JP2011165374A - Solid oxide fuel battery cell - Google Patents
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Abstract
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).
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.
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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(La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3)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
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
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
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
La1−xAExCr1−y+zByO3−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
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)・O2+2e−→O2− (於:空気極40) …(2)
H2+O2−→H2O+2e− (於:燃料極20) …(3)
A fuel gas (hydrogen gas or the like) is supplied to the
(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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
Claims (5)
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.
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.
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.
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%.
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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