JP2003243001A - Solid electrolyte fuel cell - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the electronic conductivity of an interconnector of a solid electrolyte fuel cell and to decrease the contact resistance between the interconnector and a current collecting material. <P>SOLUTION: This solid electrolyte fuel comprises a unit cell comprising an electrolyte, a fuel electrode arranged on one side of the electrolyte, and an air electrode arranged on the other side of the electrolyte; and the interconnector connected to the surface of the air electrode or the fuel electrode and having electric connection, and the interconnector comprises a first layer made of lanthanum chromite containing Ca or Sr in the form of a solid solution, represented by LaMCrO<SB>3</SB>(M is Ca or Sr) and a second layer made of a uniform mixture of LaMCrO<SB>3</SB>and NiO toward the fuel electrode from the air electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解質型燃料
電池に関する。特には、出力性能が高く、焼成コストが
安価な固体電解質型燃料電池に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid oxide fuel cell. In particular, it relates to a solid oxide fuel cell having high output performance and low firing cost.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、特開平１１−１４４７５２では固
体電解質型燃料電池のインターコネクターとして、Srを
固溶させたランタンクロマイトからなる層を提案してい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 11-144752 proposes a layer made of lanthanum chromite containing Sr as a solid solution as an interconnector of a solid oxide fuel cell.

【０００３】特開平６−３０２３２６では固体電解質型
燃料電池のインターコネクターとして、Caを固溶させた
ランタンクロマイトからなる層を提案している。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-302326 proposes, as an interconnector for a solid oxide fuel cell, a layer made of lanthanum chromite in which Ca is solid-dissolved.

【０００４】また、特開平４−２８２５６６ではインタ
ーコネクター部での出力ロスを低減させるために空気極
側から燃料極側へ耐酸化性セラミックスからなる層と、
耐還元性金属からなる層と、からなるインターコネクタ
ーを提案している。耐酸化セラミックスからなる層の例
として、LaCrO₃を、耐還元性金属からなる層の例として
金属Niが挙げられている。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-282566, a layer made of oxidation resistant ceramics is provided from the air electrode side to the fuel electrode side in order to reduce the output loss at the interconnector.
We propose an interconnector consisting of a layer made of reduction-resistant metal. LaCrO ₃ is mentioned as an example of the layer made of oxidation resistant ceramics, and metallic Ni is mentioned as an example of the layer made of a reduction resistant metal.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】CaまたはSrを固溶させ
たランタンクロマイトの単層を固体電解質型燃料電池の
インターコネクターとして用いると燃料雰囲気下で電子
導電性が低下することによって、燃料極側の集電材との
接触抵抗が大きくなり、出力性能が低下するという問題
があった。When a single layer of lanthanum chromite in which Ca or Sr is solid-solved is used as an interconnector of a solid oxide fuel cell, the electron conductivity is lowered in a fuel atmosphere, so that the fuel electrode side However, there is a problem that the contact resistance with the current collector becomes large and the output performance deteriorates.

【０００６】また、燃料極側の集電材との接触抵抗を低
減させるために燃料極側に金属ニッケル層を設ける場
合、金属ニッケルは大気雰囲気下で焼成すると酸化され
てしまうため、還元雰囲気下で焼成を行わなければなら
ず、焼成コストが高くなるという問題があった。Further, when a metallic nickel layer is provided on the fuel electrode side in order to reduce the contact resistance with the current collector on the fuel electrode side, the metallic nickel will be oxidized if fired in an air atmosphere, and therefore, in a reducing atmosphere. There is a problem that the firing cost is increased because the firing must be performed.

【０００７】そこで、本発明はインターコネクターの電
子導電性が高く、集電材との接触抵抗が小さく、さらに
焼成コストが安価な固体電解質型燃料電池を提供するこ
とを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a solid oxide fuel cell which has a high electronic conductivity of the interconnector, a low contact resistance with the current collector and a low firing cost.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第１の発明は、電解質と、該電解質の片面に燃料極と、
前記電解質の反対面に設けた空気極と、からなる単電池
と、前記空気極または燃料極表面に接続され、電気的な
接続の役割を有するインターコネクターと、からなる固
体電解質型燃料電池であって、前記インターコネクター
が空気極側から燃料極側に向かって、LaMCrO₃(但し、M=
Ca,Srのいずれか)からなる第一の層と、前記LaMCrO₃とN
iOが均一に混合された層（以下、NiO/LaMCrO₃と示
す。）からなる第二の層と、からなるからなることを提
供する。To achieve the above object, the first invention is to provide an electrolyte, and a fuel electrode on one surface of the electrolyte,
A solid oxide fuel cell comprising a unit cell including an air electrode provided on the opposite surface of the electrolyte, and an interconnector connected to the surface of the air electrode or the fuel electrode and having an electrical connection role. Then, the interconnector goes from the air electrode side to the fuel electrode side, and LaMCrO ₃ (however, M =
A first layer of either Ca or Sr) and said LaMCrO ₃ and N
a second layer consisting of a layer in which iO is uniformly mixed (hereinafter referred to as NiO / LaMCrO ₃ ), and a second layer.

【０００９】本発明によれば、インターコネクターの燃
料極側をNiO/LaMCrO₃にしたので、焼成コストが安価
で、出力性能が高い固体電解質型燃料電池を提供するこ
とができる。According to the present invention, since the fuel electrode side of the interconnector is made of NiO / LaMCrO ₃ , it is possible to provide a solid oxide fuel cell having a low firing cost and high output performance.

【００１０】焼成コストが安価な理由は、大気雰囲気下
の焼成でガス透過性の無いインターコネクターを作製す
ることができるためである。The reason why the firing cost is low is that an interconnector having no gas permeability can be produced by firing in an air atmosphere.

【００１１】ここで示すガス透過性の無いインターコネ
クターとは、インターコネクターの片面とその反対側面
の間に圧力差を設け、その間を透過するガス透過量で評
価され、ガス透過量Ｑ≦2.8×10^-9ms^-1Pa^-1（より好ま
しくはＱ≦2.8×10^-10ms^-1Pa^-1）であるものを指す。The interconnector having no gas permeability shown here is provided with a pressure difference between one side and the opposite side of the interconnector, and is evaluated by the amount of gas permeation passing therethrough, and the amount of gas permeation Q ≦ 2.8 × It refers to one having 10 ⁻⁹ ms ⁻¹ Pa ⁻¹ (more preferably Q ≦ 2.8 × 10 ⁻¹⁰ ms ⁻¹ Pa ⁻¹ ).

【００１２】出力性能が高くなる理由は、第二の層にお
いてNiOが含まれ、該NiOが燃料電池の運転中に金属Niに
変化し、インターコネクターの電子導電性が高くなるた
めである。The reason why the output performance is high is that NiO is contained in the second layer and the NiO is changed into metallic Ni during the operation of the fuel cell, and the electronic conductivity of the interconnector is increased.

【００１３】上記目的を達成するため第２の発明は、電
解質と、該電解質の片面に燃料極と、前記電解質の反対
面に設けた空気極と、からなる単電池と、前記空気極ま
たは燃料極表面に接続され、電気的な接続の役割を有す
るインターコネクターと、からなる固体電解質型燃料電
池であって、前記インターコネクターが空気極側から燃
料極側へ向かって、LaMCrO₃(但し、M=Ca,Srのいずれか)
からなる第一の層と、NiO/LaMCrO₃からなる第二の層
と、NiOからなる第三の層と、からなるからなることを
提供する。In order to achieve the above object, the second invention is a unit cell comprising an electrolyte, a fuel electrode on one surface of the electrolyte, and an air electrode provided on the opposite surface of the electrolyte, and the air electrode or fuel. A solid electrolyte fuel cell comprising an interconnector connected to the electrode surface and having a role of electrical connection, wherein the interconnector is from the air electrode side toward the fuel electrode side, LaMCrO ₃ (however, M (= Ca or Sr)
And a second layer composed of NiO / LaMCrO ₃ and a third layer composed of NiO.

【００１４】本発明によれば、さらにNiOからなる第三
の層を設けたので焼成コストが安価で、より出力性能が
高い固体電解質型燃料電池を提供することができる。According to the present invention, since the third layer made of NiO is further provided, it is possible to provide a solid oxide fuel cell having a low firing cost and a higher output performance.

【００１５】焼成コストが安価な理由は、大気雰囲気下
の焼成でガス透過性の無いインターコネクターを作製す
ることができるためである。The reason why the firing cost is low is that an interconnector having no gas permeability can be produced by firing in an air atmosphere.

【００１６】出力性能がより高くなる理由は、NiO/LaMC
rO₃からなる第二の層より、NiOからなる第三の層の方
が、運転中において金属Ni成分が多くなるので、インタ
ーコネクターの電子導電性がさらに高くなるためであ
る。また、燃料極側がNiOからなる層であるとNiOが燃料
電池の運転においてNiに変わるので、集電剤との接触抵
抗が小さくなり、集電材との間にメタライズ処理が不要
となるためである。The reason why the output performance is higher is that NiO / LaMC
This is because the _third layer made of NiO has a larger amount of metallic Ni component during operation than the second layer made of rO ₃ and therefore the electronic conductivity of the interconnector is further increased. Further, when the fuel electrode side is a layer made of NiO, NiO is changed to Ni during the operation of the fuel cell, so that the contact resistance with the current collector becomes small and the metallization treatment with the current collector is not necessary. .

【００１７】また、LaMCrO₃からなる第一の層と、NiOか
らなる第三の層との間にNiO/LaMCrO₃からなる第二の層
を設けた方が好ましい理由は、該第二の層がないとLaMC
rO₃とNiOの熱膨張差および焼成収縮差が大きいことによ
る各層の間で剥がれが生じるためである。Further, a first layer of LaMCrO _3, why is preferably better in which a second layer of NiO / LaMCrO ₃ between the third layer of NiO is said second layer Without LaMC
This is because peeling occurs between the layers due to a large difference in thermal expansion and a difference in firing shrinkage between rO ₃ and NiO.

【００１８】上記目的を達成するため第３の発明は、第
二の層におけるNiOの重量比率が、10〜95重量％である
ことを提供する。To achieve the above object, the third invention provides that the weight ratio of NiO in the second layer is 10 to 95% by weight.

【００１９】本発明によれば、第二の層の重量比率に制
限を設けたので出力性能が高い固体電解質型燃料電池を
提供することができる。According to the present invention, since the weight ratio of the second layer is limited, a solid oxide fuel cell having high output performance can be provided.

【００２０】NiOの重量比率が10重量％未満では、NiOの
重量比率が小さすぎて、インターコネクターの電子導電
性が高くならないためである。一方、NiOの重量比率が9
5％より大きいと空気極側に設けられたLaMCrO₃からなる
第一の層と熱膨張および焼成収縮の差が大きく、第一の
層との間で剥がれを生じるためである。This is because if the weight ratio of NiO is less than 10% by weight, the weight ratio of NiO is too small and the electronic conductivity of the interconnector does not increase. On the other hand, the weight ratio of NiO is 9
This is because if it is more than 5%, the difference in thermal expansion and firing shrinkage with the first layer made of LaMCrO ₃ provided on the air electrode side is large and peeling occurs between the first layer.

【００２１】上記目的を達成するため第４の発明は、第
二の層におけるNiOの重量比率が、50〜95重量％である
ことを提供する。To achieve the above object, the fourth invention provides that the weight ratio of NiO in the second layer is 50 to 95% by weight.

【００２２】NiOの重量比率が50重量％より小さいもの
を燃料極側の最上層に設けると、集電材として使用され
る金属Niとの接触抵抗が大きくなり、出力性能が低下す
るためである。10〜50重量％を燃料側の最上層に設ける
場合は、集電材との間に金属層を設けることが好まし
い。This is because if a NiO weight ratio of less than 50% by weight is provided in the uppermost layer on the fuel electrode side, the contact resistance with the metal Ni used as the current collector increases and the output performance deteriorates. When 10 to 50% by weight is provided in the uppermost layer on the fuel side, it is preferable to provide a metal layer between the current collector and the current collector.

【００２３】上記目的を達成するため第５の発明は、燃
料極が、NiOとイットリアを固溶させたジルコニアが均
一に混合された層（以下、NiO/YSZと示す。）またはNiO
とスカンジアを固溶させたジルコニアが均一に混合され
た層(以下、NiO/SSZと示す。)のいずれかから構成され
ることを提供する。In order to achieve the above object, a fifth aspect of the present invention is that the fuel electrode is a layer in which NiO and zirconia in which yttria is dissolved as a solid solution are uniformly mixed (hereinafter referred to as NiO / YSZ) or NiO.
And a scandia solid solution zirconia are uniformly mixed (hereinafter referred to as NiO / SSZ).

【００２４】本発明によれば燃料極としてNiO/YSZ、ま
たはNiO/SSZのいずれかから構成されたものなので出力
性能が高く、耐久性に優れる固体電解質型燃料電池を提
供することができる。According to the present invention, since the fuel electrode is composed of either NiO / YSZ or NiO / SSZ, it is possible to provide a solid oxide fuel cell having high output performance and excellent durability.

【００２５】この理由は、電子導電性が高いNi 成分と
酸素イオン導電性が高いイットリアを固溶させたジルコ
ニアまたはスカンジアを固溶させたジルコニアからなる
ので電解質と燃料極で起こる(1)および(2)式に示す電極
反応が促進されるためである。 H₂+2O^2-→2H₂O+4e- …(1) CO+O^2-→CO₂+2e- …(2)The reason for this is that the Ni component having a high electron conductivity and the zirconia in which yttria having a high oxygen ion conductivity is dissolved in solid solution or zirconia in which scandia is dissolved in the electrolyte and the fuel electrode (1) and ( This is because the electrode reaction shown in formula (2) is promoted. H ₂ + 2O ^2- → 2H ₂ O + 4e-… (1) CO + O ^2- → CO ₂ + 2e-… (2)

【００２６】また、イットリアを固溶させたジルコニア
またはスカンジアを固溶させたジルコニアが混合されて
いるので運転時に起こるNiの凝集を抑制することがで
き、耐久性を高めることができるためである。Further, since zirconia having yttria as a solid solution or zirconia having scandia as a solid solution is mixed, agglomeration of Ni occurring during operation can be suppressed and durability can be enhanced.

【００２７】上記目的を達成するため第６の発明は、空
気極は、SrまたはCaを固溶させたランタンマンガナイト
からなることを提供する。In order to achieve the above object, the sixth invention provides that the air electrode is made of lanthanum manganite in which Sr or Ca is solid-dissolved.

【００２８】本発明によれば空気極としてSrまたはCaを
固溶させたランタンマンガナイトとしたので出力性能が
高い固体電解質型燃料電池を提供することができる。According to the present invention, since lanthanum manganite in which Sr or Ca is solid-dissolved is used as the air electrode, a solid oxide fuel cell having high output performance can be provided.

【００２９】この理由は、SrまたはCaを固溶させたラン
タンマンガナイトは電子導電性が高く、酸素イオン導電
性が高いため、空気極と電解質で起こる(3)式の電極反
応が効率よく行われるためである。 O₂+4e^-→2O^2- …(3)The reason for this is that lanthanum manganite in which Sr or Ca is solid-solved has high electronic conductivity and high oxygen ion conductivity, so that the electrode reaction of the formula (3) that takes place between the air electrode and the electrolyte can be carried out efficiently. This is because they will be seen. ^{_{O 2 + 4e - → 2O 2-}} ... (3)

【００３０】上記目的を達成するため第７の発明は、電
解質が、イットリアを固溶させたジルコニア(以下、YSZ
と示す)またはスカンジアを固溶させたジルコニア(以
下、SSZと示す)からなることを提供する。In order to achieve the above object, a seventh invention is that the electrolyte is zirconia in which yttria is solid-solved (hereinafter referred to as YSZ).
Or) zirconia (hereinafter referred to as SSZ) in which scandia is dissolved.

【００３１】本発明によれば電解質としてYSZまたはSSZ
としたので出力性能が高い固体電解質型燃料電池を提供
することができる。According to the invention YSZ or SSZ as electrolyte
Therefore, it is possible to provide a solid oxide fuel cell having high output performance.

【００３２】この理由は、SSZについては酸素イオン導
電性が高いためで、YSZについてはSSZより酸素イオン導
電性は低下するものの焼結性が高いため電解質の膜厚を
薄くしてもガス透過性の無い電解質を作製することがで
きるためである。The reason is that the oxygen ion conductivity of SSZ is high, and the oxygen ion conductivity of YSZ is lower than that of SSZ, but the sinterability is high, so that the gas permeability is small even when the thickness of the electrolyte film is thin. This is because it is possible to produce an electrolyte without

【００３３】ここで示すガス透過性の無い電解質とは、
電解質の片面とその反対側面の間に圧力差を設け、その
間を透過するガス透過量で評価され、ガス透過量Ｑ≦2.
8×10^{- 9}ms^-1Pa^-1（より好ましくはＱ≦2.8×10^-10ms^-1P
a^-1）であるものを指す。The electrolyte having no gas permeability shown here is
A pressure difference is provided between one side and the other side of the electrolyte, and the amount of gas permeated through the gap is evaluated, and the amount of gas permeation Q ≦ 2.
^{8 × 10 - 9 ms -1 Pa} -1 ( more preferably ^{Q ≦ 2.8 × 10 -10 ms -1} P
a ^-1 ).

【００３４】上記目的を達成するため第８の発明は、イ
ンターコネクターを空気極の表面に形成後、1350〜1500
℃で焼成させてなることを提供する。In order to achieve the above-mentioned object, an eighth invention is to form an interconnector on the surface of an air electrode, and then form 1350 to 1500
It is provided that it is baked at ℃.

【００３５】本発明によれば、インターコネクターを空
気極の表面に形成後、1350〜1500℃で焼成させることに
よって、ガス透過性の無いインターコネクターを作製
し、かつ出力性能が高い固体電解質型燃料電池を提供す
ることができる。According to the present invention, an interconnector having no gas permeability is produced by forming an interconnector on the surface of an air electrode and then firing at 1350 to 1500 ° C., and a solid electrolyte type fuel having high output performance. A battery can be provided.

【００３６】この理由は、1350℃未満の焼成では焼成温
度が低すぎて、ガス透過性の無いインターコネクターを
作製することができないためで、一方1500℃より高い焼
成では空気極とインターコネクター間の反応性が高ま
り、出力性能を低下させるためである。The reason for this is that if the firing temperature is lower than 1350 ° C., the firing temperature is too low to produce an interconnector having no gas permeability. On the other hand, if the firing temperature is higher than 1500 ° C., the temperature between the air electrode and the interconnector is low. This is because the reactivity is increased and the output performance is reduced.

【００３７】上記目的を達成するため第９の発明は、イ
ンターコネクターを燃料極の表面に形成後、1350〜1500
℃で焼成させてなることを提供する。In order to achieve the above object, a ninth aspect of the invention is to form an interconnector on the surface of a fuel electrode, and then 1350 to 1500
It is provided that it is baked at ℃.

【００３８】本発明によれば、インターコネクターを燃
料極の表面に形成後、1350〜1500℃で焼成させることに
よって、ガス透過性の無いインターコネクターを作製
し、かつ出力性能が高い固体電解質型燃料電池を提供す
ることができる。According to the present invention, an interconnector having no gas permeability is produced by forming an interconnector on the surface of a fuel electrode and then firing at 1350 to 1500 ° C., and a solid electrolyte type fuel having high output performance. A battery can be provided.

【００３９】この理由は、1350℃未満の焼成では焼成温
度が低すぎて、ガス透過性の無いインターコネクターを
作製することができないためで、一方1500℃より高い焼
成では燃料極とインターコネクター間の反応性が高ま
り、出力性能を低下させるためである。The reason for this is that the firing temperature below 1350 ° C. is too low to produce an interconnector having no gas permeability. On the other hand, the firing above 1500 ° C. results in a gap between the fuel electrode and the interconnector. This is because the reactivity is increased and the output performance is reduced.

【００４０】[0040]

【発明の実施形態】本発明における固体電解質型燃料電
池について図１を用いて説明する。図１は、円筒タイプ
の固体電解質型燃料電池の断面を示す図である。円筒状
の空気極支持体１上に帯状のインターコネクター２、電
解質３、さらに電解質３の上にインターコネクター２と
接触しないように燃料極膜４が構成されている。空気極
支持体の内側にAirを流し、外側に燃料を流すとAir中の
酸素が空気極と電解質の界面で酸素イオンに変わり、こ
の酸素イオンが電解質を通って燃料極に達する。そし
て、燃料ガスと酸素イオンが反応して水および二酸化炭
素になる。これらの反応は前記(1)〜(3)式で示される。
燃料極４とインターコネクター２を接続することによっ
て外部へ電気を取り出すことができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A solid oxide fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a view showing a cross section of a cylindrical solid oxide fuel cell. The strip-shaped interconnector 2 and the electrolyte 3 are provided on the cylindrical air electrode support 1, and the fuel electrode membrane 4 is provided on the electrolyte 3 so as not to come into contact with the interconnector 2. When Air is supplied to the inside of the air electrode support and fuel is supplied to the outside, oxygen in Air is converted into oxygen ions at the interface between the air electrode and the electrolyte, and the oxygen ions reach the fuel electrode through the electrolyte. Then, the fuel gas and oxygen ions react to form water and carbon dioxide. These reactions are represented by the above formulas (1) to (3).
Electricity can be taken out by connecting the fuel electrode 4 and the interconnector 2.

【００４１】図２は固体電解質型燃料電池の集電方法に
関する図である。インターコネクター２と集電板６、燃
料極４とインターコネクター２、および燃料極４と集電
板６の間に集電材であるニッケルフェルト５を介して電
気を取り出している。FIG. 2 is a diagram relating to a current collecting method for a solid oxide fuel cell. Electricity is extracted between the interconnector 2 and the current collector plate 6, the fuel electrode 4 and the interconnector 2, and the nickel electrode 5 between the fuel electrode 4 and the current collector plate 6 as a current collector.

【００４２】図１、図２に示すようにインターコネクタ
ーは空気極と燃料極の両雰囲気にさらされる。また、燃
料極と比較して面積が小さく、ここに燃料電池の電極反
応で生成した電子すべてが通過する。それゆえ、インタ
ーコネクターには以下のことが要求される。 (1) ガス透過性が無いこと：空気と燃料が混ざると発
電に寄与する燃料が減少し、出力性能が低下する。ガス
透過性としては、ガス透過量Ｑ≦2.8×10^-9ms^-1Pa
^-1（より好ましくはＱ≦2.8×10^-10ms^-1Pa^-1）が好まし
い。 (2)電子導電性が高いこと：電子導電性が低いとインタ
ーコネクターの内部抵抗が大きくなり、出力性能が低下
する。電子導電率としては、10Scm^-1以上が好ましい。 (3)集電材との接触抵抗が小さいこと：集電材との接触
抵抗が大きいとジュール熱損失によって、出力性能が低
下する。集電材とインターコネクターの界面における導
電率は、20Scm^-2以上(より好ましくは50Scm^-2以上)が好
ましい。 (4)酸素イオン導電性が無いこと (5)高温下で空気と燃料の両雰囲気に対して安定である (6)他の構成部材と反応しないこと (7)熱膨張係数が他材料と一致すること が挙げられる。As shown in FIGS. 1 and 2, the interconnector is exposed to the atmosphere of both the air electrode and the fuel electrode. Further, the area is smaller than that of the fuel electrode, and all the electrons generated by the electrode reaction of the fuel cell pass through this area. Therefore, the interconnector is required to: (1) No gas permeability: When air and fuel are mixed, the amount of fuel that contributes to power generation decreases and output performance decreases. As gas permeability, gas permeability Q ≦ 2.8 × 10 ^-9 ms ^-1 Pa
⁻¹ (more preferably Q ≦ 2.8 × 10 ⁻¹⁰ ms ⁻¹ Pa ⁻¹ ) is preferable. (2) High electronic conductivity: If the electronic conductivity is low, the internal resistance of the interconnector increases and the output performance deteriorates. The electronic conductivity is preferably 10 Scm ^-1 or more. (3) Low contact resistance with the current collector: If the contact resistance with the current collector is high, the output performance will decrease due to Joule heat loss. The electrical conductivity at the interface between the current collector and the interconnector is preferably 20 Scm ^-2 or more (more preferably 50 Scm ^-2 or more). (4) No oxygen ion conductivity (5) Stable in both air and fuel atmosphere at high temperature (6) No reaction with other components (7) Coefficient of thermal expansion matches other materials There are things to do.

【００４３】これらの要求特性から、インターコネクタ
ーとして適した材料はLaCrO₃で表されるランタンクロマ
イトである。LaCrO₃は難焼結性材料であるため1700℃以
上の高温でないとガス透過性の無いものを作製すること
ができない。それゆえ、Ca,Srのいずれかを固溶させ、L
aMCrO₃で表されるものが好ましい。しかし、LaMCrO₃は
燃料雰囲気で電子導電性が低下し、集電材であるNiフェ
ルトとの接触抵抗が大きくなり、出力性能が低下する。
それゆえ、燃料雰囲気で電子導電性を向上させ、インタ
ーコネクターでの出力の低下を抑制するためには、燃料
極側にNiO/LaMCrO ₃(NiOは、燃料雰囲気で金属Niに変わ
る)からなる層を設けることが好ましい。From these required characteristics, the interconnector
Material suitable as a layer is LaCrO₃Represented by Lantern Chroma
Ito. LaCrO₃Is a hard-to-sinter material
To make something that is not gas permeable unless at the above high temperature
I can't. Therefore, if either Ca or Sr is dissolved, L
aMCrO₃What is represented by is preferable. But LaMCrO₃Is
The electron conductivity decreases in the fuel atmosphere, and Ni
The contact resistance with the belt will increase and output performance will decrease.
Therefore, in the fuel atmosphere, electronic conductivity is improved and
-To prevent the output from decreasing at the connector,
NiO / LaMCrO on the pole side ₃(NiO changes to metallic Ni in the fuel atmosphere.
Is preferably provided.

【００４４】また、集電材との接触抵抗が小さいほど出
力性能が低下を抑えられるので、燃料側にさらにNiOか
らなる層を設けることが好ましい。Further, the lower the contact resistance with the current collector, the more the output performance can be suppressed from decreasing. Therefore, it is preferable to further provide a layer made of NiO on the fuel side.

【００４５】本発明の第一の層におけるLaMCrO₃は、第
二の層におけるNiOが酸化雰囲気にさらされると電子導
電性が低下するので第一の層のみでガス透過性がないも
のを形成させることが好ましい。それゆえ、ガス透過性
のない第一の層を作製するために、第一の層にはCo,Cu,
Alなどの焼結助剤成分が含まれていても良い。The LaMCrO ₃ in the first layer of the present invention forms only the first layer having no gas permeability because the electronic conductivity is lowered when NiO in the second layer is exposed to an oxidizing atmosphere. It is preferable. Therefore, in order to produce a gas-impermeable first layer, the first layer contains Co, Cu,
A sintering aid component such as Al may be included.

【００４６】本発明の第一の層におけるLaMCrO₃のＭと
しては、SrよりCaである方がより好ましい。この理由
は、Srのタイプより低温でガス透過性の無いインターコ
ネクターを作製することができるためである。また、Ca
の固溶量はLaMCrO₃１００モル％に対して、１０〜４０
モル％であることが好ましい。Caの固溶量が10モル％よ
り小さいと焼結助剤であるCa_mCr_nO₄で表されるカルシウ
ムクロメイト成分が少ないため、燃料電池の他材料と同
一温度でガス透過性のないインターコネクターを作製す
ることができないためである。一方、Caの固溶量が40モ
ル％より大きいと材料の耐久性が低下し、長時間運転に
おいて出力性能が低下するためである。As M of LaMCrO ₃ in the first layer of the present invention, Ca is more preferable than Sr. The reason for this is that it is possible to fabricate an interconnector that is less gas permeable at a lower temperature than the Sr type. Also, Ca
Solid solution amount of 10 to 40 with respect to 100 mol% of LaMCrO _3.
It is preferably mol%. If the solid solution amount of Ca is less than 10 mol%, the amount of calcium chromate represented by Ca _m Cr _n O ₄ , which is a sintering aid, is small, so that there is no gas permeability at the same temperature as other fuel cell materials This is because the interconnector cannot be manufactured. On the other hand, if the solid solution amount of Ca is larger than 40 mol%, the durability of the material is reduced and the output performance is reduced during long-term operation.

【００４７】本発明のNiO/LaMCrO₃からなる第二の層に
おけるNiOの重量比率は、第一の層との密着性と燃料側
の電子導電性向上の観点から、傾斜させた構造であって
も良い。例えば、空気側から燃料側へNiOの比率が20,5
0,80重量％となるような構造であっても良い。The weight ratio of NiO in the second layer composed of NiO / LaMCrO _{3 of the} present invention is a graded structure from the viewpoint of adhesion with the first layer and improvement of electronic conductivity on the fuel side. Is also good. For example, if the ratio of NiO from the air side to the fuel side is 20,5
The structure may be 0,80% by weight.

【００４８】本発明の第一の層におけるLaMCrO₃におけ
る原料作製法については、ガス透過性が無く、空気極と
の密着性が良いものであれば良く特に限定はない。噴霧
熱分解法、粉末混合法、クエン酸塩法、共沈法などが挙
げられる。均一な組成でかつ焼結性の高い粉末が得られ
るという観点から噴霧熱分解法、クエン酸塩法が好まし
い。The method for preparing the raw material of LaMCrO ₃ in the first layer of the present invention is not particularly limited as long as it has no gas permeability and good adhesion to the air electrode. The spray pyrolysis method, powder mixing method, citrate method, coprecipitation method and the like can be mentioned. The spray pyrolysis method and the citrate method are preferable from the viewpoint that a powder having a uniform composition and high sinterability can be obtained.

【００４９】本発明の第三の層におけるNiO粉末の作製
法については、第二の層と集電材との密着性が良ければ
良く、特に限定はない。水酸化ニッケルから作製する方
法や硫酸ニッケルから作製する方法を挙げることができ
る。低コストという観点からは、水酸化ニッケルから作
製する方法が好ましい。The method for producing the NiO powder in the third layer of the present invention is not particularly limited as long as the adhesion between the second layer and the current collector is good. Examples thereof include a method of making nickel hydroxide and a method of making nickel sulfate. From the viewpoint of low cost, the method of manufacturing from nickel hydroxide is preferable.

【００５０】本発明におけるNiO/LaMCrO₃の作製法につ
いては、第一の層との密着性が良く、燃料雰囲気下で電
子導電性が高いものであれば良く特に限定はない。LaMC
rO₃とNiO粉末を別々に作製したものを所定の混合比で混
ぜ、スプレードライ法で作製する粉末混合法やLa,M,Cr,
Niの各々の硝酸塩から噴霧熱分解法で作製する液相法な
どが挙げられる。The method for producing NiO / LaMCrO ₃ in the present invention is not particularly limited as long as it has good adhesion to the first layer and high electron conductivity in a fuel atmosphere. LaMC
rO ₃ and NiO powder prepared separately are mixed at a predetermined mixing ratio and spray-dried to prepare a powder mixing method or La, M, Cr,
A liquid phase method in which each nitrate of Ni is prepared by a spray pyrolysis method may be used.

【００５１】本発明におけるインターコネクターの作製
方法については特に限定はない。インターコネクター以
外の部分をマスキングして、第一の層、と第二の層と、
第三の層をスラリーコート法で成膜し、デマスクし、焼
成する方法や、第一の層と、第二の層と、第三の層をペ
ットフィルム上に印刷したものを直接空気極表面に貼り
つけて焼成する方法(以下、シート接着法と示す。)など
が挙げられる。マスキング、デマスク工程が無く、低コ
ストであるという観点からはシート接着法が好ましい。The method for producing the interconnector in the present invention is not particularly limited. By masking the parts other than the interconnector, the first layer and the second layer,
The method of forming the third layer by the slurry coating method, demasking, and baking, or the method of printing the first layer, the second layer, and the third layer on a PET film directly on the cathode surface And a method of firing (hereinafter referred to as a sheet bonding method). The sheet bonding method is preferable from the viewpoint of low cost without masking and demasking steps.

【００５２】本発明におけるインターコネクターを図１
に示す円筒タイプの固体電解質型燃料電池に採用した場
合、電池の反りを小さくすることができ、モジュール発
電に際して好ましい。反りを小さくできる理由は、イン
ターコネクターにNiOが含まれるので燃料極との熱膨張
および焼成収縮差が小さくなるためである。また、反り
が小さいとモジュールに際して好ましいのは、所定の面
積により多くの電池を収納することができ、高出力の発
電をすることができるためである。FIG. 1 shows the interconnector according to the present invention.
When used in the cylindrical solid oxide fuel cell shown in (1), the warp of the cell can be reduced, which is preferable for module power generation. The reason why the warp can be made small is that the interconnector contains NiO, so that the difference in thermal expansion and firing contraction with the fuel electrode becomes small. Further, a small warp is preferable for the module because more batteries can be accommodated in a predetermined area and high power generation can be performed.

【００５３】本発明における燃料極は固体電解質型燃料
電池の発電温度の燃料雰囲気において電子導電性が高
い、燃料ガス透過性が高い、(1)および(2)の反応が効率
良く行われることが要求される。この観点からNiO/YSZ
または、NiO/SSZからなることが好ましい。なお、Ｎｉ
Ｏは固体電解質型燃料電池の運転雰囲気下で還元されて
Ｎｉとなり、該層はＮｉ/YSZまたはＮｉ/SSZからなる。The fuel electrode of the present invention has high electronic conductivity, high fuel gas permeability, and efficient reaction of (1) and (2) in the fuel atmosphere at the power generation temperature of the solid oxide fuel cell. Required. From this perspective, NiO / YSZ
Alternatively, it is preferably made of NiO / SSZ. Note that Ni
O is reduced to Ni under the operating atmosphere of a solid oxide fuel cell, and the layer is composed of Ni / YSZ or Ni / SSZ.

【００５４】また、本発明における燃料極として、NiO
とCaを固溶させたジルコニアが均一に混合された層から
なるものであっても良い。この理由は、Caを固溶させた
ジルコニアは、YSZやSSZと比較してコストが安価であ
り、本材料を採用すれば固体電解質型燃料電池のコスト
を下げることができるためである。Further, as the fuel electrode in the present invention, NiO is used.
It may be composed of a layer in which zirconia in which Ca and Ca are solid-dissolved is uniformly mixed. This is because zirconia containing Ca as a solid solution has a lower cost than YSZ and SSZ, and the use of this material can reduce the cost of the solid oxide fuel cell.

【００５５】電解質側の燃料極は、(1)と(2)の反応を効
率よく行うため酸素イオン導電性と電子導電性を有する
ものであることが好ましい。この観点からNiO/YSZまた
はNiO/SSZにおけるNiOの重量比率が10〜50重量部である
ことが好ましい。The fuel electrode on the electrolyte side preferably has oxygen ion conductivity and electron conductivity in order to efficiently carry out the reaction of (1) and (2). From this viewpoint, the weight ratio of NiO in NiO / YSZ or NiO / SSZ is preferably 10 to 50 parts by weight.

【００５６】燃料側の燃料極は、電子導電性が高く、燃
料ガス透過性が高く、集電材との接触抵抗が小さいもの
であることが好ましい。この観点からNiO/YSZまたは、N
iO/SSZにおけるNiOの重量比率は50重量％以上で、且つ
平均粒子径が０．５〜１０μm粉末から構成させたもの
であることが好ましい。The fuel electrode on the fuel side preferably has high electronic conductivity, high fuel gas permeability, and low contact resistance with the current collector. From this viewpoint, NiO / YSZ or N
It is preferable that the weight ratio of NiO in iO / SSZ is 50% by weight or more and that the average particle diameter is 0.5 to 10 μm.

【００５７】燃料極原料の合成法についてはNiOとイッ
トリアを固溶させたジルコニアまたはNiOとスカンジア
を固溶させたジルコニアが均一に混合されていれば良く
特に限定はない。共沈法、スプレードライ法などが挙げ
られる。The method for synthesizing the fuel electrode raw material is not particularly limited as long as zirconia in which NiO and yttria are dissolved or zirconia in which NiO and scandia are dissolved is uniformly mixed. A coprecipitation method, a spray dry method, etc. are mentioned.

【００５８】本発明における空気極は固体電解質型燃料
電池の発電温度の空気雰囲気において電子導電性が高
い、酸素ガス透過性が高い、(3)式の反応が効率よく行
われることが要求される。この観点からはSrまたはCaを
固溶させたランタンマンガナイトが好ましい。The air electrode in the present invention is required to have high electron conductivity, high oxygen gas permeability, and efficient reaction of the formula (3) in the air atmosphere at the power generation temperature of the solid oxide fuel cell. . From this viewpoint, lanthanum manganite in which Sr or Ca is solid-dissolved is preferable.

【００５９】SrまたはCaを固溶させたランタンマンガナ
イトには、前記空気極の要求特性を向上させるために、
Ce,Sm,Gd,Pr,Ndなどをさらに固溶させたものであっても
良い。In order to improve the required characteristics of the air electrode, the lanthanum manganite containing Sr or Ca as a solid solution contains:
It may be one in which Ce, Sm, Gd, Pr, Nd, etc. are further dissolved.

【００６０】ランタンマンガナイトの空気極原料の作製
法については特に限定はない。粉末混合法、共沈法、噴
霧熱分解法、ゾルゲル法などで作製する方法が挙げられ
る。The method for producing the air electrode raw material of lanthanum manganite is not particularly limited. Examples thereof include a powder mixing method, a coprecipitation method, a spray pyrolysis method, and a sol-gel method.

【００６１】本発明の空気極において、インターコネク
ターが成膜される部分については、SrまたはCaを固溶さ
せたランタンマンガナイト組成で、ガス透過性の低い緻
密空気極を設けることが好ましい。この理由は、インタ
ーコネクターの第一の層であるLaMCrO3は、焼成におい
てCa_mCr_nO₄またはSr_mCr_nO₄で表される液相成分が焼結助
剤として作用し、ガス透過性の無いインターコネクター
を作製するが、空気極が多孔質であるとこの液相成分が
空気極に拡散し、ガス透過性の無いインターコネクター
を作製できないためである。In the air electrode of the present invention, it is preferable to provide a dense air electrode having a low gas permeability with a lanthanum manganite composition in which Sr or Ca is solid-dissolved in the portion where the interconnector is formed. The reason for this is that LaMCrO3, which is the first layer of the interconnector, has a liquid phase component represented by Ca _m Cr _n O ₄ or Sr _m Cr _n O ₄ that acts as a sintering aid during firing and has gas permeability. This is because an interconnector having no gas permeability is produced, but if the air electrode is porous, this liquid phase component diffuses into the air electrode, and an interconnector having no gas permeability cannot be produced.

【００６２】ここで示すガス透過性の低い緻密空気極と
は、緻密空気極の片面とその反対側面の間に圧力差を設
け、その間を透過するガス透過量で評価され、ガス透過
量Ｑ≦2.8×10^-7ms^-1Pa^-1であるものを指す。The dense air electrode having a low gas permeability shown here is evaluated by the amount of gas permeation passing between the one side and the opposite side of the dense air electrode, and the gas permeation amount Q ≦ 2.8 × 10 ^-7 ms ^-1 Pa ^-1 .

【００６３】本発明における電解質は、固体電解質型燃
料電池の発電温度で空気雰囲気および燃料ガス雰囲気に
おいて、酸素イオン導電性が高いこと、ガス透過性が無
いこと、電子導電性が無いことが要求される。この観点
からYSZあるいはSSZが好ましい。The electrolyte in the present invention is required to have high oxygen ion conductivity, no gas permeability, and no electron conductivity in the air atmosphere and the fuel gas atmosphere at the power generation temperature of the solid oxide fuel cell. It From this viewpoint, YSZ or SSZ is preferable.

【００６４】また、本発明における電解質として、CaO
を固溶させたジルコニアであっても良い。この理由は、
CaOを固溶させたジルコニアは、YSZあるいはSSZよりコ
ストが低く、本材料を採用すれば固体電解質型燃料電池
のコストを低下させることができるためである。Further, CaO is used as the electrolyte in the present invention.
It may be zirconia in which is dissolved. The reason for this is
This is because zirconia containing CaO as a solid solution has a lower cost than YSZ or SSZ, and the use of this material can reduce the cost of the solid oxide fuel cell.

【００６５】本発明における電解質において、YSZにお
けるイットリアの固溶量については、酸素イオン導電性
が高く、発電温度で結晶相が安定であるものであれば良
い。この観点からジルコニア100mol％に対して、3〜15m
ol％(より好ましくは8〜14mol％)が好ましい。In the electrolyte of the present invention, the solid solution amount of yttria in YSZ may be any that has a high oxygen ion conductivity and a stable crystal phase at a power generation temperature. From this viewpoint, 3 to 15 m for 100 mol% of zirconia
ol% (more preferably 8 to 14 mol%) is preferred.

【００６６】本発明における電解質において、SSZにお
けるスカンジアの固溶量については、酸素イオン導電性
が高く、発電温度で結晶相が安定であるものであれば良
い。この観点からジルコニア100mol％に対して、3〜15m
ol％(より好ましくは8〜14mol％)が好ましい。In the electrolyte of the present invention, the solid solution amount of scandia in SSZ may be any one as long as it has high oxygen ion conductivity and the crystal phase is stable at the power generation temperature. From this viewpoint, 3 to 15 m for 100 mol% of zirconia
ol% (more preferably 8 to 14 mol%) is preferred.

【００６７】本発明における電解質にはCeO₂,Sm₂O₃,Gd₂
O₃などをジルコニア100 mol％に対して5mol％以下固溶
させたものであっても良い。特にSSZにおいてはこれら
の組成を微量含んでいた方が酸素イオン導電性が高くな
ることから含んでいる方が好ましい。また、ガス透過の
無いものを作製するために焼結助剤を微量添加させても
良い。焼結助剤としてはAl₂O₃、SiO₂などを挙げること
ができる。The electrolyte in the present invention includes CeO ₂ , Sm ₂ O ₃ and Gd ₂
It may be a solid solution of O ₃ or the like in an amount of 5 mol% or less with respect to 100 mol% of zirconia. Particularly in SSZ, it is preferable that a small amount of these compositions is contained because oxygen ion conductivity is increased. Further, a small amount of a sintering aid may be added in order to produce a gas-impermeable material. Examples of the sintering aid include Al ₂ O ₃ and SiO ₂ .

【００６８】本発明における電解質の作製法については
特に限定はないが量産性に優れ、低コストであるという
観点からスラリーコート法、スクリーン印刷法、シート
接着法が好ましい。The method for producing the electrolyte in the present invention is not particularly limited, but the slurry coating method, screen printing method and sheet bonding method are preferable from the viewpoints of excellent mass productivity and low cost.

【００６９】本発明における電解質膜原料の作製法につ
いてはイットリアおよびスカンジアの固溶を均一にでき
る方法であれば良く特に限定はない。共沈法が一般的で
ある。The method for producing the electrolyte membrane raw material in the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of uniformly dissolving yttria and scandia. The coprecipitation method is common.

【００７０】本発明における固体電解質型燃料電池の形
状については特に限定はなく、平板型、円筒型いずれで
あっても良い。The shape of the solid oxide fuel cell in the present invention is not particularly limited, and may be a flat plate type or a cylindrical type.

【００７１】[0071]

【実施例】（実施例1）図１に示す円筒型固体電解質型
燃料電池に用いた。すなわち、円筒状の空気極支持体1
上に帯状のインターコネクター２、電解質３、さらに電
解質の上にインターコネクターと接触しないように燃料
極４から構成されたものを用いた。[Example] (Example 1) A cylindrical solid oxide fuel cell shown in FIG. 1 was used. That is, the cylindrical air electrode support 1
A strip-shaped interconnector 2, an electrolyte 3, and a fuel electrode 4 on the electrolyte so as not to come into contact with the interconnector were used.

【００７２】（1）空気極支持体の作製 空気極組成としては、La_0.75Sr_0.25MnO₃で表されるSrを
固溶させたランタンマンガナイトで、共沈法で作製後熱
処理して空気極原料粉末を得た。平均粒子径は、30μm
であった。該粉末を押し出し成形法によって円筒状成形
体を作製した。さらに、１５００℃で焼成を行い、空気
極支持体とした。(1) Preparation of air electrode support As an air electrode composition, lanthanum manganite in which Sr represented by La _0.75 Sr _0.25 MnO ₃ is dissolved is prepared. A raw material powder was obtained. Average particle size is 30 μm
Met. The powder was extruded to form a cylindrical molded body. Further, firing was performed at 1500 ° C. to obtain an air electrode support.

【００７３】（2）緻密空気極の作製 緻密空気極の組成としては空気極と同様のLa_0.75Sr_0.25
MnO₃組成で、共沈法で作製後、熱処理して原料粉末を得
た。平均粒子径は２μmであった。該粉末は、該粉末４
０重量部を溶媒(エタノール)１００重量部、バインダー
（エチルセルロース）２重量部、分散剤(ポリオキシエ
タレンアルキルソン酸エステル)１重量部、消泡剤(ソル
ビタンセスキオレート)１重量部とを混合した後、十分
攪拌してスラリーを調整した。このスラリー粘度は７０
mPasであった。前記スラリーを、空気極支持体(外径１
５ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、有効長４００ｍｍ)表面のイ
ンターコネクターが成膜される部分にスラリーコート法
で成膜した後に１４００℃で焼結させた。得られた緻密
空気極の厚みは50μmであった。なお、後工程で電解質
を成膜する部分についてはマスキングを施し、膜が塗布
されないようにしておいた。(2) Fabrication of dense air electrode The composition of the dense air electrode is La _0.75 Sr _0.25 similar to that of the air electrode.
After the MnO ₃ composition was prepared by the coprecipitation method, the powder was heat-treated to obtain a raw material powder. The average particle size was 2 μm. The powder is the powder 4
Mix 0 parts by weight with 100 parts by weight of solvent (ethanol), 2 parts by weight of binder (ethyl cellulose), 1 part by weight of dispersant (polyoxyethalene alkylsonate), 1 part by weight of antifoaming agent (sorbitan sesquioleate). After that, it was sufficiently stirred to prepare a slurry. This slurry viscosity is 70
It was mPas. The slurry was mixed with an air electrode support (outer diameter 1
5 mm, thickness 1.5 mm, effective length 400 mm) A film was formed on the surface of the surface where the interconnector was formed by the slurry coating method, and then sintered at 1400 ° C. The obtained dense air electrode had a thickness of 50 μm. Note that masking was applied to a portion where an electrolyte was to be formed in a later step, so that the film was not applied.

【００７４】（3）電解質の作製：電解質としては、YSZ
を用い、該組成は、90 mol％ZrO₂-10mol％Y₂O₃で、共沈
法で作製後、熱処理して電解質用粉末を得た。平均粒子
径を0.5μmとした。該粉末４０重量部を溶媒(エタノー
ル)１００重量部、バインダー（エチルセルロース）２
重量部、分散剤(ポリオキシエタレンアルキルソン酸エ
ステル)１重量部、消泡剤(ソルビタンセスキオレート)
１重量部とを混合した後、十分攪拌してスラリーを調整
した。このスラリー粘度は１４０mPasであった。該スラ
リーを用いて電解質を成膜し、１４００℃で焼成した。
得られた電解質の厚さは、５０μmであった。なお、後
工程でインターコネクターを成膜する部分についてはマ
スキングを施し、膜が塗布されないようにしておいた。(3) Preparation of electrolyte: YSZ is used as the electrolyte.
The composition was 90 mol% ZrO ₂ -10 mol% Y ₂ O ₃ and was prepared by a coprecipitation method, followed by heat treatment to obtain an electrolyte powder. The average particle size was 0.5 μm. 40 parts by weight of the powder, 100 parts by weight of solvent (ethanol), binder (ethyl cellulose) 2
Parts by weight, dispersant (polyoxyethalene alkylsonate) 1 part by weight, defoamer (sorbitan sesquioleate)
After mixing with 1 part by weight, the slurry was sufficiently stirred to prepare a slurry. The slurry viscosity was 140 mPas. An electrolyte was formed into a film using the slurry and baked at 1400 ° C.
The thickness of the obtained electrolyte was 50 μm. Note that masking was applied to a portion where an interconnector was formed in a later step so that the film was not applied.

【００７５】（4）燃料極の作製 燃料極としては、NiO/YSZを用いた。YSZの組成は、90 m
ol％ZrO₂-10mol％Y₂O₃とし、NiO/YSZの重量比率(粉末の
平均粒子径)は、電解質側から燃料方向へNiO/YSZ(平均
粒子径)=２０/８０(0.5μm)、５０/５０（０．５μ
m）、70/30(2μm)とした。各々の粉末は、共沈法で作製
後熱処理をして得た。これらの粉末１００重量部と有機
溶媒（エタノール）５００重量部、バインダー（エチル
セルロース）１０重量部、分散剤(ポリオキシエタレン
アルキルリン酸エステル)５重量部、消泡剤(ソルビタン
セスオキオレート)１重量部、可塑剤(ＤＢＰ)５重量部
を混合した後、十分攪拌してスラリーを調整した。この
スラリーの粘度は７０mPasであった。燃料極の面積が１
５０ｃｍ^２になるように電解質表面にマスキングをし、
NiO/YSZ=20/80,50/50,70/30の順にスラリーコート法に
より成膜しデマスク後、１４２０℃で焼成した。膜厚
(焼成後)は１００μmであった。(4) Preparation of fuel electrode NiO / YSZ was used as the fuel electrode. The composition of YSZ is 90 m
ol% ZrO ₂ -10 mol% Y ₂ O _3, and the weight ratio of NiO / YSZ (average particle size of powder) is NiO / YSZ (average particle size) from the electrolyte side to the fuel direction = 20/80 (0.5 μm) , 50/50 (0.5μ
m), 70/30 (2 μm). Each powder was obtained by a coprecipitation method followed by a heat treatment. 100 parts by weight of these powders, 500 parts by weight of an organic solvent (ethanol), 10 parts by weight of a binder (ethyl cellulose), 5 parts by weight of a dispersant (polyoxyethalene alkyl phosphate), 1 antifoaming agent (sorbitane sesquiolate) After mixing 5 parts by weight of a plasticizer (DBP) with 1 part by weight, the mixture was sufficiently stirred to prepare a slurry. The viscosity of this slurry was 70 mPas. Area of fuel electrode is 1
Mask the surface of the electrolyte to 50 cm ² ,
NiO / YSZ = 20/80, 50/50, 70/30 were formed in this order by a slurry coating method, demasked, and then baked at 1420 ° C. Film thickness
(After firing) was 100 μm.

【００７６】（５）インターコネクターの原料作製：第
一の層は、La_0.8Ca_0.2CrO₃組成であり、噴霧熱分解法で
合成後、熱処理をして作製した。平均粒子径１μmとし
た。第二の層の組成およびその重量比率は、NiO/ La_0.8
Ca_0.2CrO₃=50/50であり、水酸化ニッケルから作製したN
iO粉末と噴霧熱分解法で作製したLa_0.8Ca_0.2CrO₃粉末を
水で分散させた後、スプレードライ法で粉末混合し、さ
らに熱処理をして得た。得られた粉末の平均粒子径は１
μmであった。(5) Preparation of raw material for interconnector: The first layer had a composition of La _0.8 Ca _0.2 CrO ₃ and was prepared by synthesizing by a spray pyrolysis method and then heat treating. The average particle size was 1 μm. The composition of the second layer and its weight ratio are NiO / La _0.8
Ca _0.2 CrO ₃ = 50/50, N made from nickel hydroxide
The iO powder and the La _0.8 Ca _0.2 CrO ₃ powder produced by the spray pyrolysis method were dispersed in water, mixed by the spray dry method, and further heat-treated to obtain the powder. The average particle size of the obtained powder is 1
It was μm.

【００７７】（６）インターコネクタースラリーの作製 粉末４０重量部を溶媒(エタノール)１００重量部、バイ
ンダー（エチルセルロース）２重量部、分散剤(ポリオ
キシエタレンアルキルソン酸エステル)１重量部、消泡
剤(ソルビタンセスキオレート)１重量部とを混合した
後、十分攪拌してスラリーを調整した。このスラリー粘
度は１００mPasであった。(6) Preparation of interconnector slurry 40 parts by weight of powder, 100 parts by weight of solvent (ethanol), 2 parts by weight of binder (ethyl cellulose), 1 part by weight of dispersant (polyoxyetalene alkylsonate), defoaming After mixing 1 part by weight of the agent (sorbitan sesquioleate), the mixture was thoroughly stirred to prepare a slurry. The slurry viscosity was 100 mPas.

【００７８】（７）インターコネクターの作製 緻密空気極上に成膜できるようにマスキングを行った
後、緻密空気極表面にLa_{0. 8}Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=50/50の順にスラリーコート法で成膜しデマス
ク後、さらに1400℃で焼成した。焼成後の厚みは５０μ
m（第一の層：４０μm、第二の層：１０μm）であっ
た。[0078] (7) After masking to allow deposition to produce dense air superb interconnector, La _{0. 8} Ca _0.2 CrO ₃ dense air electrode surface, NiO / La _0.8 Ca
_A film was formed by a slurry coating method in the order of _0.2 CrO ₃ = 50/50, demasked, and then baked at 1400 ° C. Thickness after firing is 50μ
m (first layer: 40 μm, second layer: 10 μm).

【００７９】（８）発電試験 得られた固体電解質型燃料電池（燃料極有効面積：１５
０cm²）に対して、図２に示すようにインターコネクタ
ー２と燃料極４と集電板６の間にNiフェルト５を挟ん
で、発電試験を行った。このときの運転条件は以下であ
った。 燃料：(H2+１１％H2O)：N2 ＝ １：２ 酸化剤：Ａｉｒ 発電温度：１０００℃ 電流密度：０．３Acm^-2 (8) Power generation test Obtained solid oxide fuel cell (fuel electrode effective area: 15
0 cm ² ) and a Ni felt 5 was sandwiched between the interconnector 2, the fuel electrode 4 and the current collector 6 as shown in FIG. The operating conditions at this time were as follows. Fuel: (H2 + 11% H2O): N2 = 1: 2 Oxidizing agent: Air Power generation temperature: 1000 ° C Current density: 0.3Acm ^-2

【００８０】（９）ガス漏れ試験 発電試験前に空気極支持体内部に窒素ガスを流し、空気
極内部から０．１ＭＰａの圧力を加え。インターコネク
ターを透過するガス透過量を測定した。これによりイン
ターコネクターがガス透過性の無いものであるかを評価
した。(9) Gas Leakage Test Before the power generation test, nitrogen gas was caused to flow inside the air electrode support, and a pressure of 0.1 MPa was applied from inside the air electrode. The amount of gas permeation through the interconnector was measured. From this, it was evaluated whether the interconnector had no gas permeability.

【００８１】（実施例２）インターコネクターにおい
て、水酸化ニッケルから作製したNiO粉末（平均粒子径
1.5μm）から第三の層を作製した。緻密空気極表面にLa
_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca_0.2CrO₃=50/50、NiOの順に
スラリーコート法で成膜し、1400℃で焼成すし、焼成後
の厚みが５５μm（第一の層：４０μm、第二の層：１０
μm、第三の層：５μm）であること以外は実施例１と同
様とした。(Example 2) In an interconnector, NiO powder (average particle size) prepared from nickel hydroxide was used.
The third layer was prepared from 1.5 μm). La on the surface of the dense air electrode
_0.8 Ca _0.2 CrO ₃ , NiO / La _0.8 Ca _0.2 CrO ₃ = 50/50, NiO are formed in this order by the slurry coating method and baked at 1400 ° C., and the thickness after baking is 55 μm (first layer: 40 μm, Second layer: 10
.mu.m, third layer: 5 .mu.m).

【００８２】（実施例３）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.7Sr_0.3CrO₃、NiO/ La_0.7Sr
_0.3CrO₃=50/50、NiOの順にスラリーコート法で成膜し、
1400℃で焼成し、焼成後の厚みが５５μm（第一の層：
４０μm、第二の層：１０μm、第三の層：５μm）であ
ること以外は実施例１と同様とした。(Example 3) Smell of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.7Sr_0.3CrO₃, NiO / La_0.7Sr
_0.3CrO₃= 50/50, NiO in this order by the slurry coating method,
After firing at 1400 ° C, the thickness after firing is 55 μm (first layer:
40 μm, second layer: 10 μm, third layer: 5 μm)
Except for this, the same procedure as in Example 1 was performed.

【００８３】（比較例１）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃をスラリーコート
法で成膜し、1400℃で焼成し、焼成後の厚みが４０μm
であること以外は実施例１と同様とした。(Comparative Example 1) In an interconnector, La _0.8 Ca _0.2 CrO ₃ was formed into a film on the surface of a dense air electrode by a slurry coating method and baked at 1400 ° C., and the thickness after baking was 40 μm.
The same as Example 1 except that

【００８４】（比較例２）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.7Sr_0.3CrO₃をスラリーコート
法で成膜し、1400℃で焼成し、焼成後の厚みが４０μm
であること以外は実施例１と同様とした。(Comparative Example 2) In the interconnector, La _0.7 Sr _0.3 CrO ₃ was formed into a film on the surface of the dense air electrode by the slurry coating method and baked at 1400 ° C., and the thickness after baking was 40 μm.
The same as Example 1 except that

【００８５】[0085]

【表１】 [Table 1]

【００８６】表１に発電試験結果を示す。実用電池とし
ての目標出力は出力密度0.18Wcm^-2以上なので本試験で
は27W以上である。出力の結果から、実施例1〜３は実用
電池としての出力性能以上であるが、比較例１，２では
実用電池としての出力性能を大きく下回った。また、イ
ンターコネクターのガス透過量Qは、Ｑ≦2.8×10^-9ms^-1
Pa^-1が目標値であるが、いずれの条件においても目標値
以上のガス透過性を有していることが確認された。これ
らの結果から、インターコネクターを実施例１〜３の構
造にすることで、燃料雰囲気での導電率の向上とNiフェ
ルトとの接触抵抗が抑えられることによって出力性能が
向上することが確認された。Table 1 shows the power generation test results. Since the target output as a practical battery is an output density of 0.18Wcm ^-2 or more, it is 27W or more in this test. From the output results, Examples 1 to 3 were more than the output performance as a practical battery, but Comparative Examples 1 and 2 were far below the output performance as a practical battery. The gas permeation rate Q of the interconnector is Q ≦ 2.8 × 10 ⁻⁹ ms ^−1.
Although Pa ^-1 was the target value, it was confirmed that the gas permeability was not less than the target value under any conditions. From these results, it was confirmed that the structure of Examples 1 to 3 of the interconnector improves the output performance by improving the conductivity in the fuel atmosphere and suppressing the contact resistance with the Ni felt. .

【００８７】第二の層におけるNiO比率について （実施例４）インターコネクターにおいて、緻密空気極
表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca _0.2CrO₃=10/90の
順にスラリーコート法で成膜し、1400℃で焼成し、焼成
後の厚みが５０μm（第一の層：４０μm、第二の層：１
０μm）であること以外は実施例１と同様とした。Regarding the NiO ratio in the second layer (Example 4) In the interconnector, a dense air electrode
La on the surface_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca _0.2CrO₃= 10/90
Films are sequentially formed by the slurry coating method, baked at 1400 ° C, and baked.
Later thickness is 50 μm (first layer: 40 μm, second layer: 1
0 μm), and the same as in Example 1.

【００８８】（実施例５）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=10/90 、NiOの順にスラリーコート法で成膜
し、1400℃で焼成し、焼成後の厚みが５５μm（第一の
層：４０μm、第二の層：１０μm、第三の層：５μm）
であること以外は実施例１と同様とした。(Example 5) Smell of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca
_0.2CrO₃= 10/90, NiO in this order by slurry coating
Then, it is fired at 1400 ° C, and the thickness after firing is 55 μm (first
Layer: 40 μm, second layer: 10 μm, third layer: 5 μm)
The same as Example 1 except that

【００８９】（実施例６）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=30/70の順にスラリーコート法で成膜し、1400
℃で焼成し、焼成後の厚みが５０μm（第一の層：４０
μm、第二の層：１０μm）であること以外は実施例１と
同様とした。Example 6 Smell of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca
_0.2CrO₃= 30/70 in order of slurry coating method, 1400
After firing at ℃, the thickness after firing is 50 μm (first layer: 40
μm, second layer: 10 μm)
Same as above.

【００９０】（実施例７）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=30/70 、NiOの順にスラリーコート法で成膜
し、1400℃で焼成し、焼成後の厚みが５５μm（第一の
層：４０μm、第二の層：１０μm、第三の層：５μm）
であること以外は実施例１と同様とした。(Example 7) Smell of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca
_0.2CrO₃= 30/70, NiO in this order by slurry coating
Then, it is fired at 1400 ° C, and the thickness after firing is 55 μm (first
Layer: 40 μm, second layer: 10 μm, third layer: 5 μm)
The same as Example 1 except that

【００９１】（実施例８）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=70/30の順にスラリーコート法で成膜し、1400
℃で焼成し、焼成後の厚みが５０μm（第一の層：４０
μm、第二の層：１０μm）であること以外は実施例１と
同様とした。(Embodiment 8) Smell of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca
_0.2CrO₃= 70/30 in order of slurry coating method, 1400
After firing at ℃, the thickness after firing is 50 μm (first layer: 40
μm, second layer: 10 μm)
Same as above.

【００９２】（実施例９）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=70/30、NiOの順にスラリーコート法で成膜し、
1400℃で焼成し、焼成後の厚みが５５μm（第一の層：
４０μm、第二の層：１０μm、第三の層：５μm）であ
ること以外は実施例１と同様とした。(Example 9) Smell of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca
_0.2CrO₃= 70/30, NiO in this order by the slurry coating method,
After firing at 1400 ° C, the thickness after firing is 55 μm (first layer:
40 μm, second layer: 10 μm, third layer: 5 μm)
Except for this, the same procedure as in Example 1 was performed.

【００９３】（実施例１０）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=95/5の順にスラリーコート法で成膜し、1400℃
で焼成し、焼成後の厚みが５０μm（第一の層：４０μ
m、第二の層：１０μm）であること以外は実施例１と同
様とした。(Example 10) Odor of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca
_0.2CrO₃= 95/5, form a film by the slurry coating method, and 1400 ℃
And the thickness after firing is 50 μm (first layer: 40 μm
m, second layer: 10 μm) Same as in Example 1 except that
I tried.

【００９４】（実施例１１）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=95/5、NiOの順にスラリーコート法で成膜し、1
400℃で焼成し、焼成後の厚みが５５μm（第一の層：４
０μm、第二の層：１０μm、第三の層：５μm）である
こと以外は実施例１と同様とした。(Embodiment 11) Smell of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca
_0.2CrO₃= 95/5, NiO in this order by the slurry coat method, 1
Baking at 400 ℃, the thickness after baking is 55μm (first layer: 4
0 μm, second layer: 10 μm, third layer: 5 μm)
Except for this, the same procedure as in Example 1 was performed.

【００９５】（比較例３）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=5/95の順にスラリーコート法で成膜し、1400℃
で焼成し、焼成後の厚みが５０μm（第一の層：４０μ
m、第二の層：１０μm）であること以外は実施例１と同
様とした。(Comparative Example 3) Odor of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca
_0.2CrO₃= 5/95 in order of slurry coating method, 1400 ℃
And the thickness after firing is 50 μm (first layer: 40 μm
m, second layer: 10 μm) Same as in Example 1 except that
I tried.

【００９６】（比較例４）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.8Ca_0.2CrO₃、NiO/ La_0.8Ca
_0.2CrO₃=97/3、NiOの順にスラリーコート法で成膜し、1
400℃で焼成し、焼成後の厚みが５０μm（第一の層：４
０μm、第二の層：１０μm）であること以外は実施例１
と同様とした。(Comparative Example 4) Smell of interconnector
On the surface of the dense air electrode_0.8Ca_0.2CrO₃, NiO / La_0.8Ca
_0.2CrO₃= 97/3, NiO in this order by the slurry coat method, 1
Baking at 400 ℃, the thickness after baking is 50 μm (first layer: 4
0 μm, second layer: 10 μm)
Same as.

【００９７】[0097]

【表２】 [Table 2]

【００９８】表2に発電試験結果およびインターコネク
ターのガス透過量を示す。ガス透過量についてはすべて
の条件において目標値より優れているが、出力において
は実施例４〜11では27Ｗ以上であるのに対し、比較例
３、４では27Ｗを下回る結果となった。比較例３につい
ては、第二の層におけるNi量が少ないため燃料側の導電
率が低いこととNiフェルトとの接触抵抗が大きいことと
が原因で出力性能が低下したためである。一方、比較例
４では第一の層と第二の層との密着性が低いことによっ
てインターコネクターの内部抵抗が大きくなったことが
出力性能が低下した原因である。以上の結果から、第二
の層におけるNiOの重量比率は、10〜95重量％の範囲で
あることが好ましいことが確認された。さらに、実施例
4〜11（表１の実施例１，２も含む）においては、第二
の層までのものと第三の層まで設けたもので出力性能を
比較している。第二の層におけるNiOの割合が10,３０で
ある実施例４，６では、第三の層を設けた場合の実施例
５，７と比較して性能差が見られるのに対して、NiOの
多いものではほとんど差が認められないのがわかる。こ
の結果から、第二の層におけるNiOの重量比率は、50〜9
5重量％の範囲であることがより好ましいことが確認さ
れた。Table 2 shows the power generation test results and the gas permeation amount of the interconnector. The gas permeation amount was superior to the target value under all conditions, but the output was 27 W or more in Examples 4 to 11, while it was less than 27 W in Comparative Examples 3 and 4. In Comparative Example 3, the output performance was reduced due to the low electric conductivity on the fuel side due to the small amount of Ni in the second layer and the large contact resistance with the Ni felt. On the other hand, in Comparative Example 4, the output performance deteriorated because the internal resistance of the interconnector increased due to the poor adhesion between the first layer and the second layer. From the above results, it was confirmed that the weight ratio of NiO in the second layer is preferably in the range of 10 to 95% by weight. Further examples
In 4 to 11 (including Examples 1 and 2 in Table 1), the output performance is compared between the second layer and the third layer. In Examples 4 and 6 in which the ratio of NiO in the second layer was 10,30, a performance difference was observed as compared with Examples 5 and 7 in which the third layer was provided, while NiO It can be seen that there is almost no difference in the case of many. From this result, the weight ratio of NiO in the second layer was 50-9.
It was confirmed that the range of 5% by weight was more preferable.

【００９９】インターコネクター焼成温度の効果につい
て （実施例１２）インターコネクターにおいて、緻密空気
極表面にLa_0.80Ca_0.20CrO₃、NiO/ La_{0.8 0}Ca_0.20CrO₃=50
/50、NiOの順にスラリーコート法で成膜し、1350℃で焼
成し、焼成後の厚みが５５μm（第一の層：４０μm、第
二の層：１０μm、第三の層：５μm）であること以外は
実施例１と同様とした。[0099] The effect of the interconnector firing temperature (Example 12) interconnector, La _0.80 Ca _0.20 CrO ₃ dense air electrode _{surface, NiO / La 0.8 0 Ca 0.20} CrO 3 = 50
/ 50, NiO are formed in this order by the slurry coating method, baked at 1350 ° C., and the thickness after baking is 55 μm (first layer: 40 μm, second layer: 10 μm, third layer: 5 μm). Except for this, the same procedure as in Example 1 was performed.

【０１００】（実施例１３）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.80Ca_0.20CrO₃、NiO/ La_{0.8 0}C
a_0.20CrO₃=50/50、NiOの順にスラリーコート法で成膜
し、1500℃で焼成し、焼成後の厚みが５５μm（第一の
層：４０μm、第二の層：１０μm、第三の層：５μm）
であること以外は実施例１と同様とした。[0100] (Example 13) In the interconnector, La _0.80 Ca _0.20 CrO ₃ dense air electrode surface, NiO / La _{0.8 0} C
a _0.20 CrO ₃ = 50/50, NiO are formed in this order by the slurry coating method and baked at 1500 ° C., and the thickness after baking is 55 μm (first layer: 40 μm, second layer: 10 μm, third layer: Layer: 5 μm)
The same as Example 1 except that

【０１０１】（比較例５）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.80Ca_0.20CrO₃、NiO/ La_{0.8 0}C
a_0.20CrO₃=50/50、NiOの順にスラリーコート法で成膜
し、1300℃で焼成し、焼成後の厚みが５５μm（第一の
層：４０μm、第二の層：１０μm、第三の層：５μm）
であること以外は実施例１と同様とした。[0102] (Comparative Example 5) In the interconnector, La _0.80 Ca _0.20 CrO ₃ dense air electrode surface, NiO / La _{0.8 0} C
a _0.20 CrO ₃ = 50/50, NiO were deposited in this order by the slurry coating method and baked at 1300 ° C., and the thickness after baking was 55 μm (first layer: 40 μm, second layer: 10 μm, third layer: Layer: 5 μm)
The same as Example 1 except that

【０１０２】（比較例６）インターコネクターにおい
て、緻密空気極表面にLa_0.80Ca_0.20CrO₃、NiO/ La_{0.8 0}C
a_0.20CrO₃=50/50、NiOの順にスラリーコート法で成膜
し、1550℃で焼成し、焼成後の厚みが５５μm（第一の
層：４０μm、第二の層：１０μm、第三の層：５μm）
であること以外は実施例１と同様とした。[0102] (Comparative Example 6) In the interconnector, La _0.80 Ca _0.20 CrO ₃ dense air electrode surface, NiO / La _{0.8 0} C
a _0.20 CrO ₃ = 50/50, NiO are formed in this order by the slurry coating method and baked at 1550 ° C., and the thickness after baking is 55 μm (first layer: 40 μm, second layer: 10 μm, third layer: Layer: 5 μm)
The same as Example 1 except that

【０１０３】[0103]

【表３】 [Table 3]

【０１０４】表３にインターコネクターの焼成温度に対
する出力とインターコネクターガス透過量の結果を示
す。焼成温度が1350〜1500℃では27W以上でガス透過量
も要求される数値を上回っているのに対して、1350℃よ
り温度の低い比較例５では出力、ガス透過量ともに未達
であり、1500℃より温度の高い比較例６では出力が未達
であった。以上の結果からインターコネクターの焼成温
度は1350〜1500℃が好ましいことが確認された。Table 3 shows the output of the interconnector with respect to the firing temperature and the result of the interconnector gas permeation amount. When the calcination temperature is 1350 to 1500 ° C, the gas permeation amount exceeds the required value at 27 W or more, whereas in Comparative Example 5 having a temperature lower than 1350 ° C, both the output and the gas permeation amount are not reached. In Comparative Example 6 having a temperature higher than ° C, the output did not reach. From the above results, it was confirmed that the firing temperature of the interconnector is preferably 1350 to 1500 ° C.

【０１０５】燃料極について （実施例１４）燃料極において、NiO/SSZを用いた。SSZ
の組成は、90 mol％ZrO₂-10mol％Sc₂O₃とし、NiO/SSZの
重量比率(粉末の平均粒子径)は、電解質側から燃料方向
へNiO/SSZ (平均粒子径)=２０/８０(0.5μm)、５０/５
０（０．５μm）、70/30(2μm)とした。各々の粉末は、
共沈法で作製後熱処理をして得た。これらの粉末１００
重量部と有機溶媒（エタノール）５００重量部、バイン
ダー（エチルセルロース）１０重量部、分散剤(ポリオ
キシエタレンアルキルリン酸エステル)５重量部、消泡
剤(ソルビタンセスオキオレート)１重量部、可塑剤(Ｄ
ＢＰ)５重量部を混合した後、十分攪拌してスラリーを
調整した。このスラリーの粘度は７０mPasであった。燃
料極の面積が１５０ｃｍ^２になるように電解質表面にマ
スキングをし、NiO/SSZ=20/80,50/50,70/30の順にスラ
リーコート法により成膜しデマスク後、１４２０℃で焼
成し、膜厚(焼成後)が１００μmであった以外は実施例
１と同様とした。Regarding Fuel Electrode (Example 14) NiO / SSZ was used in the fuel electrode. SSZ
The composition is 90 mol% ZrO ₂ -10 mol% Sc ₂ O _3, and the weight ratio of NiO / SSZ (average particle size of the powder) is NiO / SSZ (average particle size) = 20 / 80 (0.5 μm), 50/5
0 (0.5 μm) and 70/30 (2 μm). Each powder is
It was obtained by a co-precipitation method followed by heat treatment. 100 of these powders
Parts by weight and 500 parts by weight of organic solvent (ethanol), 10 parts by weight of binder (ethyl cellulose), 5 parts by weight of dispersant (polyoxyetalene alkyl phosphate ester), 1 part by weight of defoaming agent (sorbitane sesquiolate), plastic Agent (D
After mixing 5 parts by weight of BP), the mixture was sufficiently stirred to prepare a slurry. The viscosity of this slurry was 70 mPas. The electrolyte surface is masked so that the area of the fuel electrode is 150 cm ² , NiO / SSZ = 20/80, 50/50, 70/30 is formed by the slurry coating method in this order, demasked, and then baked at 1420 ° C. The same procedure as in Example 1 was performed except that the film thickness (after firing) was 100 μm.

【０１０６】[0106]

【表４】 [Table 4]

【０１０７】表４に燃料極の構成層に対する出力とイン
ターコネクターガス透過量の結果を示す。表４に示すよ
うに燃料極をNiO/SSZにした場合、インターコネクター
のガス透過量は変わらず、出力性能はむしろ高くなるこ
とがわかった。以上の結果から燃料極としてはNiO/YSZ
あるいはNiO/SSZのいずれであっても良いことが確認さ
れた。Table 4 shows the results of the output to the constituent layers of the fuel electrode and the interconnector gas permeation amount. As shown in Table 4, when NiO / SSZ was used as the fuel electrode, it was found that the gas permeation amount of the interconnector did not change and the output performance was rather high. From the above results, NiO / YSZ is used as the fuel electrode.
It was also confirmed that either NiO / SSZ may be used.

【０１０８】空気極について （実施例１５）空気極および緻密空気極をCaを固溶させ
たランタンマンガナイトとし、組成をLa _0.80Ca_0.20MnO₃
組成とした以外は実施例１と同様とした。About the air electrode (Example 15) Ca and solid solution of air electrode and dense air electrode
Lantern manganite and the composition is La _0.80Ca_0.20MnO₃
Same as Example 1 except that the composition was used.

【０１０９】[0109]

【表５】 [Table 5]

【０１１０】表５に空気極組成に対する出力とインター
コネクターガス透過量の結果を示す。この結果からいず
れを用いても差が無く、空気極としてはSrまたはCaを固
溶させたランタンマンガナイトが好ましいことが確認さ
れた。Table 5 shows the results of the output and interconnector gas permeation amount with respect to the air electrode composition. From these results, it was confirmed that there was no difference in using any of them, and it was confirmed that lanthanum manganite in which Sr or Ca was solid-dissolved was preferable as the air electrode.

【０１１１】電解質について （実施例１６）電解質をSSZとし、該組成を90 mol％ZrO
₂-10mol％Sc₂O₃であるものを用いた以外は実施例１と同
様とした。Electrolyte (Example 16) The electrolyte was SSZ and the composition was 90 mol% ZrO 2.
Except for using what is _{2 -10mol%} Sc ₂ O ₃ were the same as in Example 1.

【０１１２】[0112]

【表６】 [Table 6]

【０１１３】表６に電解質組成に対する出力とインター
コネクターガス透過量の結果を示す。電解質にSSZを用
いるとインターコネクターのガス透過量は変わらない
が、出力性能がYSZの場合と比較してむしろ良くなる結
果が得られた。以上の結果から電解質としてはYSZまた
はSSZであることが好ましいことが確認された。Table 6 shows the results of the output and the interconnector gas permeation amount with respect to the electrolyte composition. When SSZ was used as the electrolyte, the gas permeation amount of the interconnector did not change, but the output performance was rather better than that of YSZ. From the above results, it was confirmed that YSZ or SSZ is preferable as the electrolyte.

【０１１４】[0114]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、固体電
解質型燃料電池のインターコネクターが空気極側から燃
料極側に向かって、LaMCrO₃(但し、M=Ca,Srのいずれか)
で表されるCaまたはSrを固溶させたランタンクロマイト
からなる第一の層と、前記LaMCrO ₃とNiOが均一に混合さ
れた層からなる第二の層と、からなるのでインターコネ
クターの電子導電性が高く、出力性能が高い固体電解質
型燃料電池を提供できる。以上の説明から明らかなよう
に、固体電解質型燃料電池のインターコネクターが空気
極側から燃料極側に向かって、LaMCrO₃(但し、M=Ca,Sr
のいずれか)で表されるCaまたはSrを固溶させたランタ
ンクロマイトからなる第一の層と、前記LaMCrO ₃とNiOが
均一に混合された層からなる第二の層と、NiOからなる
第三の層と、からなるのでインターコネクターの電子導
電性が高く、集電材との接触抵抗が小さいので、出力性
能が高い固体電解質型燃料電池を提供できる。また、固
体電解質型燃料電池を大気雰囲気下にて焼成できるの
で、焼成コストが安価な固体電解質型燃料電池を提供で
きる。As is apparent from the above description, the solid state electrode is
The interconnector of the degradable fuel cell burns from the air electrode side.
Towards the charge side, LaMCrO₃(However, either M = Ca or Sr)
Lanthanum chromite, which is a solid solution of Ca or Sr represented by
A first layer consisting of LaMCrO ₃And NiO are mixed uniformly
The second layer consisting of the
Solid electrolyte with high electronic conductivity and high output performance
Type fuel cell can be provided. As is clear from the above explanation
In addition, the solid electrolyte fuel cell interconnector is
From the pole side to the fuel pole side, LaMCrO₃(However, M = Ca, Sr
Lanta which is a solid solution of Ca or Sr.
The first layer of chromite and the LaMCrO ₃And NiO
Second layer consisting of uniformly mixed layer and NiO
It consists of a third layer, so that the
High electrical property and low contact resistance with current collector, so output performance
It is possible to provide a solid oxide fuel cell having high performance. Also solid
Can burn body electrolyte fuel cells in air
To provide solid oxide fuel cells with low firing cost
Wear.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】円筒タイプの固体電解質型燃料電池の断面を示
す図である。FIG. 1 is a view showing a cross section of a cylindrical solid oxide fuel cell.

【図２】図１に示す固体電解質型燃料電池の空気極、電
解質および燃料極構成について詳細に示した断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view showing in detail the air electrode, electrolyte and fuel electrode configuration of the solid oxide fuel cell shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：空気極支持体 ２：インターコネクター ３：電解質 ４：燃料極 ５：集電材 ６：集電板 1: Air electrode support 2: Interconnector 3: Electrolyte 4: Fuel electrode 5: Current collector 6: Current collector

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 電解質と、該電解質の片面に燃料極と、
前記電解質の反対面に設けた空気極と、からなる単電池
と、前記空気極または燃料極表面に接続され、電気的な
接続の役割を有するインターコネクターと、からなる固
体電解質型燃料電池であって、前記インターコネクター
が空気極側から燃料極側に向かって、LaMCrO₃(但し、M=
Ca,Srのいずれか)で表されるCaまたはSrを固溶させたラ
ンタンクロマイトからなる第一の層と、前記LaMCrO₃とN
iOが均一に混合された層からなる第二の層と、からなる
ことを特徴とする固体電解質型燃料電池。1. An electrolyte, and a fuel electrode on one side of the electrolyte,
A solid oxide fuel cell comprising a unit cell including an air electrode provided on the opposite surface of the electrolyte, and an interconnector connected to the surface of the air electrode or the fuel electrode and having an electrical connection role. Then, the interconnector goes from the air electrode side to the fuel electrode side, and LaMCrO ₃ (however, M =
A first layer comprising lanthanum chromite in the form of a solid solution of Ca or Sr represented by either Ca or Sr), and LaMCrO ₃ and N
A solid oxide fuel cell, comprising a second layer composed of a layer in which iO is uniformly mixed, and a second layer. 【請求項２】 電解質と、該電解質の片面に燃料極と、
前記電解質の反対面に設けた空気極と、からなる単電池
と、前記空気極または燃料極表面に接続され、電気的な
接続の役割を有するインターコネクターと、からなる固
体電解質型燃料電池であって、前記インターコネクター
が空気極側から燃料極側に向かって、LaMCrO₃(但し、M=
Ca,Srのいずれか)で表されるCaまたはSrを固溶させたラ
ンタンクロマイトからなる第一の層と、前記LaMCrO₃とN
iOが均一に混合された層からなる第二の層と、NiOから
なる第三の層と、からなることを特徴とする固体電解質
型燃料電池。2. An electrolyte, and a fuel electrode on one side of the electrolyte,
A solid oxide fuel cell comprising a unit cell including an air electrode provided on the opposite surface of the electrolyte, and an interconnector connected to the surface of the air electrode or the fuel electrode and having an electrical connection role. Then, the interconnector goes from the air electrode side to the fuel electrode side, and LaMCrO ₃ (however, M =
A first layer comprising lanthanum chromite in the form of a solid solution of Ca or Sr represented by either Ca or Sr), and LaMCrO ₃ and N
A solid oxide fuel cell, comprising a second layer composed of a layer in which iO is uniformly mixed, and a third layer composed of NiO. 【請求項３】 前記第二の層におけるNiOの重量比率
が、１０〜９５重量％であることを特徴とする請求項１
または２に記載の固体電解質型燃料電池。3. The weight ratio of NiO in the second layer is 10 to 95% by weight.
Alternatively, the solid oxide fuel cell according to item 2. 【請求項４】 前記重量比率が、５０〜９５重量％であ
ることを特徴とする請求項３に記載の固体電解質型燃料
電池。4. The solid oxide fuel cell according to claim 3, wherein the weight ratio is 50 to 95% by weight. 【請求項５】 前記燃料極は、NiOとイットリアを固溶
させたジルコニアが均一に混合された層またはNiOとス
カンジアを固溶させたジルコニアが均一に混合された層
のいずれかから構成されることを特徴とする請求項1〜
４のいずれか一項に記載の固体電解質型燃料電池。5. The fuel electrode comprises either a layer in which zirconia containing NiO and yttria as a solid solution is uniformly mixed or a layer in which zirconia containing NiO and scandia as a solid solution is uniformly mixed. Claim 1 ~ characterized in that
4. The solid oxide fuel cell according to any one of 4 above. 【請求項６】 前記空気極は、SrまたはCaを固溶させた
ランタンマンガナイトからなることを特徴とする請求項
1〜５のいずれか一項に記載の固体電解質型燃料電池。6. The air electrode is made of lanthanum manganite in which Sr or Ca is dissolved in solid solution.
The solid oxide fuel cell according to any one of 1 to 5. 【請求項７】 前記電解質は、イットリアを固溶させた
ジルコニアまたはスカンジアを固溶させたジルコニアか
らなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に
記載の固体電解質型燃料電池。7. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the electrolyte is made of zirconia in which yttria is dissolved or zirconia in which scandia is dissolved. 【請求項８】 前記インターコネクターを空気極の表面
に形成後、１３５０〜１５００℃で焼成させてなること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の固体
電解質型燃料電池。8. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the interconnector is formed on the surface of the air electrode and then fired at 1350 to 1500 ° C. 【請求項９】 前記インターコネクターを燃料極の表面
に形成後、１３５０〜１５００℃で焼成させてなること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の固体
電解質型燃料電池。9. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the interconnector is formed on the surface of the fuel electrode and then fired at 1350 to 1500 ° C.