JP6583030B2

JP6583030B2 - 燃料電池単セル

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Publication number: JP6583030B2
Application number: JP2016022944A
Authority: JP
Inventors: 和也駒形
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2036-02-09
Also published as: JP2017142949A

Description

本発明は、燃料電池単セルに関する。

従来、アノードと固体電解質層とカソードとを有する平板形の燃料電池単セルが知られている。

先行する特許文献１には、絶縁性材料からなり、複数の貫通孔を備えたハニカム構造をなす基板の各貫通孔内に第１の電極が充填されており、第１の電極面を含む基板前面に電解質層および第２の電極がこの順に形成されている固体酸化物形の燃料電池単セルが開示されている。

特開２００５−３２２４５２号公報

ところで、アノードにおける燃料ガスのガス拡散性を向上させる手法としては、アノードの厚みを薄くし、造孔剤を用いて多孔質化を図る手法が一般的である。しかしながら、この手法によれば、アノード強度が低下する。アノード強度が低下すると、スタック時の応力や発電時の熱応力などによって燃料電池単セルが破損しやすくなる。

また、近年、燃料電池単セルには、高電流密度下での運転が求められている。高電流密度下での運転のためには、アノードにおける燃料ガスの拡散抵抗を低減し、固体電解質層寄りに存在する反応場へより速く燃料ガスを供給することが有効である。しなしながら、アノード内に形成された粒子間の隙間を通じて燃料ガスを拡散させる燃料電池単セルは、拡散抵抗の低減に限界がある。

なお、上述した従来技術では、絶縁性材料の貫通孔内に電極が充填されている。そのため、この技術によれば、充填された電極の気孔率が低くなり、高電流密度下での運転時に燃料ガスの拡散律速が発生し、発電性能の低下を招くおそれがある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、アノード強度を確保しつつ、燃料ガスの拡散抵抗を低減することが可能な燃料電池単セルを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、アノード（２）と固体電解質層（３）とカソード（５）とを有し、上記アノードを支持体とする平板形の燃料電池単セル（１）であって、
上記アノードは、拡散層（２１）と、該拡散層の上記固体電解質層側に配置された活性層（２２）とを有しており、
上記拡散層は、ハニカム状に設けられた多孔質の隔壁（２１１）と、該隔壁により区画されるとともにアノード厚み方向に貫通する複数の貫通孔（２１２）とを有するハニカム構造体（２１０）より構成されており、
上記カソードの外形は、上記アノードの外形よりも小さく、
上記隔壁のうち、上記カソードを上記拡散層に投影した投影面（Ｐ）の内側に存在する内側隔壁（２１１ａ）の厚みは、上記投影面の外側に存在する外側隔壁（２１１ｂ）の厚み以下である、燃料電池単セル（１）にある。

上記燃料電池単セルは、拡散層がハニカム構造体より構成されているので、アノード強度を十分に確保することができる。また、アノード強度を確保しやすいため、拡散層の厚みを薄くして燃料ガスのガス拡散性を向上させることもできる。また、ハニカム構造体は、ハニカム状に設けられた多孔質の隔壁と、隔壁により区画されるとともにアノード厚み方向に貫通する複数の貫通孔とを有している。そのため、拡散層に導入された燃料ガスは、貫通孔を通じて活性層の直下面まで速やかに到達することができる。それ故、上記燃料電池単セルは、燃料ガスの拡散抵抗を低減することができる。したがって、上記燃料電池単セルは、高電流密度下での運転時でも、燃料ガスの拡散律速が発生し難く、発電性能を確保しやすい。

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

参考形態１の燃料電池単セルを模式的に示した斜視図である。図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面を模式的に示した断面図である。図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面の一部を模式的に示した断面図である。図２の変形例を示した断面図である。図２の変形例を示した断面図である。図２の変形例を示した断面図である。図２の変形例を示した断面図である。図２に対応させて、実施形態２の燃料電池単セルを模式的に示した断面図である。実施形態３の燃料電池単セルにおける拡散層の一部を拡大して模式的に示した説明図である。

（参考形態１）
参考形態１の燃料電池単セルについて、図１〜図７を用いて説明する。図１〜図７に例示されるように、本形態の燃料電池単セル１は、アノード２と固体電解質層３とカソード５とを有している。燃料電池単セル１は、材料の電気抵抗が下がり、高電流密度下での発電性能を向上させやすくなるなどの観点から、好ましくは５００℃以上、より好ましくは５５０℃以上、さらに好ましくは６００℃以上、さらにより好ましくは６５０℃以上で使用することができる。また、燃料電池単セル１は、スタック化する際に用いられる金属セパレータの耐熱性、セパレータに含まれうるＣｒ成分の蒸発抑制などの観点から、好ましくは９００℃以下で使用することができる。なお、固体電解質層３の固体電解質として固体酸化物セラミックスを用いる燃料電池は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）と称される。

燃料電池単セル１は、固体電解質層３とカソード５との間に中間層４をさらに備えることができる。中間層４は、主に、固体電解質層材料とカソード材料との反応を抑制するための層である。本形態では、燃料電池単セル１は、具体的には、アノード２、固体電解質層３、中間層４、および、カソード５がこの順に積層され、互いに接合されている。燃料電池単セル１は、電極であるアノード２を支持体とするアノード支持型である。なお、燃料電池単セル１は、平板形である。各図では、燃料電池単セル１の外形が四角形状である例が示されているが、他にも、円形状等の形状とすることもできる。また、カソード５の外形は、アノード２の外形よりも小さく形成されている。

燃料電池単セル１において、アノード２は、拡散層２１と活性層２２とを有している。拡散層２１は、主に、アノード２に導入される燃料ガスＦを拡散させる層である。活性層２２は、拡散層２１の固体電解質層３側に配置されている。活性層２２は、主に、アノード反応の場となる層である。なお、拡散層２１と活性層２２とは、互いに接合されている。本形態において、新鮮な燃料ガスＦは、層面２１ａを介して拡散層２１の内部に導入される。また、アノード反応により生じた水蒸気を含む排気ガスは、層面２１ａを介して拡散層２１の外部に導出される。

ここで、アノード２における拡散層２１は、ハニカム状に設けられた多孔質の隔壁２１１と、隔壁２１１により区画されるとともにアノード厚み方向に貫通する複数の貫通孔２１２とを有するハニカム構造体２１０より構成されている。なお、符号２１３は、外周壁である。本実施形態では、外周壁２１３の周面は、角形状に形成されている。

隔壁２１１は、外周壁２１３内に設けられ、拡散層２１の骨格をなす。隔壁２１１は、多数の孔部（不図示）を含むとともに、電気導電性を有している。隔壁２１１は、例えば、触媒金属と絶縁材料とを含む混合物より形成することができる。この場合には、アノード強度と電気導電性とを確保しやすい。

触媒金属としては、例えば、Ｎｉ、ＮｉＯ、ＮｉＦｅ合金などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。なお、ＮｉＯは、発電時の還元雰囲気でＮｉとなる。

絶縁材料は、具体的には、線熱膨張係数が５×１０^−６〜１５×１０^−６／Ｋの範囲内にあるとよい。この場合には、固体電解質層３等の他の部位との熱膨張差を小さくしやすいので、燃料電池単セル１の昇温、降温時に生じる熱応力等によって燃料電池単セル１が破損し難くなる。また、反りの少ない燃料電池単セル１を得やすくなる。

絶縁材料の線熱膨張係数は、上記効果を確実なものとする、熱サイクル時のセルの破損を抑制しやすくなる等の観点から、好ましくは６×１０^−６／Ｋ以上、より好ましくは７×１０^−６／Ｋ以上、さらに好ましくは８×１０^−６／Ｋ以上とすることができる。また、絶縁材料の線熱膨張係数は、上記効果を確実なものとする、熱サイクル時のセルの破損を抑制しやすくなる等の観点から、好ましくは１４×１０^−６／Ｋ以下、より好ましくは１３×１０^−６／Ｋ以下、さらに好ましくは１２×１０^−６／Ｋ以下とすることができる。なお、絶縁材料の線熱膨張係数は、基本的には、ＪＩＳＲ１６１８：２００２「ファインセラミックスの熱機械分析による熱膨張の測定方法」に準拠して測定される。具体的には、絶縁材料より形成した試料を、全膨張式熱機械分析装置にセットし、温度を１０℃／分の昇温速度で上げていく。温度ＴがＴ_０（＝１００℃）からＴ_１（＝７００℃）に上がるまでに、試料は長さＬ_０からＬ_１まで膨張する。この際の線熱膨張係数（／Ｋ）を、（ｄＬ／ｄＴ）_Ｔ＝Ｔ１／Ｌ_０の計算式より算出する。但し、（ｄＬ／ｄＴ）_Ｔ＝Ｔ１は、温度ＴがＴ_１のときにおける長さ曲線の傾きである。

絶縁材料としては、例えば、ジルコニア、マグネシア、アルミナなどを例示することができる。ジルコニアとしては、具体的には、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）等を例示することができる。絶縁材料は、１種または２種以上併用することができる。本形態では、絶縁材料として、具体的には、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）を用いることができる。

隔壁２１１の厚みは、アノード強度を確保しやすくなるなどの観点から、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは７５μｍ以上、さらに好ましくは１００μｍ以上とすることができる。また、隔壁２１１の厚みは、発電性能の向上などの観点から、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１２５μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下とすることができる。

拡散層２１を構成するハニカム構造体２１０において、貫通孔２１２は、アノード厚み方向に沿って貫通している。ハニカム構造体２１０は、アノード厚み方向に垂直な断面視で、八角形、六角形、四角形、三角形、および、これらの組み合わせからなる群より選択される１種の形状を有する構成とすることができる。

この場合には、アノード強度を確保しつつ、燃料ガスＦの拡散抵抗を低減することが可能な燃料電池単セル１を得やすくなる。なお、図２は、断面六角形状の貫通孔２１２を有するハニカム構造体２１０の例である。燃料電池単セル１において、拡散層２１は、具体的には、例えば、図４〜図７に例示されるハニカム構造体２１０より構成することもできる。図４は、断面三角形状の貫通孔２１２を有するハニカム構造体２１０の例である。同様に、図５は、断面四角形状の貫通孔２１２を有するハニカム構造体２１０の例である。図６は、断面六角形状の貫通孔２１２と断面三角形状の貫通孔２１２との組み合わせを含むハニカム構造体２１０の例である。図７は、断面八角形状の貫通孔２１２と断面四角形状の貫通孔２１２との組み合わせを含むハニカム構造体２１０の例である。

拡散層２１の厚みは、支持体としての強度確保、材料抵抗の低減等の観点から、好ましくは１００μｍ以上、より好ましくは２００μｍ以上、より好ましくは３００μｍ以上とすることができる。拡散層２１の厚みは、ガス拡散性の向上等の観点から、好ましくは８００μｍ以下、より好ましくは７００μｍ以下とすることができる。本形態では、拡散層２１の厚みは、具体的には、４００μｍとすることができる。

アノード２における活性層２２は、多数の孔部（不図示）を含む。活性層２２の材料としては、例えば、Ｎｉ、ＮｉＯ等の触媒と上記ジルコニア等の固体電解質との混合物などを例示することができる。本形態では、活性層２２の材料として、具体的には、ＮｉまたはＮｉＯとイットリア安定化ジルコニアとの混合物を用いることができる。

活性層２２の厚みは、電極反応抵抗の低減等の観点から、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下とすることができる。本形態では、活性層２２の厚みは、具体的には、２５μｍとすることができる。

燃料電池単セル１において、固体電解質層３の材料としては、強度、熱的安定性に優れる等の観点から、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）等の酸化ジルコニウム系酸化物を好適に用いることができる。固体電解質層３の材料としては、イオン伝導度、機械的安定性、他の材料との両立、空気雰囲気から燃料ガス雰囲気まで化学的に安定である等の観点から、イットリア安定化ジルコニアが好適である。本形態では、固体電解質層３の材料として、具体的には、イットリア安定化ジルコニアを用いることができる。

固体電解質層３の厚みは、オーミック抵抗の低減などの観点から、好ましくは３〜２０μｍ、より好ましくは４〜１５μｍ、さらに好ましくは５〜１０μｍとすることができる。本形態では、固体電解質層３の厚みは、具体的には、５μｍとすることができる。

燃料電池単セル１において、カソード５の材料としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物などを例示することができる。遷移金属ペロブスカイト型酸化物としては、具体的には、例えば、Ｌａ_ｘＳｒ_１−ｘＣｏＯ_３系酸化物、Ｌａ_ｘＳｒ_１−ｘＣｏ_ｙＦｅ_１−ｙＯ_３系酸化物、Ｓｍ_ｘＳｒ_１−ｘＣｏＯ_３系酸化物（但し、上記において、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。本形態では、カソード５の材料として、具体的には、Ｌａ_ｘＳｒ_１−ｘＣｏ_ｙＦｅ_１−ｙＯ_３系酸化物（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を用いることができる。

カソード５の厚みは、ガス拡散性、電極反応抵抗、集電性などの観点から、好ましくは２０〜１００μｍ、より好ましくは３０〜８０μｍとすることができる。本形態では、カソード５の厚みは、具体的には、５０μｍとすることができる。

燃料電池単セル１において、中間層４の材料としては、例えば、ＣｅＯ_２、または、ＣｅＯ_２にＧｄ、Ｓｍ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｃａ、および、Ｈｏから選択される１種または２種以上の元素等がドープされたセリア系固溶体等の酸化セリウム系酸化物などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。本形態では、中間層４の材料として、具体的には、ＣｅＯ_２にＧｄがドープされたセリア系固溶体を用いることができる。

中間層４の厚みは、オーミック抵抗の低減、カソードからの元素拡散の抑制等の観点から、好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは２〜５μｍとすることができる。本形態では、中間層４の厚みは、具体的には、３μｍとすることができる。

燃料電池単セル１は、拡散層２１がハニカム構造体２１０より構成されているので、アノード強度を十分に確保することができる。また、アノード強度を確保しやすいため、拡散層２１の厚みを薄くして燃料ガスＦのガス拡散性を向上させることもできる。また、ハニカム構造体２１０は、ハニカム状に設けられた多孔質の隔壁２１１と、隔壁２１１により区画されるとともにアノード厚み方向に貫通する複数の貫通孔２１２とを有している。そのため、拡散層２１に導入された燃料ガスＦは、貫通孔２１２を通じて活性層２２の直下面まで速やかに到達することができる。それ故、燃料電池単セル１は、燃料ガスＦの拡散抵抗を低減することができる。したがって、燃料電池単セル１は、高電流密度下での運転時でも、燃料ガスＦの拡散律速が発生し難く、発電性能を確保しやすい。

（実施形態２）
実施形態２の燃料電池単セルについて、図８を用いて説明する。なお、実施形態２以降において用いられる符号のうち、既出形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

図８に例示されるように、本実施形態の燃料電池単セル１は、隔壁２１１のうち、カソード５を拡散層２１に投影した投影面Ｐ内に存在する内側隔壁２１１ａの厚みが、投影面Ｐの外側に存在する外側隔壁２１１ｂの厚み以下とされている。なお、この構成は、例えば、参考形態１に例示された図４〜図７のハニカム構造体に対して適用することができる。

アノード２を支持体とする平板形の燃料電池単セル１は、通常、アノード２の外周部がフレーム（不図示）により支持された状態でスタック化される場合がある。この場合に、上記構成によれば、発電に寄与しない外側隔壁２１１ｂの厚みを厚くすることで、支持力が要求されるアノード２の外周部の強度を確保しやすくなる。また、外側隔壁２１１ｂよりも強度の要求が厳しくなく、かつ、発電に寄与する内側隔壁２１１ａの厚みを薄くすることで、材料抵抗が小さくなり、発電性能を向上させやすくなる。その他の構成、作用効果は、参考形態１と同様である。

内側隔壁２１１ａの厚みは、上記効果を確実なものとする観点から、好ましくは、本実施形態に示されるように、外側隔壁２１１ｂの厚み未満とされているとよい。

また、外側隔壁２１１ｂの厚みは、具体的には、内側隔壁２１１ａの厚みの１．５倍以上とすることができる。この場合には、上記効果を確実なものとすることができる。外側隔壁２１１ｂの厚みは、好ましくは、内側隔壁２１１ａの厚みの２倍以上、より好ましくは、内側隔壁２１１ａの厚みの２．５倍以上、さらに好ましくは、内側隔壁２１１ａの厚みの３倍以上とすることができる。

（実施形態３）

実施形態３の燃料電池単セルについて、図９を用いて説明する。

図９に例示されるように、本実施形態の燃料電池単セル１は、貫通孔２１２の内壁に角Ｒ部２１２ａを有している。角Ｒ部２１２ａは、貫通孔２１２の内壁の角部にＲ形状が付与されたものである。したがって、角Ｒ部２１２ａの表面は、角がなく、滑らかな湾曲面を有している。なお、この構成は、例えば、参考形態１、実施形態２に例示されたハニカム構造体に対して適用することができる。

貫通孔２１２の内壁に角Ｒ部２１２ａを有している場合には、ハニカム構造体２１０より構成される拡散層２１における応力集中を緩和しやすくなる。そのため、この場合には、アノード強度をより確保しやすい燃料電池単セルが得られる。なお、本実施形態では、貫通孔２１２の内壁における角部のすべてがＲ形状に形成されている例が示されている。

（実験例）
以下、実験例を用いてより具体的に説明する。
＜試料１の燃料電池単セル＞
−材料準備−
ＮｉＯ粉末（平均粒子径：１．０μｍ）と、８ＹＳＺ粉末（平均粒子径：０．５μｍ）と、水と、セルロール系バインダーと、可塑剤と、潤滑剤と、造孔剤とを混練し、可塑性を有する練土を調製した。この際、ＮｉＯ粉末と８ＹＳＺ粉末の質量比は、６５：３５とした。なお、上記平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定した体積基準の累積度数分布が５０％を示すときの粒子径（直径）ｄ５０である（以下、同様）。

得られた練土を、ハニカム形状を押出可能な押出機に投入して減圧空間中で細断、脱気するとともに、スクリューによって口金を通して押し出し成形することにより、ハニカム形状の成形体を得た。この成形体を乾燥し、押出方向に垂直に切断することにより、拡散層形成用のハニカム成形体を準備した。ハニカム成形体の厚み（押出方向）は、５８０μｍとした。なお、ハニカム成形体の押出方向に垂直な断面は、図２に示されるような形態を有している。つまり、準備したハニカム成形体は、外周壁が四角形状であり、隔壁により区画された断面四角形状の貫通孔を複数有している。また、ハニカム成形体における隔壁の厚みは、各位置で同じ厚みとされている。

ＮｉＯ粉末（平均粒子径：１．０μｍ）と、８ＹＳＺ粉末（平均粒子径：０．２μｍ）と、造孔剤と、ポリビニルブチラールと、酢酸イソアミルおよび１−ブタノール（混合溶媒）とをボールミルにて混合することによりスラリーを調製した。この際、ＮｉＯ粉末と８ＹＳＺ粉末の質量比は、６５：３５とした。ドクターブレード法を用いて、樹脂シート上に上記スラリーを層状に塗工し、乾燥させた後、樹脂シートを剥離することにより、四角形状の活性層形成用シートを準備した。活性層形成用シートの厚みは、３０μｍとした。

８ＹＳＺ粉末（平均粒子径：０．５μｍ）と、ポリビニルブチラールと、酢酸イソアミルおよび１−ブタノールとをボールミルにて混合することによりスラリーを調製した。ドクターブレード法を用いて、樹脂シート上に上記スラリーを層状に塗工し、乾燥させた後、樹脂シートを剥離することにより、四角形状の固体電解質層形成用シートを準備した。固体電解質層形成用シートの厚みは、８μｍとした。

ＬＳＣ（Ｌａ_０．６Ｓｒ_０．４ＣｏＯ_３）粉末（平均粒子径：２．０μｍ）と、エチルセルロースと、テルピネオールとを３本ロールにて混合することにより、カソード形成用ペーストを準備した。

―セル作製―
活性層形成用シート、および、固体電解質層形成用シートをこの順に積層し、圧着することにより、圧着体を得た。なお、圧着には、ＣＩＰ成形法を用いた。ＣＩＰ成形条件は、温度８０℃、加圧力５０ＭＰａ、加圧時間１０分という条件とした。

次いで、ハニカム成形体の一方端面に、活性層形成用シートの作製時に調製したスラリーをスクリーン印刷法にて塗布した。なお、この際のスラリーの塗布厚は、ウェットベースで０．１ｍｍ以下とした。

次いで、上記圧着体における活性層形成用シートの表面に、上記ハニカム成形体におけるスラリー塗布面を接着し、８０℃で１０分間乾燥させた。これにより、圧着体にハニカム成形体が接合された積層体を準備した。

次いで、積層体を脱脂した。

次いで、上記積層体を１３５０℃で２時間焼成した。これにより、ハニカム構造体より構成される拡散層（４００μｍ）、活性層（２５μｍ）、および、固体電解質層（５μｍ）がこの順に積層された焼結体を得た。

次いで、上記焼結体における固体電解質層の表面に、カソード形成用ペーストをスクリーン印刷法により塗布し、９５０℃で２時間焼付けることにより、層状のカソード（５０μｍ）を形成した。なお、カソード形成用ペーストは、拡散層の外形よりもひと回り小さくなるように塗布した。これにより、試料１の燃料電池単セルを得た。なお、ハニカム構造体における隔壁の厚みは、１００μｍ、貫通孔の最大外径は、１０００μｍであった。

本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１燃料電池単セル
２アノード
２１拡散層
２１０ハニカム構造体
２１１隔壁
２１２貫通孔
２２活性層
３固体電解質層
５カソード

Claims

アノード（２）と固体電解質層（３）とカソード（５）とを有し、上記アノードを支持体とする平板形の燃料電池単セル（１）であって、
上記アノードは、拡散層（２１）と、該拡散層の上記固体電解質層側に配置された活性層（２２）とを有しており、
上記拡散層は、ハニカム状に設けられた多孔質の隔壁（２１１）と、該隔壁により区画されるとともにアノード厚み方向に貫通する複数の貫通孔（２１２）とを有するハニカム構造体（２１０）より構成されており、
上記カソードの外形は、上記アノードの外形よりも小さく、
上記隔壁のうち、上記カソードを上記拡散層に投影した投影面（Ｐ）の内側に存在する内側隔壁（２１１ａ）の厚みは、上記投影面の外側に存在する外側隔壁（２１１ｂ）の厚み以下である、燃料電池単セル（１）。
上記外側隔壁の厚みは、上記内側隔壁の厚みの１．５倍以上である、請求項１に記載の燃料電池単セル。
上記貫通孔の内壁に角Ｒ部（２１２ａ）を有する、請求項１または２に記載の燃料電池単セル。
上記ハニカム構造体は、アノード厚み方向に垂直な断面視で、八角形、六角形、四角形、三角形、および、これらの組み合わせからなる群より選択される１種の形状を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池単セル。
上記隔壁は、触媒金属と絶縁材料とを含む混合物より形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池単セル。
上記絶縁材料の線熱膨張係数は、５×１０^−６〜１５×１０^−６／Ｋの範囲内にある、請求項５に記載の燃料電池単セル。
使用温度が５００℃以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池単セル。