JP2014060028A - 固体酸化物型燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】電解質層とアノード電極との間の中間層による電解質層へのニッケル拡散防止の実効性を高める。
【解決手段】膜電極接合体１１０は、ランタンガレード系の固体酸化物（ＬＳＧＭ）の電解質層１１２を、アノード電極１１６とカソード電極１１４とで挟持し、アノード電極１１６と電解質層１１２との間に中間層１１８を備える。アノード電極１１６は、ニッケル（Ｎｉ）を、酸化ニッケル（ＮｉＯ）の形態で電解質層形成材（ガドリウム（Ｇｄ）をドープしたセリア（ＣｅＯ₂）：ＧＤＣ）に含有して形成される。中間層１１８は、ランタン（Ｌａ）をドープしたセリア（ＣｅＯ₂）と、ニッケル酸化物との固溶性が高い酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の複合体から形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、ランタンガレード系の固体酸化物の電解質層をアノード電極とカソード電極とで挟持して備える固体酸化物型燃料電池に関する。

固体酸化物型燃料電池（以下、ＳＯＦＣとも称する）では、その有する電解質層の酸素イオン伝導性を利用した電気化学反応を起こして発電する。こうした固体酸化物型燃料電池では、一般に、酸素イオン伝導性を有する電解質層をアノード電極とカソード電極で挟持した電解質層電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）が用いられる。この場合、電解質層を単純に上記の両電極で挟持するだけでなく、電極と電解質層との間にセリア系酸化物の中間層を介装することが提案されている（特許文献１）。

特開２００９−１５２１１２号公報

ところで、上記の特許文献では、中間層をセリア系酸化物とすることで、中間層におけるクラックの発生を防止しているものの、電解質層への電極構成元素の拡散防止は、中間層を構成するセリア系酸化物によりなされているに過ぎない。ＳＯＦＣにおけるアノード電極は、安価で活性の高いニッケル酸化物を含んだセラミックの燒結を経て形成され、アノード電極に含まれるニッケルは、酸化物の形態で電解質層の側に拡散することがあり得る。電解質層にニッケルが拡散すると、拡散したニッケルにより電子導電性が発現するので、電解質層両側の電極の短絡を招きかねない。電解質層が薄くなるほど、こうした短絡が起きる危惧が高まる。

電解質層へのニッケル拡散は、中間層に含まれるセラミック成分にてニッケル酸化物を固溶する、或いはセラミック成分とニッケル酸化物との反応を経て他成分組成物を形成するといったニッケル捕捉による抑制される。こうしたニッケル捕捉は、ＭＥＡの燒結過程で起きる。セリア系酸化物の中間層では、セリア系酸化物によるニッケル捕捉が十分とは言えず、電解質層へのニッケル拡散防止の実効性を高めることが要請されるに到った。また、こうした実効性を高めるに当たっては、既存のＭＥＡ製造工程における工数増加や特異な組成物を用いることによるコストアップを招かないことが求められている。

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。

（１）本発明の一形態によれば、ランタンガレード系の固体酸化物の電解質層をアノード電極とカソード電極とで挟持して備える固体酸化物型燃料電池が提供される。この固体酸化物型燃料電池は、前記アノード電極をニッケル（Ｎｉ）含有の電極とした上で、ランタン（Ｌａ）をドープしたセリア（ＣｅＯ₂）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の複合体である中間層を、前記電解質層と前記アノード電極との間に備える。中間層に含まれるＭｇＯは、ニッケル酸化物との固溶性が高い。よって、上記形態の固体酸化物型燃料電池によれば、中間層にニッケル酸化物との固溶性が高いＭｇＯを含む故に、中間層でのニッケル捕捉を高めることができるので、電解質層へのニッケル拡散を高い実効性で防止できる。換言すれば、上記形態の固体酸化物型燃料電池によれば、電解質層両側の電極の短絡を防止した上で、電解質層の薄膜化を進めることができる。また、ＭｇＯというごく一般的な酸化物を用いるに過ぎないので、ＭＥＡ製造工程における工数増加やコストアップを招かないようにもできる。

（２）上記形態の固体酸化物型燃料電池において、前記中間層は、燒結前の前記複合体のスラリーの状態で、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１〜５ｗｔ％含有する。こうすれば、ＭｇＯを１ｗｔ％という僅かな重量割合で含むようにすることで、中間層でのニッケル捕捉を図ることができる。また、ＭｇＯを５ｗｔ％以下の重量割合で含むようにすることで、ＭｇＯの含有量を抑制した上で、中間層でのニッケル捕捉を図ることができる。

本発明は、例えば、ＳＯＦＣにおける中間層の形成用スラリーとしての形態、ＭＥＡおよびその製造方法としての形態の他、固体酸化物型燃料電池の製造方法の形態で実現することができる。

本発明の実施形態としての燃料電池１００の概略構成を斜視にて示す説明図である。 図１における２−２線に沿った膜電極接合体１１０の概略断面を各層の組成の様子と合わせて示す説明図である。 燃料電池１００の製造手順を示すフローチャートである。 熱処理に伴う燒結により中間層１１８の組成変遷の様子を概略的に説明する説明図である。 異なる組成の中間層１１８を有する膜電極接合体１１０の特性を示す説明図である。 ＮｉＯとの反応を経て他成分組成物を形成することでニッケル捕捉を図る実施形態を示す説明図である。 中間層１１８をＬＤＣからなる第１中間層１１８ａとＮｉＯとの固溶性に基づきニッケル捕捉を図るＭｇＯからなる第２中間層１１８ｂとした実施形態を示す説明図である。 第２中間層１１８ｂをＮｉＯとの反応を経た複合酸化物への変遷に基づきニッケル捕捉を図るようにした実施形態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としての燃料電池１００の概略構成を斜視にて示す説明図、図２は図１における２−２線に沿った膜電極接合体１１０の概略断面を各層の組成の様子と合わせて示す説明図である。

図１に示すように、燃料電池１００は、膜電極接合体１１０を図示しない集電体層を介在させてセパレータ１２０で挟持した上で、膜電極接合体１１０とセパレータ１２０とを複数積層したスタック構造を有する。膜電極接合体１１０は、電解質層１１２をカソード電極１１４とアノード電極１１６で挟持して備え、アノード電極１１６の側において、電解質層１１２とアノード電極１１６との間に中間層１１８を備える。図１における膜電極接合体１１０の上下の図示しない集電体層は、カソード電極１１４とアノード電極１１６に、酸化ガス或いは燃料ガスを拡散供給する機能と、集電機能を備える。なお、アノード電極１１６を図示しない補強板材で保持することもでき、この場合の補強板材はガス透過性を有する。

膜電極接合体１１０を構成する電解質層１１２は、酸素イオン伝導性を有するランタンガレード系の固体酸化物の電解質層である。本実施形態では、ペロブスカイト型固体酸化物、具体的には、例えば、Ｌａ_0.9Ｓｒ_0.1Ｇａ_0.8Ｍｇ_0.2Ｏ₃（以下、ＬＳＧＭと称する）によって電解質層１１２を形成した。この電解質層１１２は、ＬＳＧＭを細粒化して適宜な溶媒に分散したスラリーの塗工・乾燥およびその燒結を経て、０．０１ｍｍ程度の薄膜状に成膜される。こうした電解質層１１２の薄膜化に伴う膜抵抗の低減と、その組成に基づく酸素イオン伝導性発揮の温度域とによって、本実施形態の膜電極接合体１１０は、８００℃以下の比較的低温度域での発電が可能になる。

膜電極接合体１１０を電解質層１１２と共に構成するカソード電極１１４は、例えばランタン（Ｌａ）系のペロブスカイト、例えば、Ｌａ_0.6Ｓｒ_0.4Ｃｏ_0.2Ｆｅ_0.8Ｏ₃（以下、ＬＳＣＦと称する）を用いて形成した電極である。このカソード電極１１４は、ＬＳＣＦを細粒化して適宜な溶媒に分散したスラリーの塗工・乾燥およびその燒結を経て、０．０１ｍｍ程度の薄膜状に製膜される。そして、カソード電極１１４は、後述のセパレータ１２０の酸化ガス流路１２１から供給された酸化ガス（例えば、空気）に含まれる酸素を、電解質層１１２に拡散させる。

膜電極接合体１１０を電解質層１１２と共に構成するアノード電極１１６は、ニッケル（Ｎｉ）を、酸化ニッケル（ＮｉＯ）の形態で、例えば６０ｗｔ％の電解質層形成材に配合して形成された電極である。この場合の電解質形成材料は、ガドリウム（Ｇｄ）をドープしたセリア（ＣｅＯ₂）とでき（以下、ＧＤＣと称する）、このＧＤＣにＮｉＯを配合してアノード電極１１６が形成される（以下、ＮｉＯ−ＧＤＣと称する）。このアノード電極１１６は、ＮｉＯ−ＧＤＣを細粒化して適宜な溶媒に分散したスラリーの塗工・乾燥およびその燒結を経て、０．３ｍｍ程度の薄膜状に製膜される。そして、アノード電極１１６は、後述のセパレータ１２０の燃料ガス流路１２２から供給された燃料ガス（例えば、水素ガス）に含まれる水素を、電解質層１１２に拡散させる。アノード側およびカソード側の上記のガス供給とアノード電極１１６での燃料成分の反応により、膜電極接合体１１０は、電解質層１１２の酸素イオン伝導性を利用した水素と酸素の電気化学反応を起こして発電する。なお、電解質層１１２の側のアノード電極界面には、白金等の触媒を担持した担体を含む触媒層を形成するようにしても良く、触媒を担持した担体を電解質層１１２に配合するようにしても良い。カソード電極１１４についても同様である。

膜電極接合体１１０とアノード電極１１６と間に形成された中間層１１８は、ランタン（Ｌａ）をドープしたセリア（ＣｅＯ₂）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の複合体（以下、ＬＤＣ＋ＭｇＯと称する）から形成された中間層である。この中間層１１８は複合体（ＬＤＣ＋ＭｇＯ）を細粒化して適宜な溶媒に分散したスラリーの塗工・乾燥およびその燒結を経て、０．００５ｍｍ程度の薄膜状に製膜される。中間層１１８におけるＭｇＯの配合量は、上記のスラリーの状態で規定され、本実施形態では、１〜５ｗｔ％の範囲とした。この中間層１１８を始め、電解質層１１２、カソード電極１１４およびアノード電極１１６の形成、延いては膜電極接合体１１０の形成については、燃料電池１００の製造工程と合わせて後述する。中間層１１８は、ニッケル酸化物との固溶性が高いＭｇＯを有することから、後述の燒結処理において、アノード電極１１６の構成元素であるＮｉを固溶して捕捉する。このため、中間層１１８は、図２において、Ｎｉの固溶捕捉後の状態として、ＬＤＣ＋（Ｎｉ，Ｍｇ）Ｏと示されている。そして、Ｎｉは、ＬＤＣ＋ＭｇＯの複合体の燒結後における粒界において、（Ｎｉ，Ｍｇ）Ｏとして捕捉される。この推移については、燃料電池１００の製造工程と合わせて後述する。

セパレータ１２０は、一方の面が一の膜電極接合体１１０のカソード電極１１４と接し、他方の面が他の膜電極接合体１１０のアノード電極１１６と接合する。セパレータ１２０は、カソード電極１１４の側に酸化ガス流路１２１を、アノード電極１１６の側に燃料ガス流路１２２を備え、図１に示すように、この両流路を交差させている。セパレータ１２０は、膜電極接合体１１０を電気的に直列に接続する機能と、燃料ガスと酸化ガスを物理的に隔離する機能を要求されるため、電気伝導性を有する緻密な材料で構成される。具体的には、ＬａＣｒＯ₃等のセラミックスやＳＵＳ等の金属材料が用いられるが、接触抵抗の低減のため、セパレータ１２０と接する集電体と同種の材料により形成することが望ましい。また、セパレータ１２０内に冷媒流路を設けることとしても良い。燃料電池１００は、図１における上下のセパレータ１２０を含めて、発電単位となる単セルを構成する。

なお、図１では記載を省略しているが、燃料電池スタック内には、燃料電池スタックを積層方向に貫通する燃料ガス供給マニホールド、燃料ガス排出マニホールド、酸化ガス供給マニホールドおよび酸化ガス排出マニホールドが設けられている。燃料電池スタックに対して燃料ガスが供給されると、燃料ガスは、燃料ガス供給マニホールドを介して燃料ガス流路に分配されて電気化学反応に供され、その後、燃料ガス排出マニホールドに集合して外部に導かれる。また、燃料電池スタックに対して酸化ガスが供給されると、酸化ガスは、酸化ガス供給マニホールドを介して酸化ガス流路に分配されて電気化学反応に供され、その後酸化ガス排出マニホールドに集合して外部に導かれる。燃料ガスとしては、例えば、純度の高い水素ガスを用いることができ、酸化ガスとしては、例えば、空気を用いることができる。

図３は燃料電池１００の製造手順を示すフローチャートである。燃料電池１００の製造に当たっては、図示するように、補強板材の一方の面に、膜電極接合体１１０を形成する（ステップＳ１００）。このようにするのは、それ以降の処理ステップにおける取扱性を高めるためである。補強板材への膜電極接合体１１０の形成手順は、種々のプロセルが可能であり、例えば、補強板材に、アノード電極１１６、中間層１１８、電解質層１１２、カソード電極１１４の順に、それぞれの上記形成材料のスラリーの塗工と、水分や溶媒の蒸発のための乾燥を図る。或いは、アノード電極１１６と中間層１１８および電解質層１１２が接合して形成済みの半製品膜電極接合体を準備しておき、これを、アノード電極１１６が補強板材に重なるようにして、接合する。その後、補強板材に接合済みの半製品膜電極接合体における電解質層１１２の膜面に、カソード電極１１４の形成材料のスラリーの塗工とその乾燥を図る。アノード電極１１６、中間層１１８、電解質層１１２およびカソード電極１１４の各層形成のためのスラリー塗工は、後述の燒結後の各層層厚を考慮してなされる。具体的には、燒結後に、電解質層１１２は０．０１ｍｍ、カソード電極１１４は０．０１ｍｍ、アノード電極１１６は０．３ｍｍ、中間層１１８は０．００５ｍｍとなるよう、各層のスラリーが塗工される。なお、補強板材を用いる当たり、その用いた補強板材自体を単セルの構成材とでき、この場合には、補強板材をガス透過性を有するようにすればよい。補強板材を単セルの構成材としない場合は、補強板材を表面が剥離性に富む材料として、スラリーの塗工・乾燥後に、取り除けばよい。

次いで、アノード電極１１６、中間層１１８、電解質層１１２およびカソード電極１１４の各層が積層した膜電極接合体１１０を、補強板材と共に、或いは単独で、図示しない焼結装置の処置室にて、１３５０℃で２時間に亘って熱処理し、その後、冷却養生を図る（ステップＳ１１０）。図４は熱処理に伴う燒結により中間層１１８の組成変遷の様子を概略的に説明する説明図である。このステップＳ１１０での熱処理により、アノード電極１１６、中間層１１８、電解質層１１２およびカソード電極１１４の各層の塗工済みスラリーは、各層ごとに焼結が進むよう共燒結して、固形の膜電極接合体１１０を形成する。この熱処理を受ける共燒結の過程において、中間層１１８は、図４に示すように、その形成スラリーがニッケル酸化物との固溶性が高いＭｇＯを有することから、アノード電極１１６の構成元素であるＮｉを、ＬＤＣ＋ＭｇＯの複合体の燒結に伴い生じる粒界において、（Ｎｉ，Ｍｇ）Ｏとして固溶して捕捉する。

その後は、上下のセパレータ１２０を、図示しない集電体層と共に膜電極接合体１１０を挟持するようにセットし（ステップＳ１２０）、次いで、セル積層を図る（ステップＳ１３０）。これにより、膜電極接合体１１０とセパレータ１２０とがスタック構造をなすので、その上下に図示しないエンドプレートを配置して、積層方向に締結具にて締結し（ステップＳ１４０）、燃料電池１００を得る。

次に、こうして得られた燃料電池１００、詳しくは膜電極接合体１１０の特性について説明する。図５は異なる組成の中間層１１８を有する膜電極接合体１１０の特性を示す説明図である。この図５は、電解質層１１２に拡散浸透したＮｉの濃度（Ｎｉ濃度）と、無負荷状態でのカソード電極１１４とアノード電極１１６の開回路電圧（ＯＣＶ）とを、セルサンプルごとに示している。Ｎｉ濃度は、次のように測定した。まず、膜電極接合体１１０を上下のセパレータ１２０で挟持した測定セルとし、この測定セルを６００℃の運転温度下においた上で、カソード電極１１４とアノード電極１１６に燃料ガスおよび酸化ガスを供給し、３時間に亘って継続運転した。そして、運転終了後に電解質層１１２を分解して取り出し、元素分析器にてＮｉ濃度を求めた。このＮｉ濃度は、電解質層１１２に含まれるＮｉの原子数を、電解質層１１２の構成元素であるＬａ、Ｓｒ、ＧａおよびＭｇの原子数総和で除算して求めた。ＯＣＶについては、上記の測定セルを６００℃の運転温度下においた上で、カソード電極１１４とアノード電極１１６に、４０℃の飽和水蒸気にて加湿した燃料ガスおよび酸化ガスを供給して、測定セルの開回路電圧を測定した。これらの測定に処した測定セルＳ１〜Ｓ３は、その膜電極接合体１１０が有する中間層１１８の組成が以下のものである。測定セルＳ１は、図５に示すように、ＬＤＣだけの中間層１１８を備え、既存の電池セル（単セル）に相当する。測定セルＳ２は、ＬＤＣに１ｗｔ％のＭｇＯを含む複合体の中間層１１８を備え、測定セルＳ３は、ＬＤＣに５ｗｔ％のＭｇＯを含む複合体の中間層１１８を備える。

電解質層１１２は、その形成スラリーが細粒のＬＳＧＭを分散しているに過ぎず、Ｎｉを含有しない。よって、上記したＮｉ濃度は、カソード電極１１４に含まれるＮｉが中間層１１８を浸透して電解質層１１２に拡散した結果として表れる。図５では、ＭｇＯを含まない中間層１１８を有する膜電極接合体１１０の測定セルＳ１では、高いＮｉ濃度となり、ＭｇＯを１ｗｔ％或いは５ｗｔ％含有する中間層１１８を有する膜電極接合体１１０の測定セルＳ２と測定セルＳ３では、Ｎｉ濃度が測定セルＳ１より低くなる。そうすると、ＭｇＯを１〜５ｗｔ％の範囲で含有する中間層１１８をカソード電極１１４と電解質層１１２との間に介装することで、図４に示すように、中間層１１８でのニッケル捕捉を高めて電解質層１１２へのニッケル拡散を高い実効性で防止した上で、電解質層１１２の両側のカソード電極１１４とアノード電極１１６との短絡を防止できる。このように電極短絡を防止できることから、ＭｇＯを１〜５ｗｔ％の範囲で含有する中間層１１８をカソード電極１１４と電解質層１１２との間に介装することで、電解質層１１２の薄膜化を進めることができる。

また、図５では、ＭｇＯを含まない中間層１１８を有する膜電極接合体１１０の測定セルＳ１では、ＯＣＶは低く、ＭｇＯを１ｗｔ％或いは５ｗｔ％含有する中間層１１８を有する膜電極接合体１１０の測定セルＳ２と測定セルＳ３では、高いＯＣＶを得ることができた。このことから、ＭｇＯを１〜５ｗｔ％の範囲で含有する中間層１１８をカソード電極１１４と電解質層１１２との間に介装することで、電解質層１１２へのニッケル拡散防止と電極短絡の防止と相まって、発電性能を高まることができる。また、ＭｇＯというごく一般的な酸化物をＬＤＣと共に用いるに過ぎないので、膜電極接合体１１０の製造工程における工数増加やコストアップを招かないようにもできる。

また、ＭｇＯを含まない中間層１１８を有する膜電極接合体１１０に比して、ＭｇＯを１ｗｔ％という僅かな重量割合で中間層１１８に含有することで、中間層１１８でのニッケル捕捉の実効性を高めることができる。しかも、ＭｇＯを５ｗｔ％以下の重量割合で中間層１１８に含有することで、ＭｇＯの含有量を抑制した上で、中間層１１８でのニッケル捕捉の実効性を高めることができる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

また、上記の実施形態では、中間層１１８は、ＬＤＣとＭｇＯの複合体としたが、ＭｇＯと同様にＮｉＯとの固溶性が高い他の酸化物、例えば、酸化コバルト（ＣｏＯ）や、酸化マンガン（ＭｎＯ）をＬＤＣに配合してなる複合体から中間層１１８を形成するようにすることもできる。

この他、ＮｉＯとの固溶性に基づくニッケル捕捉に代わり、ＮｉＯとの反応を経て他成分組成物を形成することでニッケル捕捉を図るようにすることもできる。図６はＮｉＯとの反応を経て他成分組成物を形成することでニッケル捕捉を図る実施形態を示す説明図である。図示するように、この実施形態では、ステップＳ１００の膜電極接合体１１０の形成、詳しくは中間層１１８の形成において、ＬＤＣに酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）を配合した複合体とし、この複合体（ＬＤＣ＋Ｆｅ₂Ｏ₃）を細粒化して適宜な溶媒に分散したスラリーの塗工・乾燥を図る。この実施形態では、その後のステップＳ１１０での共燒結の過程で、中間層１１８は、図６に示すように、その形成スラリーに含まれるＦｅ₂Ｏ₃がＮｉＯと反応して、アノード電極１１６の構成元素であるＮｉを、鉄ニッケル酸化物（複合酸化物）としてのＦｅ₂ＮｉＯ₄に反応変遷させて捕捉する。この実施形態によっても、既述した実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、この実施形態におけるＦｅ₂Ｏ₃を、ＮｉＯとの反応を経て他の複合酸化物を形成する酸化ランタン（Ｌａ₂Ｏ₃）や、酸化チタン（ＴｉＯ₂）とすることもできる。

また、中間層１１８を複層構成とすることもできる。図７は中間層１１８をＬＤＣからなる第１中間層１１８ａとＮｉＯとの固溶性に基づきニッケル捕捉を図るＭｇＯからなる第２中間層１１８ｂとした実施形態を示す説明図である。図示するように、この実施形態では、ステップＳ１００の膜電極接合体１１０の形成、詳しくは中間層１１８の形成において、ＬＤＣを細粒化して適宜な溶媒に分散したＬＤＣスラリーと、ＭｇＯを細粒化して適宜な溶媒に分散したＭｇＯスラリーとを用い、アノード電極１１６に重ねて、ＭｇＯスラリーとＬＤＣスラリーを順次塗工し、乾燥させる。この実施形態では、その後のステップＳ１１０での共燒結の過程で、中間層１１８の第２中間層１１８ｂは、図７に示すように、ＭｇＯスラリーに含まれるＭｇＯがＮｉＯを固溶して、アノード電極１１６の構成元素であるＮｉを捕捉する。この実施形態によっても、既述した実施形態と同様の効果を奏することができる。この場合、第２中間層１１８ｂは、ＭｇＯにて固溶したＮｉＯを、膜電極接合体１１０の発電状態においては還元し、Ｎｉ−ＭｇＯの形態でニッケル捕捉を図る。なお、この実施形態における第２中間層１１８ｂを、ＭｇＯと同様にＮｉＯとの固溶性が高いＣｏＯやＭｎＯを用いて形成するようにすることもできる。

中間層１１８の複層構成は、次のようにすることもできる。図８は第２中間層１１８ｂをＮｉＯとの反応を経た複合酸化物への変遷に基づきニッケル捕捉を図るようにした実施形態を示す説明図である。図示するように、この実施形態では、ステップＳ１００の膜電極接合体１１０の形成、詳しくは中間層１１８の形成において、ＬＤＣを細粒化して適宜な溶媒に分散したＬＤＣスラリーと、Ｆｅ₂Ｏ₃を細粒化して適宜な溶媒に分散したＦｅＯスラリーとを用い、アノード電極１１６に重ねて、ＦｅＯスラリーとＬＤＣスラリーを順次塗工し、乾燥させる。この実施形態では、その後のステップＳ１１０での共燒結の過程で、中間層１１８の第２中間層１１８ｂは、図８に示すように、ＦｅＯスラリーに含まれるＦｅ₂Ｏ₃がＮｉＯと反応してＦｅ₂ＮｉＯ₄などの鉄ニッケル酸化物（複合酸化物）に反応変遷することで、アノード電極１１６の構成元素であるＮｉを捕捉する。この実施形態によっても、既述した実施形態と同様の効果を奏することができる。この場合、第２中間層１１８ｂは、鉄ニッケル酸化物（Ｆｅ₂ＮｉＯ₄など）におけるＮｉＯを、膜電極接合体１１０の発電状態においては還元し、Ｎｉ−Ｆｅ合金の形態でニッケル捕捉を図る。なお、この実施形態における第２中間層１１８ｂを、Ｆｅ₂Ｏ₃と同様にＮｉＯと反応してニッケル複合酸化物に変遷するＬａ₂Ｏ₃やＴｉＯ₂を用いて形成するようにすることもできる。

１００…燃料電池
１１０…膜電極接合体
１１２…電解質層
１１４…カソード電極
１１６…アノード電極
１１８…中間層
１１８ａ…第１中間層
１１８ｂ…第２中間層
１２０…セパレータ
１２１…酸化ガス流路
１２２…燃料ガス流路

Claims (2)

1. ランタンガレード系の固体酸化物の電解質層をアノード電極とカソード電極とで挟持して備える固体酸化物型燃料電池であって、
   前記アノード電極をニッケル（Ｎｉ）含有の電極とした上で、ランタン（Ｌａ）をドープしたセリア（ＣｅＯ₂）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の複合体である中間層を、前記電解質層と前記アノード電極との間に備える
   固体酸化物型燃料電池。
2. 前記中間層は、燒結前の前記複合体のスラリーの状態で、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１〜５ｗｔ％含有する請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池。

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