体成形体１０ｄｇを成形する際に使用される成形型を示す。図４〜図６に示すように、この成形型は、下型５０、中型６０、及び上型７０から構成される。下型５０の底壁の上面（成形面）には、前記溝パターンに対応するパターンが形成されている。中型６０における対角線上に位置する２つの角部には、スラリー注型用の注型口７１、及び、スラリー注型時の空気抜き用の空気抜き口７２がそれぞれ形成されている。なお、注型口７１及び空気抜き口７２は、下型５０に形成されていてもよいし、上型７０に形成されていてもよい。また、注型口７１が下型５０、中型６０、及び上型７０のうちの１つに形成され、空気抜き口７２が下型５０、中型６０、及び上型７０のうちの他の１つに形成されていてもよい。
図５、及び図６に示すように、組立完了状態において、下型５０、中型６０、及び上型７０は、この順で下から積層・固定される。組立完了状態において、成形型の内部には、下型５０の底壁の上面（成形面）、中型６０の側壁の内面（成形面）、及び上型７０の下面（成形面）にて画定される成形空間Ｓが形成される。この成形空間Ｓの形状が、支持体分割体成形体１０ｄｇの外形状に対応する。
支持体分割体成形体１０ｄｇは、以下の手順でゲルキャスト法により作製される。先ず、下型５０、中型６０、及び上型７０の各成形面（スラリーが接触する面）に、所定の離型剤（フッ素系離型剤を有機溶剤で分散させたもの等）がスプレー、ディップ、刷毛等により塗布される。これにより、後述するように成形体から型を取り除く際（離型の際）、成形体の残渣が型の成形面に付着・残存し難くなる。
次いで、上述のように下型５０、中型６０、及び上型７０が順に積層・固定されて、成形型が組立完了状態とされる。また、下型５０の上に中型６０が積層された後（且つ、中型６０の上に上型７０が積層される前）に、上述の離型剤の塗布がなされてもよい。
次に、セラミックスラリーが調製される。セラミックスラリーには、金属粉体、セラミック粉体、分散媒、及びゲル化剤が含まれる。また、必要に応じて分散助剤、触媒が含まれる。本例では、セラミック粉体として、支持体１０を構成する成分であるＮｉＯの粉体とＹＳＺの粉体が含まれる。ＮｉＯ粉体を構成するＮｉＯ粒子のメジアン径は０．１〜５．０μｍであり、ＹＳＺ粉体を構成するＹＳＺ粒子のメジアン径は０．１〜５．０μｍである。
本例では、セラミックスラリーとしては、ＮｉＯ粉体として、ＮｉＯ粉末６０．０重量部、セラミック粉体として、ＹＳＺ粉末４０．０重量部、分散媒として、脂肪族多価エステルと多塩基酸エステルの混合物３０．０重量部、及び、エチレングリコール０．５重量部、ゲル化剤として、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート４．０重量部、分散助剤として、ポリカルボン酸系共重合体３．０重量部、触媒として、６−ジメチルアミノ−１−ヘキサノール０．２重量部、を混合したものが使用された。
なお、分散媒として、脂肪族多価エステル、多塩基酸エステル、トルエン、キシレン、メチルエチルケトンなどの有機溶剤が使用されてもよい。ゲル化剤として、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、又はこれらの前駆体が使用されてもよい。分散助剤として、ポリカルボン酸系共重合体、ソルビタン系エステルなどの有機化合物が使用されてもよい。触媒として、６−ジメチルアミノ−１−ヘキサノールなどのアミン化合物が使用されてもよい。
次に、組立完了状態にある成形型を大気圧の雰囲気に曝した状態において、中型６０の注型口７１を介して、調製されたセラミックスラリーが成形空間Ｓ内に向けて注入される。このセラミックスラリーの注入は、上記セラミックスラリーの調製後、直ちに開始される。このセラミックスラリーの注入は、空気抜き口７２内においてスラリーが上昇してくるまで継続される。これにより、図７に示すように、成形空間Ｓ内にスラリーが充填される。
次いで、充填完了から所定時間に亘り、セラミックスラリーが充填された成形型が室温雰囲気で放置される。この間、セラミックスラリーは、主としてウレタン反応により、ゾル、ゲル、脆い固体へと次第に硬化していく。ここで、ウレタン反応そのものではスラリーの収縮は殆ど発生しない。加えて、この状態では、上型７０の存在により、スラリーからの分散媒の揮発が殆ど発生しない。従って、分散媒の揮発（即ち、分子数の減少）による収縮も殆ど発生しない。
即ち、この段階では、スラリーが硬化する一方でスラリーの収縮は殆ど発生しない。なお、この段階にて、離型剤の溶融温度以下の範囲内において加熱が行われてもよいし冷却が行われてもよい。これにより、ウレタン反応が更に進み、スラリーは、上記脆い固体からより強度を備えた固体へと硬化し易くなる。
以上より、図８、図９に示すように、成形型内において、支持体分割体成形体１０ｄｇ（乾燥前）が形成される。図８、図９は、上型７０を取り除いた状態、即ち、支持体分割体成形体１０ｄｇの上面が露呈し且つ支持体分割体成形体１０ｄｇが成形型（具体的には、下側５０及び中型６０）に収容された状態を示す。図８、図９に示すように、支持体分割体成形体１０ｄｇの上面は平坦化され、その下面には、燃料流路１１の形状に対応する溝パターンが形成されている。
なお、図８、図９に示すような状態にある支持体分割体成形体１０ｄｇ（乾燥前）は、図１０〜図１３に示す手順によっても作製され得る。即ち、図１０、図１１に示すように、先ず、下型５０及び中型６０のみが積層・固定された状態にて成形型内にセラミックスラリーが注入される。この注入は、中型６０の上面からスラリーが若干盛り上がる程度まで継続される。
続いて、図１２に示すように、中型６０の上面に沿うようにスキージ８０を移動させることで（スキージング）、中型６０の上面から若干盛り上がった部分のスラリーが除去される。次いで、図１３に示すように、中型６０の上面に蓋部材９０が載置されて、所定時間に亘り、この状態にて成形型が放置される。この蓋部材９０の載置により、スラリーからの分散媒の揮発が抑制される。その後、蓋部材９０が取り除かれることで、図８、図９に示すような状態にある支持体分割体成形体１０ｄｇ（乾燥前）が得られる。或いは、上記スキージング後、蓋部材９０を載置することなく成形型が放置されてもよい。以上、支持体分割体の成形体１０ｄｇ（乾燥前）の作製について説明した。
（燃料側電極成形体２０ｇの形成）
次に、図８、図９に示す状態、即ち、支持体分割体成形体１０ｄｇの上面が露呈し且つ支持体分割体成形体１０ｄｇが成形型（具体的には、下側５０及び中型６０）に収容された状態において、図１４、図１５に示すように、支持体分割体成形体１０ｄｇの上面に、燃料側電極の成形体２０ｇが形成される。
なお、図８、図９に示す状態において、支持体分割体成形体１０ｄｇから成形型（具体的には、下型５０、及び中型６０）を取り除き、成形型に代えて、前記溝パターンに対応するパターンがその底壁に形成された成形型と異なる型（嵌め合い式の型）に支持体分割体成形体１０ｄｇが嵌め合うように収容された状態において、支持体分割体成形体１０ｄｇの上面に、燃料側電極の成形体２０ｇが形成されてもよい。以下、成形型、及び前記嵌め合い式の型を総称して「型」と呼ぶ。
この成形体２０ｇの形成は、例えば、スクリーン印刷法を用いてなされる。この場合、スクリーン印刷に使用されるスラリーは、ＮｉＯ粉末及びＹＳＺ粉末の混合物に必要に応じてバインダー、分散剤、可塑剤、分散媒が添加されることで作製され得る。なお、成形体２０ｇの形成は、テープ積層法等によりされてもよい。
支持体分割体成形体１０ｄｇの上面に燃料側電極成形体２０ｇが形成された後、成形体２０ｇの剥がれ抑制等のため、成形体２０ｇが上から厚さ方向に押圧されることもある（例えば、テープ積層法の場合）。ここで、押圧の際、支持体分割体成形体１０ｄｇの下面（即ち、溝パターンが形成されている凹凸面）の全域が型の底壁（即ち、溝パターンに対応するパターンが形成された面、凹凸面）に接触する。これにより、支持体分割体成形体１０ｄｇ及び燃料側電極成形体２０ｇからなる積層成形体は撓まない。
（電解質成形体３０ｇの形成）
次に、図１４、図１５に示す状態、即ち、燃料側電極成形体２０ｇの上面が露呈し且つ支持体分割体成形体１０ｄｇが型に収容された状態において、図１６、図１７に示すように、成形体２０ｇの上面に、電解質の成形体３０ｇが形成される。
この成形体３０ｇの形成は、例えば、スクリーン印刷法を用いてなされる。この場合、スクリーン印刷に使用されるスラリーは、ＹＳＺ粉末に必要に応じてバインダー、分散剤、可塑剤、分散媒が添加されることで作製され得る。なお、成形体３０ｇの形成は、テープ積層法等によりされてもよい。
燃料側電極成形体２０ｇの上面に電解質成形体３０ｇが形成された後、成形体３０ｇの剥がれ抑制等のため、成形体３０ｇが上から厚さ方向に押圧されることもある（例えば、テープ積層法の場合）。この場合も、上述と同様の理由により、支持体分割体成形体１０ｄｇ、燃料側電極成形体２０ｇ、及び電解質成形体３０ｇからなる積層成形体は撓まない。
なお、上記の例では、支持体分割体成形体１０ｄｇの上に燃料側電極成形体２０ｇが形成され、その後、燃料側電極成形体２０ｇの上に電解質成形体３０ｇが形成された。これに対し、先ず、燃料側電極成形体２０ｇと電解質成形体３０ｇとの積層体が作製され、この積層体が支持体分割体成形体１０ｄｇの上に形成されてもよい。
（離型）
次いで、図１８に示すように、支持体分割体成形体１０ｄｇ、燃料側電極成形体２０ｇ、及び電解質成形体３０ｇからなる積層成形体から、型が取り除かれる。
（乾燥、及び、セル分割体成形体Ｂｄｇの完成）
次に、支持体分割体成形体１０ｄｇ、燃料側電極成形体２０ｇ、及び電解質成形体３０ｇからなる積層成形体が、単独の状態で、所定時間に亘って加熱による所定の高温雰囲気で乾燥される。或いは、所定時間に亘り室温雰囲気で放置・乾燥されてもよい。この状態では、積層成形体は、主として、ウレタン反応により硬化する。なお、積層成形体の上方が外部に露呈しているので、分散媒の揮発（即ち、分子数の減少）により積層成形体の乾燥・収縮が進行する。
このように、分散媒の揮発（即ち、分子数の減少）により積層成形体が収縮していく。即ち、この段階では、積層成形体が積極的に収縮させられるとともに、積層成形体がより一層硬化させられる。
以上より、図１９に示すように、ＳＯＦＣセルＡ（図１を参照）において酸素側電極４０，４０を除いたＳＯＦＣセルＢの分割体Ｂｄの成形体Ｂｄｇ（乾燥後）が単独の状態で得られる。
なお、上記の例では、支持体分割体成形体１０ｄｇの上に燃料側電極成形体２０ｇ及び電解質成形体３０ｇが形成された後において、成形体１０ｄｇ，２０ｇ，３０ｇからなる積層成形体が同時に乾燥に供された。これに対し、先ず、支持体分割体成形体１０ｄｇのみが単独の状態で乾燥に供され、その後、成形体１０ｄｇ，２０ｇ，３０ｇからなる積層成形体が同時に乾燥に供されてもよい。
この場合、図８、図９に示す状態において、先ず、支持体分割体成形体１０ｄｇ（乾燥前）から、成形型（具体的には、下型５０、及び中型６０）が取り除かれる。次いで、支持体分割体成形体１０ｄｇ（乾燥前）が、単独の状態で、所定時間に亘って加熱による所定の高温雰囲気で乾燥される。或いは、所定時間に亘り室温雰囲気で放置・乾燥されてもよい。これにより、分散媒の揮発（即ち、分子数の減少）により、成形体１０ｄｇが収縮するとともに一層硬化させられる。この結果、収縮した支持体分割体成形体１０ｄｇ（乾燥後）が得られる。
そして、成形型（下型５０＋中型６０）に対して支持体分割体成形体１０ｄｇの収縮分だけ小さめの相似形状を有する型に、支持体分割体成形体１０ｄｇ（乾燥後）が収容される。これにより、図８、図９に示す状態と類似の状態、即ち、支持体分割体成形体１０ｄｇ（乾燥後）の上面が露呈し且つ支持体分割体成形体１０ｄｇ（乾燥後）が型（具体的には、上記小さめの下側及び中型）に収容された状態が得られる。その後、上記と同じ手順を経ることにより、上記セル分割体成形体Ｂｄｇ（乾燥後）が単独の状態で得られる。
（セル分割体成形体Ｂｄｇの接合）
以上のように作製されるセル分割体成形体Ｂｄｇが２つ準備される。各セル分割体成形体Ｂｄｇの支持体分割体成形体１０ｄｇにおける溝パターンが形成された側の面に、所定の接合剤が塗布される。この接合剤の塗布は、２つのセル分割体成形体Ｂｄｇの何れか一方にのみなされてもよい。そして、図２０に示すように、これら２つのセル分割体成形体Ｂｄｇにおける接合剤が塗布された面（即ち、溝パターンが形成された側のそれぞれの面）同士が貼り合わされる。これにより、図２１に示すように、内部に燃料流路１１が形成されたセル接合成形体Ｂｇが得られる。
（セル接合成形体Ｂｇの焼成）
次いで、このセル接合成形体Ｂｇが焼成に供される。焼成条件は、例えば、最高温度１３５０℃×１時間である。これにより、セル接合成形体Ｂｇを構成する成形体１０ｄｇ，１０ｄｇ、成形体２０ｇ，２０ｇ、及び成形体３０ｇ，３０ｇの全てが焼成され、図２２に示すように、支持体１０、燃料側電極２０，２０、及び電解質３０，３０からなるＳＯＦＣセルＢ（即ち、ＳＯＦＣセルＡにおいて酸素側電極４０，４０を除いた焼成体）が得られる。
なお、上記の例では、２つのセル分割体成形体Ｂｄｇの接合後に、セル接合成形体Ｂｇが焼成された。これに対し、セル分割体成形体Ｂｄｇの焼成後に、２つのセル分割体Ｂｄを接合してもよい。
（酸素側電極成形体４０ｇ，４０ｇの形成）
次に、図２３、図２４に示すように、ＳＯＦＣセルＢ（焼成体）の上下面（即ち、上側の電解質３０の上面と下側の電解質３０の下面）にそれぞれ、酸素側電極の成形体４０ｇが形成される。この成形体４０ｇ，４０ｇの形成は、例えば、スクリーン印刷法を用いてなされる。この場合、スクリーン印刷に使用されるスラリーは、電極用粉末に必要に応じてバインダー、分散剤、可塑剤、分散媒が添加されることで作製され得る。電極用粉末としては、ＬＳＣＦ、ＬＳＣ、Ｐｔ等が使用され得る。なお、成形体４０ｇ，４０ｇの形成は、テープ積層法等によりされてもよい。
ＳＯＦＣセルＢに対して酸素側電極成形体４０ｇ，４０ｇが形成された後、成形体４０ｇ，４０ｇの剥がれ抑制等のため、上側の成形体４０ｇが上から厚さ方向に押圧されることもある。しかしながら、セルＢは焼成後の状態にあり強固である。従って、セルＢは撓まない。
（酸素側電極成形体４０ｇの焼成、及び、ＳＯＦＣセルＡの完成）
次いで、酸素側電極成形体４０ｇ，４０ｇが形成されたＳＯＦＣセルＢが焼成に供される。焼成条件は、例えば、最高温度１０００℃×１時間である。これにより、酸素側電極成形体４０ｇ，４０ｇが焼成され、ＳＯＦＣセルＢの上下面に酸素側電極４０，４０が形成される。これにより、図１〜図３に示すＳＯＦＣセルＡが完成する。
なお、上述のように、成形体１０ｄｇ，２０ｇ，３０ｇ，４０ｇのうち成形体４０ｇだけ後で焼成されるのは、成形体４０ｇの焼成温度（１０００℃）が成形体１０ｄｇ，２０ｇ，３０ｇの焼成温度（１３５０℃）よりも低いことに基づく。
また、上記焼成は全て酸化性雰囲気で行われる。支持体１０及び燃料側電極２０は導電性を有する必要がある。従って、焼成後の支持体１０及び燃料側電極２０に対して、加熱による高温下にて還元ガスを供給する熱処理が行われる。この熱処理により、ＮｉＯがＮｉへと還元される。以上、図１〜図３に示したＳＯＦＣセルＡの製造方法の一例について説明した。
（作用・効果）
以上、説明した本発明の実施形態に係るＳＯＦＣセルＡの製造方法では、ゲルキャスト法を使用して支持体分割体成形体１０ｄｇが得られる。この結果、２つの分割体成形体１０ｄｇを接合・焼成して得られる支持体１０（焼成体）では、支持体１０を構成するＮｉ及び／又はＮｉＯの粒子（＝１次粒子）のメジアン径は０．１〜５．０μｍであり、支持体１０を構成するＹＳＺの粒子（＝１次粒子）のメジアン径は０．１〜５．０μｍとなる。一方、背景技術の欄に記載したように、原料粉末のプレス成形により支持体分割体成形体が得られる場合、この成形体を焼成して得られる支持体（焼成体）では、一般に、同支持体を構成する粒子（＝２次粒子）の粒径が８０μｍ程度と比較的大きい。
即ち、本発明の実施形態のように、支持体分割体成形体がゲルキャスト法を用いて作製されることで、原料粉末のプレス成形により支持体分割体成形体が作製される場合に比して、支持体（焼成体）を構成する粒子の粒径が十分に小さくされ得る。従って、本発明に係る製造方法が採用された場合、上記背景技術の欄に記載の手法が採用された場合に比して、支持体１０と燃料側電極２０との界面における接点数が多くなり、界面においてより大きい接触面積が確保され得る。従って、両者の電気的接続がより確保され易くなる。この結果、ＳＯＦＣセル全体としての電気抵抗（オーミック抵抗）がより小さくなり、従って、ＳＯＦＣセル全体としての出力密度をより高くできる。加えて、支持体内部の燃料流路の形状の設計の自由度が向上し、セルの出力密度が向上する。
加えて、本発明の実施形態では、支持体分割体成形体１０ｄｇが型に収容された状態（図８、図９を参照）で、支持体分割体成形体１０ｄｇの上面に燃料側電極成形体２０ｇ、及び電解質成形体３０ｇが形成される。従って、支持体分割体成形体１０ｄｇ上に各成形体が形成される際、各成形体の剥がれ抑制等のため、各成形体が支持体分割体成形体１０ｄｇに向けて上から厚さ方向に押圧されても、支持体分割体成形体１０ｄｇの下面（即ち、溝パターンが形成されている凹凸面）の全域が型の底壁（即ち、溝パターンに対応するパターンが形成された面、凹凸面）に接触する。これにより、支持体分割体成形体１０ｄｇは撓み得ない。このため、支持体の内部流路の設計の自由度が向上する。
以上、本発明に係る製造方法により得られたＳＯＦＣセル分割体成形体Ｂｄｇを利用してＳＯＦＣセルＡを作製することで、支持体１０内部にガス流路を有するＳＯＦＣセル（焼成体）であってセル全体としての電気抵抗が比較的小さく、且つ、支持体１０に撓みが発生し難いものが製造され得る。
上記ＳＯＦＣセルＡでは、支持体１０（＝燃料極集電層）と電解質３０，３０との間に燃料側電極２０，２０（＝燃料極活性層）が介装されているが、支持体１０が燃料極電極２０の機能も兼ねる場合、図２５に示すＳＯＦＣセルＡ’のように、燃料側電極が省略され得る。この場合、セル分割体成形体Ｂｄｇの製造過程において、上述した「燃料側電極成形体２０ｇの形成」に係わる工程（図１４、図１５を参照）が省略される。
また、上記ＳＯＦＣセルＡでは、支持体１０の上下面にそれぞれ、燃料側電極２０、電解質３０、及び酸素側電極４０が積層されているが、図２６に示すＳＯＦＣセルＡ’’のように、支持体１０の上下面の一方側にのみ、燃料側電極２０、電解質３０、及び酸素側電極４０が積層されていてもよい。この場合、２つのセル分割体成形体Ｂｄｇが接合・焼成（或いは、焼成・接合）されることに代えて、１つのセル分割体成形体Ｂｄｇと１つの支持体分割体成形体１０ｄｇとが接合・焼成（或いは、焼成・接合）される。その後、この焼成体における１つの電解質３０の上に１つの酸素側電極成形体４０ｇが形成され、その１つの酸素側電極成形体４０ｇが焼成されることで、図２６に示すＳＯＦＣセルＡ’’が得られる。この場合も、上述と同様、燃料側電極が省略され得る。
また、上記ＳＯＦＣセルＡでは、溝パターンが形成された２つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）同士が接合されているが、図２７，２８に示すように、溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成されていない１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）とを接合することで、支持体の上下面の両側に少なくとも固体電解質と酸素側電極とが積層されたＳＯＦＣセルを得ることも可能である。
また、上記ＳＯＦＣセルＡ’’では、溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成された１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とが接合されているが、図２９，３０に示すように、溝パターンが形成されていない１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成された１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とを接合することで、支持体の上下面の一方側にのみ少なくとも固体電解質と酸素側電極とが積層されたＳＯＦＣセルを得ることも可能である。
また、上記ＳＯＦＣセルＡ’’では、溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成された１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とが接合されているが、図３１，３２に示すように、溝パターンが形成された１つのＳＯＦＣセルの分割体の成形体（＝積層成形体）と溝パターンが形成されていない１つの支持体分割体の成形体（＝単一の成形体）とを接合することで、支持体の上下面の一方側にのみ少なくとも固体電解質と酸素側電極とが積層されたＳＯＦＣセルを得ることも可能である。
１０…支持体、１０ｄｇ…支持体分割体成形体、２０…燃料側電極、２０ｇ…燃料側電極成形体、３０…電解質、３０ｇ…電解質成形体、４０…酸素側電極、４０ｇ…酸素側電極成形体、５０…下側、６０…中型、７０…上型、Ａ…ＳＯＦＣセル、Ｂｄｇ…ＳＯＦＣセル分割体成形体

Claims (8)

  1. 内部にガス流路を有する板状の支持体を厚さ方向に分割して得られる支持体分割体の成形体であって前記ガス流路に対応する溝パターンがその下面に形成された支持体分割体の成形体の上面に、少なくとも固体電解質の成形体が積層された、固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体の製造方法であって、
    前記溝パターンに対応するパターンがその底壁の成形面に形成された成形型に、少なくともセラミック粉体、分散媒、及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを投入し、前記スラリーを成形・硬化することで前記支持体分割体の成形体を得る成形工程と、
    前記支持体分割体の成形体の上面が露呈し且つ前記支持体分割体の成形体が前記成形型又は前記溝パターンに対応するパターンがその底壁に形成された前記成形型と異なる型に収容された状態で、前記支持体分割体の成形体の上面に少なくとも固体電解質の成形体を形成して積層成形体を得る積層工程と、
    前記積層成形体から前記成形型又は前記成形型と異なる型を取り除いて前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体を得る離型工程と、
    を含む、固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体の製造方法。
  2. 請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体の製造方法において、
    前記積層工程にて、前記積層成形体として、前記支持体分割体の成形体の上面に燃料側電極の成形体が形成され前記燃料側電極の成形体の上面に前記固体電解質の成形体が形成されたものが得られる、固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体の製造方法。
  3. 請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体の製造方法において、
    前記成形工程にて、燃料側電極の成形体を兼ねた前記支持体分割体の成形体が得られ、
    前記積層工程にて、前記積層成形体として、前記支持体分割体の成形体の上面に前記固体電解質の成形体が形成されたものが得られる、固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体の製造方法。
  4. 請求項２又は請求項３に記載の固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体の製造方法により製造された２つの前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体を前記溝パターンが形成されたそれぞれの面同士を合わせるように接合し、前記接合された成形体を焼成して、又は、同製造された２つの前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体を焼成し、前記焼成により得られた２つの前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体を前記溝パターンが形成されたそれぞれの面同士を合わせるように接合して、前記支持体の上下面のそれぞれに少なくとも固体電解質が形成された接合積層体を得る接合工程と、
    前記接合工程にて得られた前記接合積層体の上下面のそれぞれに酸素側電極の成形体を形成する電極形成工程と、
    前記電極形成工程にて形成された前記酸素側電極の成形体を焼成して固体酸化物形燃料電池セルを得る電極焼成工程と、
    を含む、固体酸化物形燃料電池セルの製造方法。
  5. 請求項２又は請求項３に記載の固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体の製造方法により製造された１つの前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体と同製造方法における前記成形工程により得られた１つの前記支持体分割体の成形体とを前記溝パターンが形成されたそれぞれの面同士を合わせるように接合し、前記接合された成形体を焼成して、又は、前記製造された１つの前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体と前記得られた１つの前記支持体分割体の成形体とを焼成し、前記焼成により得られた１つの前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体と１つの前記支持体分割体とを前記溝パターンが形成されたそれぞれの面同士を合わせるように接合して、前記支持体の上下面の一方側にのみ少なくとも固体電解質が形成された接合積層体を得る接合工程と、
    前記接合工程にて得られた前記接合積層体における前記一方側の面に酸素側電極の成形体を形成する電極形成工程と、
    前記電極形成工程にて形成された前記酸素側電極の成形体を焼成して固体酸化物形燃料電池セルを得る電極焼成工程と、
    を含む、固体酸化物形燃料電池セルの製造方法。
  6. 請求項４に記載の固体酸化物形燃料電池セルの製造方法において、
    前記２つの前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体のうちの一方として、前記成形体に代えて、前記成形体において前記溝パターンが形成された面に対応する面に前記溝パターンが形成されていないものである溝なし成形体が使用され、
    前記接合行程において、前記成形体における前記溝パターンが形成された面と前記溝なし成形体における前記溝パターンが形成されていない面とが接合されて前記接合積層体が得られる、固体酸化物形燃料電池セルの製造方法。
  7. 請求項５に記載の固体酸化物形燃料電池セルの製造方法において、
    前記１つの前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体に代えて、前記成形体において前記溝パターンが形成された面に対応する面に前記溝パターンが形成されていないものである溝なし成形体が使用され、
    前記接合行程において、前記１つの前記支持体分割体の成形体における前記溝パターンが形成された面と前記溝なし成形体における前記溝パターンが形成されていない面とが接合されて前記接合積層体が得られる、固体酸化物形燃料電池セルの製造方法。
  8. 請求項５に記載の固体酸化物形燃料電池セルの製造方法において、
    前記１つの前記支持体分割体の成形体に代えて、前記成形体において前記溝パターンが形成された面に対応する面に前記溝パターンが形成されていないものである溝なし成形体が使用され、
    前記接合行程において、前記１つの前記固体酸化物形燃料電池セルの分割体の成形体における前記溝パターンが形成された面と前記溝なし成形体における前記溝パターンが形成されていない面とが接合されて前記接合積層体が得られる、固体酸化物形燃料電池セルの製造方法。
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