TWI458173B - 一種奈米級電解質懸浮體之漿液配方與製程與其應用於製備具氣密／全緻密電解質層之高性能固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件（ｓｏｆｃ－ｍｅａ）之製作程序 - Google Patents

一種奈米級電解質懸浮體之漿液配方與製程與其應用於製備具氣密／全緻密電解質層之高性能固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件（ｓｏｆｃ－ｍｅａ）之製作程序 Download PDF

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Description

一種奈米級電解質懸浮體之漿液配方與製程與其應用於製備具氣密/全緻密電解質層之高性能固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件(SOFC-MEA)之製作程序
本發明包含一種奈米級固態氧化物燃料電池之電解質(YSZ (yttri astabilized zirconia)/GDC (Gd doped ceria)/LSGM (strontium and magnesium doped lanthana gallat))懸浮體之漿液配方與製備程序及其應用程序。藉由旋轉鍍膜技術可製備具氣密/全緻密之電解質層之固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件(SOFC-MEA)，其具備高電化學性能與耐久抗劣化之特性。此製造/生產程序具低成本、高可靠度與大量化生產之特性。
隨著油價高漲與環保意識抬頭，再生能源技術已成為本世紀最重要的發展技術之一。固態氧化物燃料電池為具備高效率、低污染和多元化能源之發電系統，且材料組成簡單、結構模組化與可持續穩定發電之特色，是最具有發展潛力的發電系統。其中，平板型固態氧化物燃料電池可克服長電路損失，且電流收集均勻，因此可提高電池的功率密度，故平板型固態氧化物燃料電池為現今各研究團隊研製與開發之主要對象。
顧名思義，固態氧化物燃料電池之原料皆為固態氧化物之陶瓷粉體。以陽極支撐基板單元電池(Anode Supported Cell：簡稱ASC)為例，目前主要研製之電池型態以NiO+YSZ作為陽極材料，YSZ為電解質材料，LSM/LSCF為陰極材料。諸多文獻資料 指出，奈米級陶瓷粉體因具備高表面積，因此可在較低之燒結溫度下達到高緻密化之陶瓷結構。在固態氧化物燃料電池之製備程序中，低的燒結溫度不但可降低成本，也可改善陽極支撐基板之平整性與減少鎳金屬之晶粒成長，有效提升固態氧化物燃料電池效能與良率，並降低其製造/生產成本。
目前文獻資料已針對奈米級粉體製備提出諸多的研製技術，如氣相燃燒法(gas-phase combustion)、噴霧乾燥法(spray-drying)、溶膠-凝膠法(sol-gel)、水熱法(hydrothermal)。其中水熱法因不使用有機溶劑、不需額外煅燒程序、優異的化學組成控制，以及具備連續式大量化生產之特性，因此在奈米級陶瓷粉體之製備上具備諸多優勢。
目前一般SOFC-MEA製作程序，其陽極支撐基板是以刮刀成型技術，製造出電極生胚，再經高溫煅燒/燒結後而成；陰極層之製備多以網板印刷技術(Screen printing technique)為主。此陽極支撐基板與陰極層皆為多孔性結構。為了提高電池的效能且降低操作溫度，YSZ電解質層需要氣密/全緻密之薄層，因此發展一種在多孔性陽極基板上塗佈電解質薄膜之技術是相當重要。
西門子-西屋(Siemens-Westinghouse)使用電化學氣相沉積(electrochemical vapor deposition, EVD)技術已製備出氣密/全緻密之電解質層，並成功應用在管狀式SOFC之系統。然而此技術需具備特殊裝置與操作程序，因此其生產價格較為昂貴。其他較 低成本之替代技術也已被提出，如電漿噴塗(plasma-spray)、濺鍍(Sputtering Coating)、溶膠-凝膠法(Sol-Gel)，旋轉鍍膜(Spin Coating)等。其中電漿噴塗與濺鍍仍需要較高的生產成本；溶膠凝膠法在多孔性基板上製備全緻密薄膜有其困難性，將增加產品之不良率與品管成本。旋轉鍍膜技術因設備低廉，製造/生產程序簡易且具高可靠度，並可大量化生產，因此在製備氣密/全緻密之電解質層技術上具有高度的發展優勢。
目前旋轉鍍膜之關鍵技術在於獲得一分散良好之懸浮體做為塗佈原料，然而奈米級陶瓷粉體因粒子小、表面能大，使其在製備、儲存與使用上更容易產生團聚現象。團聚的陶瓷粉體會產生不利均勻化與緻密化程度，進而導致額外的晶粒成長與產生燒結應力或生成孔隙，不利於氣密/全緻密電解質層之製備。
在懸浮體漿液中，奈米級粉體會因為粒子間的凡德瓦吸引力(Van der Waals attractive force)而產生團聚，但可藉由粒子間的靜電排斥力來克服團聚現象之生成。粒子之靜電場大小即為界面電位(zeta potential)，此界面電位大小可藉由懸浮體之pH值來調控，當界面電位越大，粒子間的靜電排斥力越大。雖然在極端之pH環境下(強酸或強鹼)有較高的界面電位值，但也因此增加懸浮體的離子強度，而高的離子強度會使粒子緊密靠近，進而可能產生粒子團聚現象。
另一種方法是增加粒子間之立體障礙(stereo-hindrance)，以 達到奈米級陶瓷粉體之分散目的。此方法是添加適當之高分子型分散劑於懸浮體中，高分子型分散劑會完全披覆於粒子表面，可以避免粒子與粒子間的接觸而產生團聚(agglomeration)。
此外，旋轉鍍膜程序中所製備之薄膜強度須在乾燥過程中不會產生裂縫，因此需在懸浮體漿液中添加適當之結合劑，如聚乙烯醇(PVA)、甲基纖維…等水溶性結合劑。
緣此，本發明係提出一種奈米級電解質(YSZ/GDC/LSGM)懸浮體之漿液配方與研製程序，並藉由旋轉鍍膜技術/程序，以有效應用此懸浮體漿液於製備具氣密/全緻密之電解質層。此製造/生產程序具低成本、高可靠度與大量化生產之特性。
本發明之主要目的係提出一種奈米級電解質(YSZ/GDC/LSGM)懸浮體之漿液配方與研製程序，並藉由旋轉鍍膜技術/程序，以有效應用此懸浮體漿液於製備具氣密/全緻密之電解質層之固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件(SOFC-MEA)，其具備高電化學性能及高耐久度(durability)。
本發明內容，主要分成一項配方與研製程序與一種氣密/全緻密電解質層之製程與SOFC-MEA製作程序。分別敘述如下： (一)奈米級電解質懸浮體之漿液配方與研製程序： (1)奈米級電解質粉體之製備： 依照本發明較佳實施例，奈米級陶瓷粉體是經由水熱共沉程序(hydrothermal coprecipitation process)製造生產。以YSZ陶瓷粉體為例，其製備程序之反應前驅物為硝酸鋯與硝酸釔水溶液ZrO(NO3 )2 , Y(NO3 )3 ，溶液pH值需大於9.5，最終產物ZrO2 與Y2 O3 之莫爾比為0.92:0.08。反應溫度為180℃，壓力約為140 psi，反應時間8-24小時。
(2)奈米級電解質懸浮體之漿液配方與研製程序： 依照本發明較佳實施例，奈米級YSZ陶瓷粉體之重量百分比為10-50%，聚丙烯酸(分散劑)為0.01-1%，聚乙烯醇(結合劑)為0.1-5%，辛醇(消泡劑)為0.005-1%，溶劑為去離子水。將此混合漿液經研磨/分散機處理1-24小時之均勻化操作，並使用50-100μm之氧化鋯珠(ZrO2 beads)為研磨球珠，經過濾分離後可製得奈米級YSZ懸浮體。
(二)氣密/全緻密電解質層之製程與SOFC-MEA製作程序： 依照本發明較佳實施例，此電解質層是以旋轉鍍膜技術塗佈於多孔性之陽極支撐基板上，並以適當之燒結程序製備氣密/全緻密電解質層。以YSZ電解質層為例，旋轉鍍膜技術是使用自製之奈米級YSZ懸浮體漿液，其製備程序分為三階段，第一段轉速為100-800 rpm，塗佈時間6秒；第二段轉速為1000-2000 rpm，塗佈時間40秒；第三段轉速為2000-3000 rpm，塗佈時間6秒。燒結程 序之溫度為1450℃，並在1390℃下長時間持溫(以15小時為佳)，升溫速率為0.5-3℃/min，降溫速率為1-3℃/min。
本發明係一種奈米級電解質(YSZ/GDC/LSGM)懸浮體之漿液配方與研製程序，並藉由旋轉鍍膜技術/程序，以有效應用此懸浮體漿液於製備具氣密/全緻密之電解質層之固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件(單元電池)，其具備高電化學性能及高耐久度(durability)。此製造/生產程序具低成本、高可靠度與大量化生產之特性。其實施方法分別說明如下： (一)奈米級電解質懸浮體之漿液配方與研製程序。本項發明至少包括下列步驟： 步驟a：以水熱共沉程序製備奈米級YSZ陶瓷粉體。將硝酸鋯和硝酸釔混合溶液加入適量之氨水，再將混合之漿液置入高壓釜裝置內，反應溫度為180℃，反應時間為8-24小時，經分離乾燥後，所得之最終產品為100%立方體(cubic crysta lstructure)晶體結構且為奈米級之YSZ陶瓷粉體，其組成為92mol.%ZrO2 與8mol.%Y2 O3 。
步驟b：依實驗需求配製不同固含量之奈米級電解質懸浮體，其中懸浮體組成包含奈米級YSZ陶瓷粉體，聚丙烯酸(分散劑)，聚乙烯醇(結合劑)，辛醇(消泡劑)，與去離子水 (溶劑)。
步驟c：將此混合漿液經研磨/分散機處理1-24小時之均勻化操作，並使用50-100μm之氧化鋯珠為研磨球珠，經過濾分離後可獲得奈米級YSZ懸浮體漿液。
(二)氣密/全緻密電解質層之製程與SOFC-MEA製作程序。本項發明至少包括下列步驟： A.氣密/全緻密電解質層之製程： 步驟d：將陽極基板中心定位於旋轉鍍膜機上，並以30 rpm試轉，確認基板平穩安置於鍍膜機上。
步驟e：旋轉鍍膜程序可分為三個階段。(1)將適當量之懸浮體漿液滴於陽極基板表面，以150~800 rpm塗佈並維持6秒；(2)將懸浮體漿液事先均勻分佈在陽極基板上；以1000~2000 rpm塗佈並維持30-60秒；(3)將懸浮體漿液均勻塗佈於陽極基板表面上；以2000~3000 rpm塗佈並維持6秒，將殘餘溶劑甩乾。
步驟f：將塗佈完成的半電池置於80℃烘箱內數分鐘，並重復步驟d與e約八次，即完成電解質塗佈程序。
步驟g：將完成電解質塗佈之半電池置於高溫爐內執行燒結程序，其燒結程序之溫度為1450℃，並在1390℃下長時間持溫(以15小時為佳)，升溫速率為0.5-3℃/min，降溫速率為1-3 ℃/min。燒結後即可獲得氣密/全緻密YSZ電解質層之陶瓷半電池(簡稱：HC-fd)。
B. SOFC-MEA製作程序： 步驟h：將半電池(HC-fd)以真空吸附方式定位於網版印刷機上，並調整適當之塗佈厚度、刮刀壓力與刮刀速度。
步驟i：將適當量之LSM paste漿料置於網板上，以刮刀來回塗佈數回，使其漿料均勻塗佈在半電池上。將塗佈完之半電池置於80℃烘箱內數小時。
步驟j：將完成陰極層塗佈之固態氧化物燃料電池置於高溫爐內，進行高溫燒結程序。其燒結程序之溫度為1100℃/3hr，升溫速率與降溫速率皆為1℃/min。即可製作出高性能固態氧化物燃料電池膜電極組合元件(單元電池：SOFC-MEA)。
步驟k：將已完成之單元電池SOFC-MEA執行SEM微結構分析與電解質層氣體透過率測試，以驗證SOFC-MEA具全緻密/氣密之電解質層，並執行單元電池之電性運轉測試與電功率密度測試，以鑑定單元電池之特性。
(一)奈米級電解質懸浮體之漿液配方與研製程序： 步驟a：依照本發明較佳實施例，奈米級YSZ陶瓷粉體是經由水熱共沉程序(hydrothermal coprecipitation process)製造生產。上 述製備程序之反應前驅物為硝酸鋯與硝酸釔水溶液，並調控反應前驅物劑量，使其產物ZrO2 與Y2 O3 之莫爾比為0.92:0.08。添加適量氨水使溶液pH值大於9.5，此時溶液中有白色沉澱物產生，再將此漿液置入高壓釜(autoclave)反應槽內。反應器溫度設為180℃，此時壓力約為140 psi，反應時間1-24小時。反應結束後，收集粉體並以去離子水清洗數次，最後經烘箱乾燥即可獲得奈米級YSZ陶瓷粉體。可依不同應用需求，將YSZ陶瓷粉體在600-900℃下煅燒，以製備出不同粒徑之YSZ陶瓷粉體。YSZ陶瓷粉體之物理特性詳列於表一與表二。
此後，利用界面電位儀分析YSZ陶瓷粉體之表面特性。如第一圖所示，其係顯示溶液pH值與粒子界面電位之關係，縱軸表示界面電位(mV)，橫軸表示溶液pH值。圖中空心圓顯示水熱共沉法製備之YSZ陶瓷粉體，三角形顯示以PAA高分子表面修飾後之YSZ陶瓷粉體。由第一圖得知，未經高分子修飾之YSZ陶瓷粉體之等電點(isoelectrical point)為9.75，表示當溶液pH值為9.75時，粒子表面電荷為零，此時粒子容易發生沉積現象；但當溶液pH<7或pH>13時，其粒子的界面電位可以提升至40 mV附近，此時將有利於粒子穩定分散於溶液之中。而經PAA表面修飾之YSZ陶瓷粉體，其等電點會偏移至4.75附近，並且當溶液pH>9時，其粒子的界面電位就可以提升至40 mV以上，因此經PAA表面修飾之YSZ陶瓷粉體呈現較佳的分散特性，有利於YSZ懸浮體之製備。另外值得注意的是，在酸性溶液下，YSZ陶瓷粉體其穩定性不佳，導致界面電位呈現不規則之變化，因此也不利於懸浮體之製備。
步驟b：依實驗需求配製不同固含量之奈米級電解質懸浮體，本範 例以重量百分比30%之固含量為例。首先取100克的去離子水，75克重量百分比為5%之PVA水溶液，0.5克重量百分比為50%之PAA水溶液，與0.21克辛醇置於燒杯中混合攪拌。加入75克YSZ陶瓷粉體於溶液中，並充分混合。之後以氫氧化四甲基銨(Tetramethylammonium Hydroxide，TMAH)調控混合漿液之pH值至9.5以上。命名為YSZ混合漿液(簡稱YSZ-Suspension)。
步驟c：使用特殊之濕式奈米研磨分散設備，首先加入700克、直徑0.1mm之氧化鋯研磨球珠於研磨槽中，再將已調配好之YSZ混合漿液(YSZ-S)倒入研磨槽內，以轉速2500 rpm、研磨分散2小時後，將研磨球珠與漿液分離。如第二圖所示，藍色線條為水熱共沉法研製之YSZ陶瓷粉體所調配之混合漿液，紅色線條為經高溫煅燒後之YSZ陶瓷粉體所調配之混合漿液，結果証實經此研製程序可獲得奈米級YSZ電解質懸浮體漿液。
(二)氣密/全緻密電解質層之製程與SOFC-MEA製作程序： A.氣密/全緻密電解質層之製程： 將已鑑定特性之YSZ電解質懸浮體漿液，配合旋轉塗佈技術，將YSZ電解質塗佈在本實驗室自製之陽極支撐基板上，再經由燒結程序製備出氣密/全緻密YSZ電解質層。此氣密/全緻密YSZ電解質層之製備程序如下： 步驟d：將陽極基板中心定位於旋轉鍍膜機上，並以30 rpm試轉，確認基板平穩安置於鍍膜機上。
步驟e：旋轉鍍膜程序可分為三個階段。(1)將適當量之懸浮體漿液滴於陽極基板表面，以150~800 rpm塗佈並維持6秒；(2)將懸浮體漿液事先均勻分佈在陽極基板上；以1000~2000 rpm塗佈並維持30-60秒；(3)將懸浮體漿液均勻塗佈於陽極基板表面上；以2000~3000 rpm塗佈並維持6秒，將殘餘溶劑甩乾。
步驟f：將塗佈完成的半電池置於80 oC烘箱內數分鐘，並重複步驟d與e約八次，即完成電解質之鍍膜塗佈程序。
步驟g：將完成電解質塗佈之半電池置於高溫爐內執行燒結程序，其燒結程序之溫度為1450℃，並在1390℃下持溫15小時，升溫速率為0.5-3℃/min，降溫速率為1-3℃/min，其燒結曲線如第三圖所示。燒結後即可獲得氣密/全緻密YSZ電解質層之陶瓷半電池(簡稱：HC-fd)。
B. SOFC-MEA製作程序： 利用網版印刷(screen printing)技術，將LSM陰極層塗佈在製成之半電池(HC-fd)上，再經由燒結程序即可製備出固態氧化物燃料電池。此固態氧化物燃料電池之陰極層製備程序如下： 步驟h：將半電池以真空吸附方式定位於網版印刷機上，並調整適當之塗佈厚度、刮刀壓力與刮刀速度。
步驟i：將適當量之LSM paste漿料置於網板上，以刮刀來回塗佈數回，使其漿料均勻塗佈在半電池上。將塗佈完之半電池置於80 oC烘箱內數小時。
步驟j：將完成陰極層塗佈之固態氧化物燃料電池置於高溫爐內，進行高溫燒結程序。其燒結程序之溫度為1100℃/3hr，升溫速率與降溫速率皆為1℃/min。
步驟k：經由上述所有程序，即製備出固態氧化物燃料電池之單元電池(unit cell)。將已完成之單元電池SOFC-MEA執行SEM微結構分析與電解質層氣體透過率測試，以驗證SOFC-MEA具全緻密/氣密之電解質層，並執行單元電池之電性運轉測試與電功率密度測試，以鑑定單元電池之特性。
利用掃描式電子顯微鏡(SEM)，檢測固態氧化物燃料電池之微結構。詳如第四圖所示，圖(a)展示固態氧化物燃料電池之全電池剖面圖，圖中顯示電解質層厚度約為7μm，且與陰、陽極界面貼合良好。由電解質平面SEM圖可以判斷其表面為無孔洞之結構，可達到全緻密/氣密效果(如圖(b)所示)。另利用氣體透過率測試儀，針對所得之固態氧化物燃料電池進行電解質氣密分析。詳如第五圖所示，其顯示固態氧化物燃料電池之氣體穿透率與壓力差之關係，橫軸表示壓力差(psi)，縱軸表示氣體透過率(L/cm2 /sec)。由第五圖中得知，固態氧化物燃料電池之氣體穿透 率皆落在5x10-7 L/cm2 /sec以下震盪，其穿透率值遠低於不透氣區之設定值(此值定於2x10-6 L/cm2 /sec)，故可驗證電解質為全緻密性之絕氣層，此分析結果與SEM觀察結果相符合。由上述分析結果顯示，研製之奈米級電解質懸浮體漿料，配合旋轉鍍膜技術，確實可製作出氣密/全緻密之YSZ電解質層。
經由核能研究所自行設計之固態氧化物燃料電池特性測試站，對製成之固態氧化物燃料電池進行電性特性測試，結果如第六圖(a)所示，顯示固態氧化物燃料電池之電流密度(current density)與電壓(voltage)之關係圖，橫軸表示電流密度(mA/cm2 )，縱軸表示電壓(V)。由結果可知道，在800℃時，其開路電壓(open-circuit voltage, OCV)之最大值可達1.11V，代表固態氧化物燃料電池確實達到了氣密的條件。第六圖(b)係顯示固態氧化物燃料電池之電流密度(current density)與功率密度(power density)之關係圖，橫軸表示電流密度(mA/cm2 )，縱軸表示功率密度(mW/cm2 )。由結果可知道，在800℃時，功率密度之最大值可達335 mW/cm2 ，證明此製作程序之優異性及必要性，創新性與技術之關鍵性，確已符合發明專利申請要件。爰依法提出專利申請。
第一圖係為溶液pH值與粒子界面電位之關係。
第二圖係為YSZ粉體粒徑分布與其所佔之體積百分比之關係。
第三圖係以旋轉鍍膜技術研製之YSZ電解質層之燒結曲線。
第四圖係為固態氧化物燃料電池微結構之SEM圖：(a)全電池剖面圖，(b)電解質平面圖。
第五圖係為固態氧化物燃料電池之氣體穿透率與壓力差之關係。
第六圖係為固態氧化物燃料電池之電性特性：(a)電流密度與電壓之關係，(b)電流密度與功率密度之關係。

Claims (6)

  1. 一種奈米級電解質懸浮體之漿液與其應用於製作固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件之製作程序，包括配方與製程分別為：(一)奈米級電解質懸浮體之漿液之製作程序，包含下列步驟：步驟a：製備奈米級電解質陶瓷粉體，其具100%立方體(cubic crystal structure)晶體結構且為奈米級陶瓷粉體；步驟b：奈米級電解質懸浮體之漿液配方為：奈米級電解質陶瓷粉體之重量百分比為10-50%，聚丙烯酸為0.01-1%，聚乙烯醇為0.1-5%，辛醇為0.005-1%，其餘為去離子水作為溶劑，調配成混合漿液；步驟c：奈米級電解質懸浮體之漿液製作程序：將步驟b之混合漿液研磨均勻化處理，並使用50-100μm之微米級氧化鋯珠作為研磨球珠，經過濾分離後可製得奈米級電解質懸浮體漿液；(二)奈米級電解質懸浮體漿液應用於SOFC-MEA製作程序，包括下列兩項製程：A.氣密/全緻密電解質層之製作程序，包括下列步驟：步驟d：將陽極基板中心定位於旋轉鍍膜(spin coating)機上，並以30rpm試轉，確認基板平穩安置於鍍膜機上；步驟e：旋轉鍍膜程序可分為三個階段，(1)將適當量之懸浮體漿液滴於陽極基板表面，以150~800rpm塗佈並維持約6秒；(2)將懸浮體漿液事先均勻分佈在陽極基板上；以1000~2000rpm塗佈並維持30-60秒；(3)將懸浮體漿液均勻塗佈於陽極基板表面上；以2000~3000rpm塗佈並維持約6秒，將殘餘溶劑甩乾，即得生膜電解質之半電池(HC-de)； 步驟f：將塗佈完成的半電池置於約80℃烘箱內數分鐘，並重複步驟d與e約八次，即完成電解質塗佈程序；步驟g：將完成電解質塗佈之半電池置於高溫爐內執行燒結程序，其燒結程序之溫度約為1450℃，並在約1390℃下長時間持溫，以15小時為佳，升溫速率為0.5-3℃/min，降溫速率為1-3℃/min；燒結後即可獲得氣密/全緻密電解質層之陶瓷半電池，簡稱HC-fd；B. SOFC-MEA製作程序，該程序至少包括下列步驟：步驟h：將HC-fd以真空吸附方式定位於網版印刷機上，並調整適當之塗佈厚度、刮刀壓力與刮刀速度；步驟i：將適當量之陰極層漿料(paste)置於網板上，以刮刀來回塗佈數回，使其漿料均勻塗佈在半電池上，將塗佈完之半電池置於約80℃烘箱內數小時；步驟j：將完成陰極層塗佈之固態氧化物燃料電池置於高溫爐內，進行高溫燒結程序；其燒結程序之溫度約為1100℃/3hr，升溫速率與降溫速率皆為1℃/min，即可製作出固態氧化物燃料電池膜電極組合元件：步驟k：將已完成之單元電池SOFC-MEA執行SEM微結構分析與電解質層氣體透過率測試。
  2. 依據申請專利範圍第1項之奈米級電解質懸浮體之漿液與其應用於製作固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件之製作程序，其中第(一)項步驟a中係利用水熱共沉法製備程序技術，其操作條件可為溶液的pH值大於9.5，反應溫度約為180℃，壓力約為140psi，反應時間為8-24小時。
  3. 依據申請專利範圍第1項之奈米級電解質懸浮體之漿液與其應用於製作固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件之製作程序，其中第(一)項步驟b中所述之奈米級電解質懸浮體之漿液配方，內容包含奈米級電解質粉體、分散劑、結合劑、消泡劑與溶劑；電解質材料可選擇為YSZ，GDC，LSGM，SDC(Sm doped ceria)，或YDC(Y doped ceria)。
  4. 依據申請專利範圍第1項之奈米級電解質懸浮體之漿液與其應用於製作固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件之製作程序，其中第(二)項A製程氣密/全緻密電解質層製作程序，其內容可為步驟d、e、f所述之內容；其他操作變數如轉速與鍍膜時間為可調整。
  5. 依據申請專利範圍第1項之奈米級電解質懸浮體之漿液與其應用於製作固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件之製作程序，其中第(二)項B製程之步驟i中之陰極材料可選擇為LSM或LSCF材料。
  6. 依據申請專利範圍第1項之奈米級電解質懸浮體之漿液與其應用於製作固態氧化物燃料電池之膜電極組合元件之製作程序，其中第(二)項B製程之步驟k中之SOFC-MEA微結構分析儀器可為SEM；氣密/全緻密特性之氣體透過率可小於2x10-6 L/cm2 /sec。
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