JP2011165374A - Solid oxide fuel battery cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid oxide fuel battery cell with height of diffusion efficiency in a support body and height of electric conductivity of the support body taken heed of in good balance, in one with an electrode formed at least on one face side of the support body of a plate shape having fuel flow channels formed inside. <P>SOLUTION: On each of a top and a bottom faces of the conductive support body 10 having a plurality of fuel flow channels 11 formed inside, a fuel electrode 20, an electrolyte film 30, and an air electrode 40 are laminated. In the porous support body 10, a porosity of a whole of an area (a first area) among the plurality of fuel flow channels 11 is large, and that of an area (a second area) other than the first is small. As compared with a support body with a small porosity in a whole area, a diffusion efficiency of fuel gas in the support body is made higher, and, as compared with a support body with a large porosity in a whole area, electric conductivity of the support body is made higher. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池のセルに関する。   The present invention relates to a cell of a solid oxide fuel cell.

従来より、内部に燃料ガスの複数の燃料流路を有するとともに燃料極の一部又は全部を兼ねる板状の支持体(導電体)における上面及び下面のうちの少なくとも一方の面側に、電解質膜と空気極とが積層され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)。   Conventionally, an electrolyte membrane is provided on at least one of the upper surface and the lower surface of a plate-like support (conductor) that has a plurality of fuel flow paths for fuel gas and also serves as part or all of the fuel electrode. A cell (unit cell) of a solid oxide fuel cell (SOFC) formed by stacking a cathode and an air electrode is widely known (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−247248号公報JP 2004-247248 A

一般に、前記支持体は、導電性の多孔質の焼成体で構成される。支持体を構成する材料には、セルの強度を確保する機能の他に、電気(電子)を通す機能と、燃料ガスを通す機能とが要求される。燃料ガスは、支持体内に存在する多数の気孔を通って移動する。電気(電子)は、支持体を構成する材料における気孔間の部分を通って移動する。セルの発電効率を高くするためには、支持体内における燃料ガスの拡散効率(拡散のし易さ)が高く、且つ、支持体の電気伝導率が高いことが望ましい。   In general, the support is composed of a conductive porous fired body. The material constituting the support is required to have a function of passing electricity (electrons) and a function of passing fuel gas in addition to the function of ensuring the strength of the cell. The fuel gas moves through a number of pores present in the support. Electricity (electrons) moves through the part between the pores in the material constituting the support. In order to increase the power generation efficiency of the cell, it is desirable that the diffusion efficiency (ease of diffusion) of the fuel gas in the support body is high and the electrical conductivity of the support body is high.

ところが、支持体(を構成する材料)の気孔率が大きいと、燃料ガスが通る通路が広くなることで燃料ガスの拡散効率が高くなる一方、電気(電子)が通る通路が狭くなることで電気伝導率が低くなる。逆に、支持体の気孔率が小さいと、燃料ガスの拡散効率が低くなる一方、電気伝導率が高くなる。即ち、支持体の気孔率に関して、燃料ガスの拡散効率と電気伝導率とはトレードオフの関係にある。   However, if the porosity of the support (the material constituting the support) is large, the passage through which the fuel gas passes becomes wider, so that the diffusion efficiency of the fuel gas increases, while the passage through which electricity (electrons) passes becomes smaller. The conductivity is lowered. On the contrary, if the porosity of the support is small, the diffusion efficiency of the fuel gas is lowered, while the electric conductivity is increased. That is, with respect to the porosity of the support, the fuel gas diffusion efficiency and the electrical conductivity are in a trade-off relationship.

以上のことを鑑み、本発明の目的は、内部に燃料流路が形成された板状の支持体の上面及び下面のうちの少なくとも一方の面側に電解質膜と空気極とが積層されたSOFCのセルにおいて、支持体内における燃料ガスの拡散効率が高いこと、及び、支持体の電気伝導率が高いことがバランス良く考慮されたものを提供することにある。   In view of the above, an object of the present invention is to provide an SOFC in which an electrolyte membrane and an air electrode are laminated on at least one of the upper and lower surfaces of a plate-like support having a fuel channel formed therein. It is an object of the present invention to provide a cell with a well-balanced consideration that the diffusion efficiency of the fuel gas in the support body is high and the electrical conductivity of the support body is high.

本発明に係るSOFCのセルは、内部に燃料ガスの複数の燃料流路が形成された板状の導電性の支持体であって前記複数の燃料流路内を流通する燃料ガスと接触して前記燃料ガスを反応させる燃料極の一部又は全部を兼ねる支持体と、前記支持体における上面及び下面のうちの一方側のみに積層され又は両側にそれぞれ積層され、固体電解質からなる1つ又は一対の電解質膜と、前記1つの電解質膜における前記支持体と反対の面側に積層され又は前記一対の電解質膜における前記支持体と反対の面側にそれぞれ積層され、酸素を含むガスと接触して前記酸素を含むガスを反応させる1つ又は一対の空気極とを備える。   The SOFC cell according to the present invention is a plate-like conductive support having a plurality of fuel gas flow paths formed therein, and is in contact with the fuel gas flowing through the plurality of fuel flow paths. A support that also serves as a part or all of the fuel electrode that reacts with the fuel gas, and one or a pair of solid electrolytes laminated on only one side or both sides of the upper surface and the lower surface of the support. The electrolyte membrane is laminated on the surface of the one electrolyte membrane opposite to the support, or is laminated on the surface of the pair of electrolyte membranes opposite to the support, and is in contact with a gas containing oxygen. And one or a pair of air electrodes for reacting the gas containing oxygen.

ここで、前記支持体は、例えば、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)とニッケル(Ni)とを含んで構成され得る。前記支持体が燃料極の全部を兼ねる場合とは、前記支持体に電解質膜が直接形成される場合を指す。一方、前記支持体が燃料極の一部を兼ねる場合とは、前記支持体と前記電解質膜との間に燃料極活性層が介装される場合を指す。この燃料極活性層は、例えば、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)とニッケル(Ni)とを含むとともに前記支持体に比してイットリア安定化ジルコニア(YSZ)の含有割合が大きいように構成される。前記支持体と前記電解質膜との間に燃料極活性層が介装される場合、導電性を有する前記支持体は主として燃料極集電層として機能する。   Here, the support may include, for example, yttria-stabilized zirconia (YSZ) and nickel (Ni). The case where the support also serves as the entire fuel electrode refers to the case where an electrolyte membrane is directly formed on the support. On the other hand, the case where the support also serves as a part of the fuel electrode indicates a case where a fuel electrode active layer is interposed between the support and the electrolyte membrane. The anode active layer includes, for example, yttria-stabilized zirconia (YSZ) and nickel (Ni), and is configured to have a higher content of yttria-stabilized zirconia (YSZ) than the support. When an anode active layer is interposed between the support and the electrolyte membrane, the conductive support mainly functions as an anode current collecting layer.

以下、説明の便宜上、支持体の上面及び下面のうちの一方側のみに電解質膜と空気極とが積層された構造を「片側電極構造」と呼び、支持体の上面及び下面の両方にそれぞれ電解質膜と空気極とが積層された構造を「両側電極構造」と呼ぶ。   Hereinafter, for convenience of explanation, a structure in which an electrolyte membrane and an air electrode are laminated on only one side of the upper surface and the lower surface of the support is referred to as a “one-side electrode structure”, and the electrolyte is formed on both the upper and lower surfaces of the support. A structure in which a membrane and an air electrode are laminated is referred to as a “double-sided electrode structure”.

本発明に係るSOFCのセルの特徴は、前記支持体における前記複数の燃料流路の間の領域である第1領域の少なくとも一部の気孔率である第1気孔率が、前記支持体における前記第1領域以外の領域である第2領域の気孔率である第2気孔率よりも大きいことにある。ここにおいて、例えば、前記第1気孔率は30〜70%であり、前記第2気孔率は20〜60%である。   The SOFC cell according to the present invention is characterized in that a first porosity, which is a porosity of at least a part of a first region, which is a region between the plurality of fuel flow paths in the support, is the support in the support. It exists in being larger than the 2nd porosity which is the porosity of 2nd area | regions other than 1st area | region. Here, for example, the first porosity is 30 to 70%, and the second porosity is 20 to 60%.

前記複数の燃料流路は、例えば、前記支持体の平面方向(厚さ方向と垂直な平面方向)に沿うように且つ互いに平行に形成された部分(平行部分)を含むように形成され得る。気孔率が前記第1気孔率である支持体における「前記第1領域の少なくとも一部」内において、前記第1気孔率が一定(一様)であっても場所に応じて変動してもよい。同様に、前記第2領域内において、前記第2気孔率が一定(一様)であっても場所に応じて変動してもよい。前記第1、第2気孔率が変動する場合、前記第1気孔率の最小値が前記第2気孔率の最大値よりも大きい。   The plurality of fuel flow paths may be formed to include, for example, portions (parallel portions) formed in parallel to each other along a planar direction (a planar direction perpendicular to the thickness direction) of the support. Within the “at least part of the first region” of the support having a porosity of the first porosity, the first porosity may be constant (uniform) or may vary depending on the location. . Similarly, in the second region, the second porosity may be constant (uniform) or may vary depending on the location. When the first and second porosity vary, the minimum value of the first porosity is larger than the maximum value of the second porosity.

支持体の内部に形成された燃料流路を流通する燃料ガスには、先ず、燃料流路内から支持体における第1領域(燃料流路の間の領域)に進入し、その後、第1領域を経て支持体における第2領域(第1領域以外の領域)に進入し、その後、第2領域を経て電解質膜に向けて移動するもの、並びに、燃料流路内から第1領域を経ることなく第2領域に直接進入し、その後、第2領域を経て電解質膜に向けて移動するもの、が存在する(後述する図13、図18等を参照)。   The fuel gas flowing through the fuel passage formed inside the support first enters the first region (region between the fuel passages) in the support from the inside of the fuel passage, and then the first region. Through the second region of the support (region other than the first region), and then moving toward the electrolyte membrane through the second region, and without passing through the first region from within the fuel flow path There are those that directly enter the second region and then move toward the electrolyte membrane through the second region (see FIGS. 13 and 18 to be described later).

上記構成によれば、第1気孔率が大きく且つ第2気孔率が小さくなるように支持体を構成する材料の気孔率が設計され得る。第1領域を経て移動する燃料ガスの少なくとも一部は、支持体における「気孔率が大きい第1気孔率である部分」を通過する。従って、全領域の気孔率が小さい第2気孔率で均一な支持体に比して、支持体内における燃料ガスの拡散効率が高くなる。加えて、第1領域以外の第2領域を通過する電気(電子)は、支持体における「気孔率が小さい第2気孔率である部分」を通過する。従って、全領域の気孔率が大きい第1気孔率で均一な支持体に比して、支持体の電気伝導率が高くなる。以上より、支持体内における燃料ガスの拡散効率が高いこと、及び、支持体の電気伝導率が高いことがバランス良く考慮された支持体を備えたSOFCセルが提供され得る。   According to the said structure, the porosity of the material which comprises a support body can be designed so that a 1st porosity may be large and a 2nd porosity may become small. At least a part of the fuel gas moving through the first region passes through the “portion having a high porosity with the first porosity” in the support. Therefore, the diffusion efficiency of the fuel gas in the support body is higher than that of the second support having a small porosity in the entire region and a uniform support body. In addition, electricity (electrons) passing through the second region other than the first region passes through the “portion having the second porosity with a low porosity” in the support. Therefore, the electrical conductivity of the support is higher than that of a uniform support with a first porosity having a large porosity in the entire region. From the above, it is possible to provide an SOFC cell including a support that takes into consideration that the fuel gas diffusion efficiency in the support is high and the electrical conductivity of the support is high in balance.

上記本発明に係るSOFCセルが「両側電極構造」を有する場合、前記第1領域の全部の気孔率が前記第1気孔率と等しいことが好適である。「両側電極構造」の場合、「片側電極構造」に比して、第1領域を通過する燃料ガスの量が多い。従って、燃料ガスの拡散効率を高くする観点からは、第1領域の全部の気孔率が大きい第1気孔率に設計されると好ましい。他方、「両側電極構造」の場合、後述するように、電気(電子)が第1領域を殆ど通過しないようにSOFCセルが設計され得る。この場合、支持体内において電気(電子)の大部分は、第2領域、即ち、「気孔率が小さい第2気孔率である部分」を通過する。従って、支持体の電気伝導率が高くなる。以上より、上記構成によれば、「両側電極構造」の場合において、燃料ガスの拡散効率が高いこと、及び、電気伝導率が高いことが非常にバランス良く考慮されたSOFCセルが提供され得る。   When the SOFC cell according to the present invention has a “both-side electrode structure”, it is preferable that the entire porosity of the first region is equal to the first porosity. In the case of the “both-side electrode structure”, the amount of fuel gas passing through the first region is larger than that in the “one-side electrode structure”. Therefore, from the viewpoint of increasing the diffusion efficiency of the fuel gas, it is preferable that the first porosity is designed so that the entire porosity of the first region is large. On the other hand, in the case of the “both-side electrode structure”, as will be described later, the SOFC cell can be designed so that electricity (electrons) hardly passes through the first region. In this case, most of the electricity (electrons) passes through the second region, that is, “the portion having the second porosity with a low porosity” in the support body. Therefore, the electrical conductivity of the support is increased. As described above, according to the above configuration, in the case of the “double-sided electrode structure”, it is possible to provide an SOFC cell in which the fuel gas diffusion efficiency is high and the electrical conductivity is considered in a very balanced manner.

一方、上記本発明に係るSOFCセルが「片側電極構造」を有する場合であって、支持体における上面及び下面のうちの前記一方側と反対側に導電性の集電部材(インターコネクタ)が積層されている場合、前記第1領域の一部の気孔率が前記第1気孔率と等しく、前記第1領域の残りの部分の気孔率が前記第2気孔率と等しいことが好適である。   On the other hand, when the SOFC cell according to the present invention has a “one-side electrode structure”, a conductive current collecting member (interconnector) is laminated on the opposite side of the upper surface and the lower surface of the support to the one side. In this case, it is preferable that the porosity of a part of the first region is equal to the first porosity, and the porosity of the remaining portion of the first region is equal to the second porosity.

「片側電極構造」の場合、支持体内において電気(電子)が厚さ方向に亘って横断する。即ち、電気(電子)の大部分は第1領域を通過する。従って、第1領域において「気孔率が小さい第2気孔率である部分」が存在することが好ましい。他方、「片側電極構造」の場合、「両側電極構造」に比して、第1領域を通過する(反応に寄与する)燃料ガスの量が少ない。従って、第1領域の全部の気孔率を大きい第1気孔率で均一に設計する要求の度合いが小さい。以上より、上記構成によれば、「片側電極構造」の場合において、燃料ガスの拡散効率が高いこと、及び、電気伝導率が高いことが非常にバランス良く考慮されたSOFCセルが提供され得る。   In the case of the “one-sided electrode structure”, electricity (electrons) traverses in the thickness direction in the support body. That is, most of electricity (electrons) passes through the first region. Therefore, it is preferable that “a portion having a low porosity with a second porosity” exists in the first region. On the other hand, in the case of the “one-side electrode structure”, the amount of fuel gas passing through the first region (contributing to the reaction) is smaller than that in the “both-side electrode structure”. Therefore, the degree of demand for uniformly designing the entire porosity of the first region with a large first porosity is small. As described above, according to the above configuration, in the case of the “one-side electrode structure”, it is possible to provide an SOFC cell in which the fuel gas diffusion efficiency is high and the electric conductivity is considered in a very balanced manner.

本発明の実施形態に係るSOFCセルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the SOFC cell which concerns on embodiment of this invention. 図1に示したSOFCセルを2−2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。It is sectional drawing which shows the cross section obtained by cut | disconnecting the SOFC cell shown in FIG. 1 along a plane parallel to XY plane including 2-2 line. 図1に示したSOFCセルを3−3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。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section obtained by cutting the SOFC cell shown in FIG. 1 along a plane including a line 3-3 and parallel to the XZ plane. 図1に示した支持体内における気孔率の分布を示した図3に対応する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3 showing the distribution of porosity in the support shown in FIG. 1. 図1に示した支持体を製造する過程にて使用される複数の支持体分割体の成形体を接合する様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a mode that the molded object of the several support body division body used in the process of manufacturing the support body shown in FIG. 1 is joined. 複数の支持体分割体の成形体が接合されて得られた焼成前の接合体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the joined body before baking obtained by joining the molded object of several support body division body. 図6に示した接合体を焼成して得られた焼成後の支持体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the support body after baking obtained by baking the conjugate | zygote shown in FIG. 図7に示した支持体を8−8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。It is sectional drawing which shows the cross section obtained by cut | disconnecting the support body shown in FIG. 7 along a plane parallel to XZ plane including 8-8 line. 図8に示した支持体の上下面に燃料極がそれぞれ形成された物体における図8に対応する断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 8 for an object in which fuel electrodes are respectively formed on the upper and lower surfaces of the support shown in FIG. 8. 図9に示した物体の上下面及び側面に電解質膜が形成された物体における図9に対応する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 9 for an object in which electrolyte membranes are formed on the upper and lower surfaces and side surfaces of the object shown in FIG. 図10に示した物体の上下面に空気極が形成された物体における図10に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 10 in the object by which the air electrode was formed in the upper and lower surfaces of the object shown in FIG. 図11に示した物体の上面の4隅にインターコネクタが接続されることで完成されたSOFCセルにおける図11に対応する断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 11 in the SOFC cell completed by connecting interconnectors to the four corners of the upper surface of the object shown in FIG. 11. 図1に示したSOFCセルの支持体内において、燃料ガスが流れる経路、及び、電気(電子)が流れる経路の一例を示した図12に対応する断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 12 illustrating an example of a path through which fuel gas flows and a path through which electricity (electrons) flows in the support body of the SOFC cell illustrated in FIG. 1. 本発明の実施形態の変形例に係るSOFCセルにおける図1に対応する斜視図である。It is a perspective view corresponding to FIG. 1 in the SOFC cell which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係るSOFCセルにおける図2に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 2 in the SOFC cell which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係るSOFCセルにおける図3に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 3 in the SOFC cell which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係るSOFCセルにおける図4に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 4 in the SOFC cell which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係るSOFCセルにおける図13に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 13 in the SOFC cell which concerns on the modification of embodiment of this invention.

(SOFCセルの構成)
図1〜図4は、本発明の実施形態に係るSOFCセルAを示す。このSOFCセルAは、大略的にはX,Y,Z軸の方向に沿う辺を有する直方体状(Z軸方向に厚さ方向を有する薄板状)を呈している。SOFCセルAの上方から見た形状(平面形状)は、本例では、X軸方向に沿う辺(短辺)の長さが30〜150mmでY軸方向に沿う辺(長辺)の長さが50〜300mmの長方形である。SOFCセルAの厚さは、本例では、0.5〜5mmである。なお、上記平面形状は、1辺が10〜100mmの正方形、直径が5〜100mmの円形等であってもよい。図1〜図4の示す各角部には、R面取りやC面取りが施されていてもよい。以下、説明の便宜上、Z軸正方向を「上」方向、Z軸負方向を「下」方向と呼ぶこともある。
(Configuration of SOFC cell)
1 to 4 show a SOFC cell A according to an embodiment of the present invention. The SOFC cell A generally has a rectangular parallelepiped shape (thin plate shape having a thickness direction in the Z-axis direction) having sides along the X-, Y-, and Z-axis directions. In this example, the shape (planar shape) viewed from above the SOFC cell A has a side (short side) length of 30 to 150 mm along the X-axis direction and a length (long side) along the Y-axis direction. Is a rectangle of 50 to 300 mm. The thickness of the SOFC cell A is 0.5 to 5 mm in this example. The planar shape may be a square having a side of 10 to 100 mm, a circle having a diameter of 5 to 100 mm, or the like. Each corner shown in FIGS. 1 to 4 may be subjected to R chamfering or C chamfering. Hereinafter, for convenience of explanation, the Z-axis positive direction may be referred to as the “up” direction, and the Z-axis negative direction may be referred to as the “down” direction.

SOFCセルAは支持体10と、一対の燃料極20,20と、電解質膜30と、一対の空気極40,40と、インターコネクタ50とを備える。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(直方体状)の焼成体である。支持体10の厚さT1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。   The SOFC cell A includes a support 10, a pair of fuel electrodes 20, 20, an electrolyte membrane 30, a pair of air electrodes 40, 40, and an interconnector 50. The support 10 is a porous plate-shaped (cuboid) fired body composed of nickel oxide NiO and / or nickel Ni and yttria-stabilized zirconia YSZ. The thickness T1 of the support 10 is 0.5 to 5.0 mm. Of the thicknesses of the constituent members of the SOFC cell A, the thickness of the support 10 is the largest. The volume ratio in the whole of Ni and / or NiO is 35-55 volume% in Ni conversion, and the volume ratio in the whole of YSZ is 45-65 volume%.

図2、図3(特に、図3)から理解できるように、支持体10の内部には、Y軸方向に沿うように且つ互いに平行に、燃料ガスを流すための複数の燃料流路11(空洞)が形成されている。また、外部と各燃料流路11とを繋ぐ一対の開口12,12が形成されている。各燃料流路11における厚さ方向の断面形状は、本例では、長方形であるが、正方形、円形、楕円形等であってもよい。   As can be understood from FIGS. 2 and 3 (particularly, FIG. 3), a plurality of fuel flow paths 11 (in the support body 10 for flowing fuel gas along the Y-axis direction and parallel to each other) Cavity) is formed. A pair of openings 12, 12 that connect the outside and each fuel flow path 11 are formed. The cross-sectional shape in the thickness direction of each fuel flow path 11 is a rectangle in this example, but may be a square, a circle, an ellipse, or the like.

図3から理解できるように、本例では、各燃料流路11の中心の厚さ方向(Z軸方向)における位置は、支持体10の厚さ方向における中央位置と等しい。即ち、支持体10の上面と各燃料流路11における上面側の端との間の厚さ方向における距離(第1肉厚)t1と、支持体10の下面と各燃料流路11における下面側の端との間の厚さ方向における距離(第2肉厚)t1とが等しい(図3を参照)。なお、各燃料流路11の中心の厚さ方向(Z軸方向)における位置が、支持体10の厚さ方向における中央位置から厚さ方向にオフセットされていてもよい。本例では、t1/T1が0.1〜0.45である。また、隣接する燃料流路11,11間の間隔Z(図3を参照)は1〜50mmである。   As can be understood from FIG. 3, in this example, the position in the thickness direction (Z-axis direction) of the center of each fuel flow path 11 is equal to the center position in the thickness direction of the support 10. That is, the distance (first thickness) t1 between the upper surface of the support 10 and the upper surface side end of each fuel flow path 11, the lower surface of the support 10 and the lower surface side of each fuel flow path 11 Is equal to the distance (second thickness) t1 in the thickness direction (see FIG. 3). Note that the position in the thickness direction (Z-axis direction) of the center of each fuel flow path 11 may be offset in the thickness direction from the center position in the thickness direction of the support 10. In this example, t1 / T1 is 0.1 to 0.45. Moreover, the space | interval Z (refer FIG. 3) between the adjacent fuel flow paths 11 and 11 is 1-50 mm.

なお、本例では、複数の燃料流路11に対応するそれぞれの第1肉厚が全てt1で等しく、且つ、複数の燃料流路11に対応するそれぞれの第2肉厚が全てt1で等しい。これに対し、複数の燃料流路11に対応するそれぞれの第1肉厚が異なっていてもよいし、複数の燃料流路11に対応するそれぞれの第2肉厚が異なっていてもよい。   In this example, the first thicknesses corresponding to the plurality of fuel flow paths 11 are all equal to t1, and the second thicknesses corresponding to the plurality of fuel flow paths 11 are all equal to t1. On the other hand, each 1st thickness corresponding to the some fuel flow path 11 may differ, and each 2nd thickness corresponding to the some fuel flow path 11 may differ.

後述するように(図5を参照)、この支持体10は、大略的には支持体10を厚さ方向(Z軸方向)に3分割して得られる形状を有する支持体分割体の成形体10d1g,10d2g,10d3g,10d4g(焼成前)を接合し、焼成することで形成されている。支持体10は、支持基板(最も剛性が高い部材)として機能するとともに、燃料極(アノード電極)の一部としても機能する。   As will be described later (see FIG. 5), the support 10 is roughly formed of a support divided body having a shape obtained by dividing the support 10 into three in the thickness direction (Z-axis direction). 10d1g, 10d2g, 10d3g, and 10d4g (before firing) are joined and fired. The support 10 functions as a support substrate (a member having the highest rigidity) and also functions as a part of the fuel electrode (anode electrode).

また、図4に示すように、支持体における複数の燃料流路11の間の領域(第1領域)の全部の気孔率(第1気孔率)が、支持体における第1領域以外の領域(第2領域)の気孔率(第2気孔率)よりも大きい。図4(及び、後出の図)において、微細なドットで示される部分が第1気孔率に対応する部分(気孔率が大きい部分)に対応する。第1気孔率は30〜70%であり、第2気孔率は20〜60%である。第1気孔率は、場所によって一定であっても変動してもよい。同様に、第2気孔率も、場所によって一定であっても変動してもよい。第1、第2気孔率が変動する場合、第1気孔率の最小値が第2気孔率の最大値よりも大きい。   Further, as shown in FIG. 4, the entire porosity (first porosity) of the region (first region) between the plurality of fuel flow paths 11 in the support is a region other than the first region in the support ( It is larger than the porosity (second porosity) of the second region). In FIG. 4 (and the following figures), a portion indicated by fine dots corresponds to a portion corresponding to the first porosity (a portion having a high porosity). The first porosity is 30 to 70%, and the second porosity is 20 to 60%. The first porosity may be constant or may vary depending on the location. Similarly, the second porosity may be constant or may vary depending on the location. When the first and second porosity vary, the minimum value of the first porosity is larger than the maximum value of the second porosity.

燃料極20,20(アノード電極)は、支持体10の上面及び下面にそれぞれ形成されている。燃料極20,20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。各燃料極20の厚さT2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、燃料極20,20では、支持体10と比べて、YSZの含有割合(体積%)が大きい。   The fuel electrodes 20 and 20 (anode electrodes) are respectively formed on the upper surface and the lower surface of the support 10. The fuel electrodes 20 and 20 are porous thin plate-like fired bodies composed of nickel oxide NiO and / or nickel Ni and yttria-stabilized zirconia YSZ, like the support 10. The thickness T2 of each fuel electrode 20 is 5.0 to 30.0 μm. The volume ratio in the whole of Ni and / or NiO is 25-50 volume% in Ni conversion, and the volume ratio in the whole of YSZ is 50-75 volume%. Thus, in the fuel electrodes 20 and 20, the content ratio (volume%) of YSZ is larger than that of the support 10.

支持体10は、燃料極20,20における後述する(3)式で表わされる反応で得られた電子をインターコネクタ50を介して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10は「燃料極集電層」とも呼ばれる。一方、燃料極20,20は「燃料極活性層」とも呼ばれる。   The support 10 can be mainly used for taking out the electrons obtained by the reaction represented by the formula (3) described later in the fuel electrodes 20 and 20 to the outside via the interconnector 50. In this sense, the support 10 is also referred to as a “fuel electrode current collecting layer”. On the other hand, the fuel electrodes 20 are also referred to as “fuel electrode active layer”.

電解質膜30は、支持体10と燃料極20,20との接合体の周囲(上下面及び側面)を囲むように前記接合体の表面に形成された薄膜である。電解質膜30は、YSZから構成される緻密な焼成体である。電解質膜30の厚さT3は1.0〜30.0μmである。   The electrolyte membrane 30 is a thin film formed on the surface of the assembly so as to surround the periphery (upper and lower surfaces and side surfaces) of the assembly of the support 10 and the fuel electrodes 20 and 20. The electrolyte membrane 30 is a dense fired body made of YSZ. The thickness T3 of the electrolyte membrane 30 is 1.0 to 30.0 μm.

空気極40,40(カソード電極)は、電解質膜30における「上側の燃料極20の上面に形成された部分」の上面、及び電解質膜30における「下側の燃料極20の下面に形成された部分」の下面にそれぞれ形成されている。空気極40,40は、ランタンストロンチウムコバルトフェライトLSCF(La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8)からなる多孔質の薄板状の焼成体である。各空気極40の厚さT4は5.0〜50.0μmである。 The air electrodes 40, 40 (cathode electrodes) are formed on the upper surface of “the portion formed on the upper surface of the upper fuel electrode 20” in the electrolyte membrane 30 and on the “lower surface of the lower fuel electrode 20” in the electrolyte membrane 30. It is formed on the lower surface of the “part”. The air electrodes 40 and 40 are porous thin plate-like fired bodies made of lanthanum strontium cobalt ferrite LSCF (La 0.6 Sr 0.4 Co 0.2 Fe 0.8 O 3 ). The thickness T4 of each air electrode 40 is 5.0 to 50.0 μm.

なお、セル作製時又はSOFCの作動中のセルA内において電解質膜30内のYSZと空気極40内のストロンチウムとが反応して電解質膜30と空気極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、電解質膜30と空気極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。   A phenomenon in which YSZ in the electrolyte membrane 30 and strontium in the air electrode 40 react with each other in the cell A during the cell fabrication or in the operation of the SOFC to increase the electrical resistance between the electrolyte membrane 30 and the air electrode 40. In order to suppress the generation of this, a reaction preventing layer may be interposed between the electrolyte membrane 30 and the air electrode 40. The reaction preventing layer is preferably a dense thin plate-like fired body made of ceria. Specific examples of ceria include GDC (gadolinium doped ceria) and SDC (samarium doped ceria).

インターコネクタ50は、SOFCセルAの上側の4隅にそれぞれ形成されている。各インターコネクタ50は、四角柱状を呈していて、下端部が支持体10、及び燃料極20に接触し、上端部が上側の空気極40の上面から突出して露呈している。各インターコネクタ50は、ガラス等の絶縁シール材により、電解質膜30及び空気極40と絶縁されている。各インターコネクタ50は、燃料極側の端子電極(集電部材)として機能する。   The interconnectors 50 are formed at the upper four corners of the SOFC cell A, respectively. Each interconnector 50 has a quadrangular prism shape, and a lower end portion is in contact with the support 10 and the fuel electrode 20, and an upper end portion is exposed from the upper surface of the upper air electrode 40. Each interconnector 50 is insulated from the electrolyte membrane 30 and the air electrode 40 by an insulating sealing material such as glass. Each interconnector 50 functions as a terminal electrode (current collecting member) on the fuel electrode side.

インターコネクタ50は、ランタンクロマイトLCからなる。ランタンクロマイトLCの化学式は、下記(1)式にて表される。下記(1)式において、AEは、Ca,Sr,Baから選択される少なくとも1種類の元素である。Bは、Co,Ni,V,Mg,Alから選択される少なくとも1種類の元素である。xの範囲は、0〜0.4であり、更に好ましくは、0.05〜0.2である。yの範囲は、0〜0.3であり、更に好ましくは、0.02〜0.22である。zの範囲は、0〜0.1であり、更に好ましくは、0.02〜0.05である。δは0を含む微小値である。   The interconnector 50 is made of lanthanum chromite LC. The chemical formula of lanthanum chromite LC is represented by the following formula (1). In the following formula (1), AE is at least one element selected from Ca, Sr, and Ba. B is at least one element selected from Co, Ni, V, Mg, and Al. The range of x is 0 to 0.4, and more preferably 0.05 to 0.2. The range of y is 0 to 0.3, and more preferably 0.02 to 0.22. The range of z is 0 to 0.1, and more preferably 0.02 to 0.05. δ is a minute value including zero.

La1−xAECr1−y+z3−δ …(1) La 1-x AE x Cr 1-y + z B y O 3-δ (1)

なお、燃料極側のインターコネクタ50の材質としてランタンクロマイトLCが用いられるのは、インターコネクタ50の上端部が空気との接触により酸化雰囲気に曝され、且つ、インターコネクタ50の下端部が燃料ガスとの接触により還元雰囲気に曝されることに基づく。酸化・還元の両雰囲気で安定であり且つ電気抵抗が小さい導電性セラミックスとしては、現状では、ランタンクロマイトLCが最も適している。以上、このSOFCセルAでは、支持体10の上下両側に電極がそれぞれ形成されている。従って、このSOFCセルAの構造は、「両側電極構造」とも呼ばれる。   Note that lanthanum chromite LC is used as the material of the interconnector 50 on the fuel electrode side because the upper end of the interconnector 50 is exposed to an oxidizing atmosphere by contact with air, and the lower end of the interconnector 50 is fuel gas. Based on exposure to reducing atmosphere by contact with At present, lanthanum chromite LC is most suitable as a conductive ceramic that is stable in both oxidizing and reducing atmospheres and has low electric resistance. As described above, in the SOFC cell A, the electrodes are formed on both the upper and lower sides of the support 10. Therefore, the structure of the SOFC cell A is also called “both-side electrode structure”.

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極40,40に酸素を含むガス(空気等)を供給することにより、下記(2)、(3)式に示す化学反応が発生する。これにより、燃料極20,20と空気極40,40との間に電位差が発生する。
(1/2)・O+2e−→O2− (於:空気極40) …(2)
+O2−→HO+2e− (於:燃料極20) …(3)
A fuel gas (hydrogen gas or the like) is supplied to the fuel flow path 11 inside the support 10 through the opening 12 with respect to the SOFC cell A that has been heated to the operating temperature (for example, 600 to 900 ° C.). At the same time, by supplying a gas (air or the like) containing oxygen to the air electrodes 40, 40, chemical reactions represented by the following formulas (2) and (3) occur. As a result, a potential difference is generated between the fuel electrodes 20 and 20 and the air electrodes 40 and 40.
(1/2) · O 2 +2 e− → O 2− (where: air electrode 40) (2)
H 2 + O 2− → H 2 O + 2 e− (in the fuel electrode 20) (3)

このSOFCのセルAでは、実際には、空気極40,40にも空気極側のインターコネクタ(図示せず)が接続される。そして、空気極側のインターコネクタと燃料極側のインターコネクタ50と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。   In the SOFC cell A, an air electrode side interconnector (not shown) is actually connected to the air electrodes 40, 40. Then, electric power based on the potential difference is taken out through the air electrode side interconnector and the fuel electrode side interconnector 50.

(SOFCセルの製造方法)
次に、図1〜図4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。
(SOFC cell manufacturing method)
Next, an example of a manufacturing method of the SOFC cell A shown in FIGS. 1 to 4 will be described. Hereinafter, the “molded body” means a state before firing. The symbol representing the “molded body” has “g” appended to the end of the symbol representing the fired body obtained by firing the “molded body”.

本例では、支持体10(焼成体)の作製に際し、先ず、図5に示すように、「複数の燃料流路11の上縁を含むX−Y平面に沿う平面」と、「複数の燃料流路11の下縁を含むX−Y平面に沿う平面」との2つの平面を境界として厚さ方向に3分割されるように、支持体10を厚さ方向(Z軸方向)に3分割して得られる形状を有する支持体分割体成形体10d1g(1枚),10d2g(2枚),10d3g(5本),10d4g(1枚)が作製される。   In this example, when the support 10 (fired body) is manufactured, first, as shown in FIG. 5, “a plane along the XY plane including the upper edges of the plurality of fuel flow paths 11” and “a plurality of fuels”. The support 10 is divided into three in the thickness direction (Z-axis direction) so as to be divided into three in the thickness direction with the two planes “the plane along the XY plane including the lower edge of the flow path 11” as a boundary. 10d1g (1 sheet), 10d2g (2 sheets), 10d3g (5 sheets), 10d4g (1 sheet) having a shape obtained in this manner are produced.

成形体10d3g(5本)が、複数の燃料流路11の間の領域(即ち、上記第1領域)に対応し、成形体10d1g(1枚),10d2g(2枚),10d4g(1枚)が、上記第1領域以外の領域(即ち、上記第2領域)に対応する。従って、成形体10d3g(5本)が後に焼成されて得られる焼成体の気孔率は、第1気孔率(大きい気孔率)に対応し、成形体10d1g(1枚),10d2g(2枚),10d4g(1枚)が後に焼成されて得られる焼成体の気孔率は、第2気孔率(小さい気孔率)に対応する。   The compacts 10d3g (five) correspond to the region between the plurality of fuel flow paths 11 (that is, the first region), and the compacts 10d1g (one), 10d2g (two), 10d4g (one) Corresponds to a region other than the first region (that is, the second region). Therefore, the porosity of the fired body obtained by firing the molded body 10d3g (5 pieces) later corresponds to the first porosity (large porosity), and the molded bodies 10d1g (1 sheet), 10d2g (2 sheets), The porosity of the fired body obtained by subsequent firing of 10d4g (one sheet) corresponds to the second porosity (small porosity).

また、成形体10d1g(1枚、第2領域の一部)が、支持体10を厚さ方向(Z軸方向)に3分割した場合の下側の層に対応し、成形体10d2g(2枚、第2領域の一部)、及び成形体10d3g(5本、第1領域の全部)が、支持体10を厚さ方向(Z軸方向)に3分割した場合の真ん中の層に対応し、成形体10d4g(1枚、第2領域の一部)が、支持体10を厚さ方向(Z軸方向)に3分割した場合の上側の層に対応する。これらの支持体分割体成形体10d1g(1枚),10d2g(2枚),10d3g(5本),10d4g(1枚)が接合され焼成されることで、支持体10が形成される。   Further, the molded body 10d1g (one sheet, a part of the second region) corresponds to the lower layer when the support body 10 is divided into three in the thickness direction (Z-axis direction), and the molded body 10d2g (two sheets) , A part of the second region), and the molded body 10d3g (5, all of the first region) correspond to the middle layer when the support 10 is divided into three in the thickness direction (Z-axis direction), The molded body 10d4g (one sheet, a part of the second region) corresponds to the upper layer when the support body 10 is divided into three in the thickness direction (Z-axis direction). These support body divided body molded bodies 10d1g (1 sheet), 10d2g (2 sheets), 10d3g (5 sheets), and 10d4g (1 sheet) are joined and fired to form the support body 10.

支持体分割体成形体10d1g(1枚),10d2g(2枚),10d3g(5本),10d4g(1枚)は、所謂「ゲルキャスト法」により作製される。ゲルキャスト法とは、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、成形されたスラリーを固化・乾燥して成形体(焼成前)を得る手法であり、例えば、WO2004/035281号公報等に詳細に紹介されている。従って、ここでは、ゲルキャスト法についての詳細な説明は省略する。   The support divided body molded bodies 10d1g (1 sheet), 10d2g (2 sheets), 10d3g (5 sheets), and 10d4g (1 sheet) are produced by a so-called “gel cast method”. The gel casting method is a technique in which a ceramic slurry containing ceramic powder, a dispersion medium, and a gelling agent is molded using a mold, and the molded slurry is solidified and dried to obtain a molded body (before firing). For example, it is introduced in detail in, for example, WO 2004/035281. Therefore, detailed description of the gel casting method is omitted here.

作製された支持体分割体成形体10d1g(1枚),10d2g(2枚),10d3g(5本),10d4g(1枚)(固化・乾燥後、焼成前)における各接合面にはそれぞれ、所定の接合剤が塗布される。そして、図5に示すように、これらの支持体分割体成形体10d1g(1枚),10d2g(2枚),10d3g(5本),10d4g(1枚)における接合剤が塗布された面同士が貼り合わされる。これにより、図6に示すように、内部に燃料流路11が形成された接合成形体が得られる。   Each of the joint surfaces in the produced support divided body molded body 10d1g (1 sheet), 10d2g (2 sheets), 10d3g (5 sheets), 10d4g (1 sheet) (after solidification / drying and before firing) has a predetermined value. The bonding agent is applied. Then, as shown in FIG. 5, the surfaces on which the bonding agents in these divided support body molded bodies 10d1g (1 sheet), 10d2g (2 sheets), 10d3g (5 sheets), and 10d4g (1 sheet) are applied. It is pasted together. Thereby, as shown in FIG. 6, the joining molded object in which the fuel flow path 11 was formed is obtained.

次いで、この接合成形体が焼成に供される。焼成条件は、例えば、最高温度1400℃×1時間である。これにより、接合成形体を構成する成形体10d1g(1枚),10d2g(2枚),10d3g(5本),10d4g(1枚)が焼成され、図7、図8に示すように、内部に燃料流路11が形成された焼成体である支持体10が得られる。   Next, this bonded molded body is subjected to firing. The firing conditions are, for example, a maximum temperature of 1400 ° C. × 1 hour. As a result, the compacts 10d1g (one sheet), 10d2g (two sheets), 10d3g (five sheets), and 10d4g (one sheet) constituting the bonded molded body are fired, and as shown in FIGS. A support 10 that is a fired body in which the fuel channel 11 is formed is obtained.

次に、図9に示すように、支持体10の上下面に、後に燃料極20(燃料極活性層)となるYSZ−NiOペースト膜がそれぞれ形成される。YSZ−NiOペースト膜の形成は、支持体10の上下面にペーストが塗布されることで達成されてもよいし、支持体10の上下面にセラミックグリーンシートが貼り付けられることで達成されてもよい。   Next, as shown in FIG. 9, YSZ—NiO paste films that will later become the fuel electrode 20 (fuel electrode active layer) are respectively formed on the upper and lower surfaces of the support 10. The formation of the YSZ-NiO paste film may be achieved by applying a paste to the upper and lower surfaces of the support 10 or may be achieved by attaching ceramic green sheets to the upper and lower surfaces of the support 10. Good.

次いで、図10に示すように、そのYSZ−NiOペースト膜が形成された支持体10の周囲(上下面及び側面)に、後に電解質膜30となるYSZペースト膜が形成される。YSZペースト膜の形成は、YSZ−NiOペースト膜が形成された支持体10の周囲(上下面及び側面)にペーストが塗布されることで達成されてもよいし、YSZ−NiOペースト膜が形成された支持体10の周囲(上下面及び側面)をセラミックグリーンシートで覆うことで達成されてもよい。YSZ−NiOペースト膜が形成された支持体10のセラミックグリーンシートによる被覆は、上下面に対してはグリーンシートを貼り付けられることで達成され得、側面に対してはグリーンシートを巻き付けるように接着することで達成され得る。また、熱応力が高くなるYSZペースト膜の側面部には、補強のため、セラミックペーストが更に塗布されてもよい。   Next, as shown in FIG. 10, a YSZ paste film that will later become the electrolyte film 30 is formed around the support 10 on which the YSZ-NiO paste film is formed (upper and lower surfaces and side surfaces). The formation of the YSZ paste film may be achieved by applying the paste to the periphery (upper and lower surfaces and side surfaces) of the support 10 on which the YSZ-NiO paste film is formed, or the YSZ-NiO paste film is formed. Further, it may be achieved by covering the periphery (upper and lower surfaces and side surfaces) of the support 10 with a ceramic green sheet. Covering the support 10 on which the YSZ-NiO paste film is formed with the ceramic green sheet can be achieved by attaching the green sheet to the upper and lower surfaces, and bonding the green sheet to the side surface. Can be achieved. Further, a ceramic paste may be further applied to the side surface portion of the YSZ paste film where the thermal stress becomes high for reinforcement.

次に、このようにYSZ−NiOペースト膜、及びYSZペースト膜が形成された物体が所定温度・所定時間(例えば、1400℃・1時間)にて焼成される。これにより、図10に示すように、支持体10の上下面に燃料極20がそれぞれ形成され、燃料極20,20が形成された支持体10の周囲(上下面及び側面)に電解質膜30が形成される。   Next, the object on which the YSZ-NiO paste film and the YSZ paste film are thus formed is fired at a predetermined temperature for a predetermined time (for example, 1400 ° C. for 1 hour). As a result, as shown in FIG. 10, the fuel electrodes 20 are formed on the upper and lower surfaces of the support body 10, and the electrolyte membrane 30 is formed around the support body 10 where the fuel electrodes 20, 20 are formed (upper and lower surfaces and side surfaces). It is formed.

また、上述のように、電解質膜30と空気極40との間に、セリア(CeO2)からなる反応防止層が介装される場合、上記焼成前に、YSZペースト膜の全面(上下面及び側面)に対して、後に反応防止層となるペースト膜が更に形成される。この膜の形成も、YSZペースト膜の場合と同様、ペーストの塗布、セラミックグリーンシートの利用等により達成され得る。そして、この膜とYSZペースト膜とが共に焼成に供される。或いは、YSZペースト膜が焼成された後、この焼成体の上下面のみに、後に反応防止層となるペースト膜が印刷法等により形成され、その後、この膜が焼成されてもよい。   Further, as described above, when a reaction preventing layer made of ceria (CeO2) is interposed between the electrolyte membrane 30 and the air electrode 40, the entire surface (upper and lower surfaces and side surfaces) of the YSZ paste film is formed before the firing. ), A paste film that later becomes a reaction preventing layer is further formed. The formation of this film can also be achieved by applying a paste, using a ceramic green sheet, etc., as in the case of the YSZ paste film. This film and the YSZ paste film are both subjected to firing. Alternatively, after the YSZ paste film is baked, a paste film that later becomes a reaction preventing layer may be formed only on the upper and lower surfaces of the fired body by a printing method or the like, and then the film may be baked.

なお、上述の例では、支持体10が焼成により形成された後に、燃料極20,20、及び電解質膜30が焼成により形成されている。これに対し、支持体10、燃料極20,20、及び電解質膜30が同時に焼成されてもよい。   In the above example, after the support 10 is formed by firing, the fuel electrodes 20 and 20 and the electrolyte membrane 30 are formed by firing. On the other hand, the support body 10, the fuel electrodes 20, 20, and the electrolyte membrane 30 may be fired simultaneously.

次に、図11に示すように、この焼成体の上下面(即ち、上側の電解質膜30の上面、及び下側の電解質膜30の下面)に、後に空気極40となるシートが印刷法によりそれぞれ形成され、それらのシートが所定温度・所定時間(例えば、1000℃・1時間)にて焼成される。これにより、焼成体の上下面に空気極40がそれぞれ形成される。なお、上述のように、空気極40,40だけ後で焼成されるのは、空気極40,40の焼成温度(1000℃)が他の構成部材の焼成温度(1400℃)よりも低いことに基づく。   Next, as shown in FIG. 11, a sheet that will later become the air electrode 40 is formed on the upper and lower surfaces of the fired body (that is, the upper surface of the upper electrolyte membrane 30 and the lower surface of the lower electrolyte membrane 30) by a printing method. Each is formed, and those sheets are fired at a predetermined temperature and a predetermined time (for example, 1000 ° C. for 1 hour). Thereby, the air electrode 40 is formed in the upper and lower surfaces of a sintered body, respectively. In addition, as mentioned above, the air electrodes 40 and 40 are fired only after that the firing temperature (1000 ° C.) of the air electrodes 40 and 40 is lower than the firing temperature (1400 ° C.) of other components. Based.

次いで、図12に示すように、この焼成体の上側の4隅に、ランタンクロマイトLCからなるインターコネクタ50がそれぞれ、下端部が支持体10、及び燃料極20に接触し且つ上端部が上側の空気極40の上面から突出するように取り付けられる。各インターコネクタ50と、電解質膜30及び空気極40との間の隙間には、ガラス等の絶縁シール材が充填される。これにより、各インターコネクタ50は、電解質膜30及び空気極40と絶縁される。   Next, as shown in FIG. 12, the interconnectors 50 made of lanthanum chromite LC are in contact with the support 10 and the fuel electrode 20 at the upper four corners of the fired body, and the upper end is at the upper side. It is attached so as to protrude from the upper surface of the air electrode 40. A gap between each interconnector 50 and the electrolyte membrane 30 and the air electrode 40 is filled with an insulating sealing material such as glass. Thereby, each interconnector 50 is insulated from the electrolyte membrane 30 and the air electrode 40.

上述した焼成は全て酸化性雰囲気で行われる。支持体10及び燃料極20,20は導電性を有する必要がある。従って、その後、焼成後の支持体10及び燃料極20,20に対して、加熱による高温下(例えば、800℃)にて還元ガスを供給する熱処理(還元処理)が行われる。この還元処理により、支持体10、及び燃料極20,20内のNiOがNiへと還元される。以上、図1〜図4に示したSOFCセルAの製造方法の一例について説明した。   All the above-described firing is performed in an oxidizing atmosphere. The support 10 and the fuel electrodes 20 and 20 need to have conductivity. Therefore, heat treatment (reduction treatment) for supplying a reducing gas to the fired support 10 and the fuel electrodes 20 and 20 at a high temperature by heating (for example, 800 ° C.) is performed thereafter. By this reduction treatment, NiO in the support 10 and the fuel electrodes 20 and 20 is reduced to Ni. The example of the method for manufacturing the SOFC cell A shown in FIGS. 1 to 4 has been described above.

(実施形態の作用・効果)
以上、説明した「両側電極構造」を有する本発明の実施形態に係るSOFCセルAでは、図4に示すように、支持体10の第1領域(複数の燃料流路11の間の領域)の全部の気孔率が第1気孔率(30〜70%、大きい気孔率)であり、支持体10の第2領域(第1領域以外の領域)の気孔率が第2気孔率(20〜60%、小さい気孔率)となっている。このことによる作用・効果について図13を参照しながら説明する。図13において、実線は、反応に寄与する燃料ガス(例えば、水素ガス)が流れる経路の一例を示し、破線は、電気(電子)が流れる経路の一例を示す。
(Operation and effect of the embodiment)
As described above, in the SOFC cell A according to the embodiment of the present invention having the “both-side electrode structure” described above, as shown in FIG. 4, the first region of the support 10 (the region between the plurality of fuel flow paths 11). The whole porosity is the first porosity (30 to 70%, large porosity), and the porosity of the second region (region other than the first region) of the support 10 is the second porosity (20 to 60%). , Small porosity). The action and effect of this will be described with reference to FIG. In FIG. 13, a solid line shows an example of a path through which fuel gas (for example, hydrogen gas) contributing to the reaction flows, and a broken line shows an example of a path through which electricity (electrons) flows.

図13に実線で示すように、燃料流路11を流通する燃料ガスには、先ず、燃料流路11内から支持体10における第1領域(気孔率が大きい領域)に進入し、その後、第1領域を経て支持体における第2領域(気孔率が小さい領域)に進入し、その後、第2領域を経て上下の燃料極20,20、電解質膜30に向けて移動するもの、並びに、燃料流路11内から第1領域を経ることなく第2領域に直接進入し、その後、第2領域を経て上下の燃料極20,20、電解質膜30に向けて移動するもの、が存在する。   As shown by a solid line in FIG. 13, the fuel gas flowing through the fuel passage 11 first enters the first region (region with a high porosity) in the support 10 from the inside of the fuel passage 11, and then the first A first region that enters the second region (region with a low porosity) of the support, and then moves toward the upper and lower fuel electrodes 20 and 20 and the electrolyte membrane 30 through the second region, and the fuel flow There is one that directly enters the second region without passing through the first region from the inside of the path 11, and then moves toward the upper and lower fuel electrodes 20, 20 and the electrolyte membrane 30 through the second region.

従って、第1領域を経て移動する燃料ガスは、支持体10における「気孔率が大きい第1気孔率である領域」を通過する(図13における破線の丸印を参照)。従って、全領域の気孔率が小さい第2気孔率で均一な支持体に比して、支持体10内における燃料ガスの拡散効率が高くなる。   Therefore, the fuel gas moving through the first region passes through the “region of the first porosity having a large porosity” in the support 10 (see the dotted circle in FIG. 13). Therefore, the diffusion efficiency of the fuel gas in the support 10 is higher than that of the second support having a small porosity in the entire region and a uniform support.

加えて、図13に破線で示すように、電気(電子)は、第1領域を殆ど通過しない。即ち、支持体10内において電気(電子)の大部分は、第2領域、即ち、「気孔率が小さい第2気孔率である領域」を通過する。従って、全領域の気孔率が大きい第1気孔率で均一な支持体に比して、支持体10の電気伝導率が高くなる。以上より、上記実施形態によれば、燃料ガスの拡散効率が高いこと、及び、電気伝導率が高いことが非常にバランス良く考慮された「両側電極構造」を有するSOFCセルが提供され得る。   In addition, as indicated by broken lines in FIG. 13, electricity (electrons) hardly passes through the first region. That is, most of the electricity (electrons) passes through the second region, that is, “the region having the second porosity with a low porosity” in the support 10. Accordingly, the electric conductivity of the support 10 is higher than that of the first support having a large porosity in the entire region and a uniform support. As described above, according to the above embodiment, it is possible to provide an SOFC cell having a “both-side electrode structure” in which high diffusion efficiency of fuel gas and high electrical conductivity are considered in a well-balanced manner.

なお、上記実施形態では、ゲルキャスト法を用いて作製された複数の支持体分割体成形体10d1g(1枚),10d2g(2枚),10d3g(5本),10d4g(1枚)が接合され焼成されることで、支持体10が形成された。これにより、場所に応じて気孔率が異なる多孔質の支持体10が実現された。このように、場所に応じて気孔率が異なる多孔質の支持体を、所謂押し出し法等を用いて実現することは非常に困難である。   In the above-described embodiment, a plurality of support body molded bodies 10d1g (1 sheet), 10d2g (2 sheets), 10d3g (5 sheets), and 10d4g (1 sheet) manufactured using the gel cast method are joined. The support 10 was formed by firing. Thereby, the porous support body 10 in which the porosity differs depending on the location was realized. As described above, it is very difficult to realize a porous support having different porosity depending on the location by using a so-called extrusion method or the like.

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、支持体10と電解質膜30との間に燃料極20,20(燃料極活性層)が介装されている。即ち、支持体10が燃料極の一部(=燃料極集電層)を兼ねている。これに対し、支持体10が燃料極の全部を兼ねる場合、燃料極20,20が省略される。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the fuel electrodes 20 and 20 (fuel electrode active layer) are interposed between the support 10 and the electrolyte membrane 30. That is, the support 10 also serves as a part of the fuel electrode (= fuel electrode current collecting layer). On the other hand, when the support body 10 serves as all the fuel electrodes, the fuel electrodes 20 and 20 are omitted.

また、上記実施形態(「両側電極構造」)では、支持体10の第1領域(複数の燃料流路11の間の領域)の全部の気孔率が第1気孔率(大きい気孔率)となっているが、支持体10の第1領域の一部の気孔率が第1気孔率(大きい気孔率)と等しく、第1領域の残りの部分の気孔率が第2気孔率(小さい気孔率)と等しくされてもよい。   In the above embodiment (“both-side electrode structure”), the entire porosity of the first region (region between the plurality of fuel flow paths 11) of the support 10 is the first porosity (large porosity). However, the porosity of a part of the first region of the support 10 is equal to the first porosity (large porosity), and the porosity of the remaining part of the first region is the second porosity (small porosity). May be equal.

また、上記実施形態では、「両側電極構造」が採用されているが、図1〜図4にそれぞれ対応する図14〜図17に示す上記実施形態の変形例のように、「片側電極構造」が採用されてもよい。この変形例において、上記実施形態における部材等に対応する構成については上記実施形態にて付された符号と同じ符号が付されている。   Moreover, in the said embodiment, although the "both-side electrode structure" is employ | adopted, like the modification of the said embodiment shown to FIGS. 14-17 corresponding to FIGS. 1-4, respectively, "one-sided electrode structure" May be adopted. In this modification, the same reference numerals as those in the above embodiment are assigned to the components corresponding to the members and the like in the above embodiment.

この変形例では、直方体状の支持体10の上面にのみ薄板状の燃料極20が形成され、支持体10と燃料極20との接合体の周囲(下面を除いた上面及び側面)を囲むように電解質膜30が形成されている。そして、この接合体の上面(即ち、電解質膜30の上面)にのみ薄板状の空気極40が形成され、この接合体の下面(即ち、支持体10の下面)に薄板状のインターコネクタ50が形成されている。   In this modification, the thin plate-like fuel electrode 20 is formed only on the upper surface of the rectangular parallelepiped support body 10 and surrounds the periphery (the upper surface and the side surface excluding the lower surface) of the support body 10 and the fuel electrode 20. An electrolyte membrane 30 is formed. A thin plate-like air electrode 40 is formed only on the upper surface of the joined body (that is, the upper surface of the electrolyte membrane 30), and the thin plate-like interconnector 50 is formed on the lower surface of the joined body (that is, the lower surface of the support body 10). Is formed.

支持体10の厚さT1は0.5〜5.0mmであり、燃料極20の厚さT2は5.0〜30.0μmであり、電解質膜30の厚さT3は1.0〜30.0μmであり、空気極40の厚さT4は5.0〜50.0μmであり、インターコネクタ50の厚さT5は、1〜300μmである。各構成部材の材質は、上記実施形態と同じである。   The thickness T1 of the support 10 is 0.5 to 5.0 mm, the thickness T2 of the fuel electrode 20 is 5.0 to 30.0 μm, and the thickness T3 of the electrolyte membrane 30 is 1.0 to 30. The thickness T4 of the air electrode 40 is 5.0 to 50.0 μm, and the thickness T5 of the interconnector 50 is 1 to 300 μm. The material of each constituent member is the same as in the above embodiment.

図17に示すように、この変形例では、第1領域(複数の燃料流路11の間の領域)の一部の気孔率が第1気孔率(大きい気孔率)であり、第1領域の残りの部分の気孔率が第2領域(第1領域以外の領域)の気孔率と等しい第2気孔率(小さい気孔率)となっている。具体的には、第1領域(図17において5か所)における3か所(微細なドットで示す領域)の気孔率が第1気孔率(大きい気孔率)であり、第1領域における残りの2か所の気孔率が第2気孔率(小さい気孔率)となっている。   As shown in FIG. 17, in this modified example, the porosity of a part of the first region (the region between the plurality of fuel flow paths 11) is the first porosity (large porosity), and The porosity of the remaining portion is the second porosity (small porosity) equal to the porosity of the second region (region other than the first region). Specifically, the porosity of three locations (regions indicated by fine dots) in the first region (5 locations in FIG. 17) is the first porosity (large porosity), and the remaining in the first region The porosity at two locations is the second porosity (small porosity).

上記実施形態と同様、第1気孔率は30〜70%であり、第2気孔率は20〜60%である。第1気孔率は、場所によって一定であっても変動してもよい。同様に、第2気孔率も、場所によって一定であっても変動してもよい。第1、第2気孔率が変動する場合、第1気孔率の最小値が第2気孔率の最大値よりも大きい。   Similar to the above embodiment, the first porosity is 30 to 70%, and the second porosity is 20 to 60%. The first porosity may be constant or may vary depending on the location. Similarly, the second porosity may be constant or may vary depending on the location. When the first and second porosity vary, the minimum value of the first porosity is larger than the maximum value of the second porosity.

(変形例の作用・効果)
以下、「片側電極構造」を有する上記変形例の作用・効果について図18を参照しながら説明する。図13と同様、図18において、実線は、反応に寄与する燃料ガス(例えば、水素ガス)が流れる経路の一例を示し、破線は、電気(電子)が流れる経路の一例を示す。
(Operation and effect of the modified example)
Hereinafter, the operation and effect of the above modified example having the “one-side electrode structure” will be described with reference to FIG. As in FIG. 13, in FIG. 18, the solid line indicates an example of a path through which fuel gas (for example, hydrogen gas) contributing to the reaction flows, and the broken line indicates an example of a path through which electricity (electrons) flows.

図18に破線で示すように、上記変形例では、支持体10内において電気(電子)が厚さ方向に亘って横断する。即ち、電気(電子)の大部分は第1領域を通過する。従って、電気伝導率を高める観点からは、上記実施形態のように第1領域の全部の気孔率が大きい第1気孔率となっている形態よりも、上記変形例のように、第1領域において「気孔率が小さい第2気孔率である部分」が存在することが好ましい。   As indicated by a broken line in FIG. 18, in the above modification, electricity (electrons) traverses in the thickness direction in the support 10. That is, most of electricity (electrons) passes through the first region. Therefore, from the viewpoint of increasing the electrical conductivity, in the first region, as in the above-described modification, the first porosity has a large porosity in the entire first region as in the above embodiment. It is preferable that “a portion having a second porosity with a low porosity” exists.

他方、上記変形例の場合、反応に寄与する燃料ガスは、燃料流路11から上側の燃料極20のみに向けて流れる。従って、反応に寄与する燃料ガスが燃料流路11から上下の燃料極20,20に向けてそれぞれ流れる上記実施形態に比して、第1領域を通過する(反応に寄与する)燃料ガスの量が少ない。この結果、上記実施形態に比して、第1領域の全部の気孔率を大きい第1気孔率で均一に設計する要求の度合いが小さい。以上より、上記変形例によれば、燃料ガスの拡散効率が高いこと、及び、電気伝導率が高いことが非常にバランス良く考慮された「片側電極構造」を有するSOFCセルが提供され得る。   On the other hand, in the case of the above modification, the fuel gas contributing to the reaction flows from the fuel flow path 11 toward only the upper fuel electrode 20. Accordingly, the amount of fuel gas that passes through the first region (contributes to the reaction) as compared with the above-described embodiment in which the fuel gas that contributes to the reaction flows from the fuel flow path 11 toward the upper and lower fuel electrodes 20 and 20, respectively. Less is. As a result, as compared with the above-described embodiment, the degree of demand for uniformly designing the entire porosity of the first region with a large first porosity is small. As described above, according to the above modification, an SOFC cell having a “one-sided electrode structure” in which high diffusion efficiency of fuel gas and high electrical conductivity are considered in a well-balanced manner can be provided.

上記変形例では、支持体10と電解質膜30との間に燃料極20(燃料極活性層)が介装されている。即ち、支持体10が燃料極の一部(=燃料極集電層)を兼ねている。これに対し、支持体10が燃料極の全部を兼ねる場合、燃料極20が省略される。   In the above modification, the fuel electrode 20 (fuel electrode active layer) is interposed between the support 10 and the electrolyte membrane 30. That is, the support 10 also serves as a part of the fuel electrode (= fuel electrode current collecting layer). On the other hand, when the support body 10 serves as all of the fuel electrode, the fuel electrode 20 is omitted.

また、上記変形例(「片側電極構造」)では、支持体10の第1領域の一部の気孔率が第1気孔率(大きい気孔率)と等しく、第1領域の残りの部分の気孔率が第2気孔率(小さい気孔率)となっているが、支持体10の第1領域の全部の気孔率が第1気孔率(大きい気孔率)となっていてもよい。   In the above modification (“one-sided electrode structure”), the porosity of a part of the first region of the support 10 is equal to the first porosity (large porosity), and the porosity of the remaining part of the first region Is the second porosity (small porosity), but the entire porosity of the first region of the support 10 may be the first porosity (large porosity).

10…支持体、10d1g,10d2g,10d3g,10d4g…支持体分割体成形体、11…燃料流路、20…燃料極、30…電解質膜、40…空気極、50…インターコネクタ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Support body, 10d1g, 10d2g, 10d3g, 10d4g ... Support body division body molded body, 11 ... Fuel flow path, 20 ... Fuel electrode, 30 ... Electrolyte membrane, 40 ... Air electrode, 50 ... Interconnector

Claims (5)

内部に燃料ガスの複数の燃料流路が形成された板状の導電性の支持体であって前記複数の燃料流路内を流通する燃料ガスと接触して前記燃料ガスを反応させる燃料極の一部又は全部を兼ねる支持体と、
前記支持体における上面及び下面のうちの一方側のみに積層され又は両側にそれぞれ積層され、固体電解質からなる1つ又は一対の電解質膜と、
前記1つの電解質膜における前記支持体と反対の面側に積層され又は前記一対の電解質膜における前記支持体と反対の面側にそれぞれ積層され、酸素を含むガスと接触して前記酸素を含むガスを反応させる1つ又は一対の空気極と、
を備えた固体酸化物形燃料電池のセルであって、
前記支持体における前記複数の燃料流路の間の領域である第1領域の少なくとも一部の気孔率である第1気孔率が、前記支持体における前記第1領域以外の領域である第2領域の気孔率である第2気孔率よりも大きい、固体酸化物形燃料電池のセル。
A plate-like conductive support having a plurality of fuel flow paths for fuel gas formed therein, and a fuel electrode that reacts with the fuel gas in contact with the fuel gas flowing through the plurality of fuel flow paths A support that also serves as part or all of the support,
One or a pair of electrolyte membranes laminated on only one side of the upper surface and the lower surface of the support or laminated on both sides, and made of a solid electrolyte,
A gas that is laminated on the surface opposite to the support in the one electrolyte membrane or is laminated on a surface opposite to the support in the pair of electrolyte membranes, and that contains oxygen in contact with a gas containing oxygen One or a pair of air electrodes for reacting
A solid oxide fuel cell comprising:
The second region in which the first porosity, which is the porosity of at least a part of the first region that is the region between the plurality of fuel flow paths in the support, is a region other than the first region in the support. A cell of a solid oxide fuel cell that is larger than a second porosity that is the porosity of the solid oxide fuel cell.
請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記支持体における上面及び下面の両側に前記一対の電解質膜がそれぞれ積層され、前記一対の電解質膜における前記支持体と反対の面側に前記一対の空気極がそれぞれ積層されていて、
前記第1領域の全部の気孔率が前記第1気孔率と等しい、固体酸化物形燃料電池のセル。
The cell of the solid oxide fuel cell according to claim 1,
The pair of electrolyte membranes are respectively laminated on both sides of the upper surface and the lower surface of the support, and the pair of air electrodes are respectively laminated on the surface of the pair of electrolyte membranes opposite to the support,
A cell of a solid oxide fuel cell, wherein the whole porosity of the first region is equal to the first porosity.
請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記支持体における上面及び下面のうちの一方側のみに前記1つの電解質膜が積層され、前記1つの電解質膜における前記支持体と反対の面側に前記1つの空気極が積層され、前記支持体における上面及び下面のうちの前記一方側と反対側に導電性の集電部材が積層されていて、
前記第1領域の一部の気孔率が前記第1気孔率と等しく、前記第1領域の残りの部分の気孔率が前記第2気孔率と等しい、固体酸化物形燃料電池のセル。
The cell of the solid oxide fuel cell according to claim 1,
The one electrolyte membrane is laminated on only one side of the upper surface and the lower surface of the support, and the one air electrode is laminated on the surface of the one electrolyte membrane opposite to the support, and the support A conductive current collecting member is laminated on the side opposite to the one side of the upper surface and the lower surface in
A cell of a solid oxide fuel cell, wherein the porosity of a part of the first region is equal to the first porosity, and the porosity of the remaining portion of the first region is equal to the second porosity.
請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記第1気孔率は30〜70%であり、前記第2気孔率は20〜60%である、固体酸化物形燃料電池のセル。
In the cell of the solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 3,
The cell of a solid oxide fuel cell, wherein the first porosity is 30 to 70% and the second porosity is 20 to 60%.
請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の固体酸化物形燃料電池のセルにおいて、
前記支持体は、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)とニッケル(Ni)とを含んで構成され、
前記支持体と前記1つ又は一対の電解質膜との間に、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)とニッケル(Ni)とを含むとともに前記支持体に比してイットリア安定化ジルコニア(YSZ)の含有割合が大きい1つ又は一対の燃料極活性層が介装された固体酸化物形燃料電池のセル。
In the cell of the solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 4,
The support includes yttria stabilized zirconia (YSZ) and nickel (Ni),
The yttria stabilized zirconia (YSZ) and nickel (Ni) are included between the support and the one or the pair of electrolyte membranes, and the content ratio of yttria stabilized zirconia (YSZ) as compared with the support. A cell of a solid oxide fuel cell in which one or a pair of anode active layers having a large diameter is interposed.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086541A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 日本碍子株式会社 Solid oxide fuel cell
EP2703159A1 (en) * 2012-09-04 2014-03-05 NGK Insulators, Ltd. Bonded compact and method of producing green bonded compact
JP2017045566A (en) * 2015-08-25 2017-03-02 京セラ株式会社 Cell, cell stack device, module, and module housing device
JP6125058B1 (en) * 2016-01-26 2017-05-10 日本碍子株式会社 Fuel cell stack

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0950812A (en) * 1995-08-07 1997-02-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Electrode substrate for solid electrolytic fuel cell and its production
JP2001243966A (en) * 2000-02-02 2001-09-07 Haldor Topsoe As Solid oxide fuel cell
JP2004247248A (en) * 2003-02-17 2004-09-02 Kyocera Corp Fuel battery cell and fuel battery
JP2004362849A (en) * 2003-06-03 2004-12-24 Ngk Insulators Ltd Base plate for electrochemical cell and electrochemical cell
WO2007034835A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-29 Kyocera Corporation Fuel battery cell and process for producing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0950812A (en) * 1995-08-07 1997-02-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Electrode substrate for solid electrolytic fuel cell and its production
JP2001243966A (en) * 2000-02-02 2001-09-07 Haldor Topsoe As Solid oxide fuel cell
JP2004247248A (en) * 2003-02-17 2004-09-02 Kyocera Corp Fuel battery cell and fuel battery
JP2004362849A (en) * 2003-06-03 2004-12-24 Ngk Insulators Ltd Base plate for electrochemical cell and electrochemical cell
WO2007034835A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-29 Kyocera Corporation Fuel battery cell and process for producing the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086541A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 日本碍子株式会社 Solid oxide fuel cell
JP2012146628A (en) * 2010-12-20 2012-08-02 Ngk Insulators Ltd Solid oxide fuel cell
US8574784B2 (en) 2010-12-20 2013-11-05 Ngk Insulators, Ltd. Solid oxide fuel cell including electrode containing dense bonding portions and porous non-bonding portions
EP2703159A1 (en) * 2012-09-04 2014-03-05 NGK Insulators, Ltd. Bonded compact and method of producing green bonded compact
US9474193B2 (en) 2012-09-04 2016-10-18 Ngk Insulators, Ltd. Bonded compact and method of producing green bonded compact
JP2017045566A (en) * 2015-08-25 2017-03-02 京セラ株式会社 Cell, cell stack device, module, and module housing device
JP6125058B1 (en) * 2016-01-26 2017-05-10 日本碍子株式会社 Fuel cell stack
JP2017134928A (en) * 2016-01-26 2017-08-03 日本碍子株式会社 Fuel battery stack

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