JP5028763B2

JP5028763B2 - Solid oxide fuel cell and method for producing the same

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Publication number: JP5028763B2
Application number: JP2005232077A
Authority: JP
Inventors: 邦聡芳片; 宏年坂元
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2025-08-10
Also published as: JP2007048605A

Description

本発明は、燃料電池に関し、より詳しくは、主に燃料ガスと酸化剤ガスとの混合ガス中において安定的に発電する固体酸化物形燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to a solid oxide fuel cell that generates power stably in a mixed gas of a fuel gas and an oxidant gas.

従来より、固体酸化物形燃料電池のセルデザインとして、平板型、円筒型などが提案されている。 Conventionally, a flat plate type, a cylindrical type, and the like have been proposed as cell designs for solid oxide fuel cells.

このようなセルは、電解質の表面及び裏面に燃料極及び空気極をそれぞれ配置したものであり、電解質を隔壁として燃料ガスと酸化剤ガスとが別々に供給されることによって発電が行われている。 In such a cell, a fuel electrode and an air electrode are respectively disposed on the front surface and the back surface of the electrolyte, and power generation is performed by separately supplying fuel gas and oxidant gas using the electrolyte as a partition wall. .

このような隔壁式のセルは、性能を向上させるためには電解質の薄膜化が要求され、電解質材料の内部抵抗の低減が必要となるが、電解質が薄すぎると脆弱化してしまい、耐振性や耐久性が低下するという問題があった。 In order to improve the performance of such a partition-type cell, it is necessary to reduce the thickness of the electrolyte, and it is necessary to reduce the internal resistance of the electrolyte material. However, if the electrolyte is too thin, it becomes brittle, There was a problem that durability deteriorated.

このため、上述した隔壁式のセルに代わる燃料電池として、燃料極及び空気極を固体電解質からなる基板の同一面上に配置し、燃料ガス及び酸化剤ガスの混合ガスを供給することにより発電が可能な非隔膜式固体酸化物形燃料電池が提案されている（例えば、特許文献１）。この燃料電池によれば、燃料ガスと酸化剤ガスとを分離する必要がないため、セパレーター及びガスシールが不要となり、構造及び製造工程の大幅な簡略化を図ることができる。 For this reason, as a fuel cell that replaces the partition type cell described above, the fuel electrode and the air electrode are arranged on the same surface of the substrate made of a solid electrolyte, and power is generated by supplying a mixed gas of fuel gas and oxidant gas. A possible non-membrane type solid oxide fuel cell has been proposed (for example, Patent Document 1). According to this fuel cell, since it is not necessary to separate the fuel gas and the oxidant gas, the separator and the gas seal are not required, and the structure and the manufacturing process can be greatly simplified.

また、この非隔膜式固体酸化物形燃料電池では、酸素イオンの伝導が固体電解質の表層付近で起こり、燃料極と空気極とを固体電解質の同一面上に近接して形成するため、平板型や円筒型のように電解質の厚みが電池の性能に直接影響することはない。したがって、電池の性能を維持したまま電解質の厚みを増すことができ、これによって脆弱性を改善することが可能となる。
特開平８−２６４１９５号公報（第２−３頁、第１図） Further, in this non-membrane type solid oxide fuel cell, the conduction of oxygen ions occurs near the surface layer of the solid electrolyte, and the fuel electrode and the air electrode are formed close to each other on the same surface of the solid electrolyte. The thickness of the electrolyte does not directly affect the performance of the battery as in the case of the cylinder type. Therefore, the thickness of the electrolyte can be increased while maintaining the performance of the battery, thereby improving the vulnerability.
JP-A-8-264195 (page 2-3, FIG. 1)

しかしながら、特許文献３の燃料電池では、次のような問題があった。この燃料電池では、一対の燃料極と空気極とを単電池セルと規定し、複数の単電池セルを電解質上に配置している。そして、隣接する単電池セル間の燃料極と空気極とをインターコネクタで接続している。ところが、この構造では、隣接する単電池セル間に電解質が存在しているため、発電時にはこの電解質が酸素イオンの移動する経路となり得る。そのため、単電池セル間の電解質と、この電解質を挟む燃料極及び空気極が燃料電池を構成して発電することになる。これにより、本来の単電池セルの起電力と、単電池セル間に形成される電池の起電力とが打ち消し合い、内部短絡状態となるため、燃料電池全体の起電力が下がり、電池性能が低下するという問題があった。 However, the fuel cell of Patent Document 3 has the following problems. In this fuel cell, a pair of fuel electrode and air electrode are defined as a single battery cell, and a plurality of single battery cells are arranged on an electrolyte. The fuel electrode and the air electrode between adjacent unit cells are connected by an interconnector. However, in this structure, since an electrolyte exists between adjacent unit cells, this electrolyte can be a path for oxygen ions to move during power generation. Therefore, the electrolyte between the single battery cells, and the fuel electrode and the air electrode sandwiching the electrolyte constitute a fuel cell to generate power. As a result, the original electromotive force of the single battery cell and the electromotive force of the battery formed between the single battery cells cancel each other out, resulting in an internal short-circuit state. There was a problem to do.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、作製工程を簡素化でき、高い発電出力を得ることができる固体酸化物形燃料電池及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a solid oxide fuel cell capable of simplifying the manufacturing process and obtaining a high power generation output, and a method for manufacturing the same. .

本発明に係る固体酸化物形燃料電池は、上記目的を達成するためになされたものであり、基板と、当該基板の一方面に配置される電解質と、当該電解質の同一平面上に所定間隔をおいて配置される燃料極及び空気極からなる複数の電極対とを備え、隣り合う電極対の間に、電解質を分断するように貫通し基板内にまで達している溝が形成されている。 The solid oxide fuel cell according to the present invention has been made to achieve the above object, and has a substrate, an electrolyte disposed on one surface of the substrate, and a predetermined interval on the same plane of the electrolyte. And a plurality of electrode pairs composed of a fuel electrode and an air electrode, and a groove penetrating to reach the inside of the substrate so as to divide the electrolyte is formed between adjacent electrode pairs.

また、前記基板の他方面に配置される電解質と、当該電解質の同一平面上に所定間隔をおいて配置される燃料極及び空気極からなる複数の電極対とをさらに備え、基板の他方面側に配置された隣り合う電極対の間に、電解質を分断するよう貫通し基板にまで達している溝が形成されており、該溝は基板の一方面側に形成された溝との間に基板を介していてもよい。 The substrate further includes an electrolyte disposed on the other surface of the substrate, and a plurality of electrode pairs including a fuel electrode and an air electrode disposed at a predetermined interval on the same plane of the electrolyte. A groove is formed between adjacent electrode pairs arranged on the substrate so as to divide the electrolyte and reach the substrate, and the groove is formed between the groove formed on one side of the substrate and the substrate. It may be through.

また、複数の電極対は、インターコネクタによって接続されていることが好ましい。 The plurality of electrode pairs are preferably connected by an interconnector.

また、電解質は、板状に形成されており前記基板に金属酸化物系の接着剤により取り付けられていてもよく、もしくは、印刷手法により基板に形成されてもよい。 Further, the electrolyte may be formed in a plate shape and attached to the substrate with a metal oxide adhesive, or may be formed on the substrate by a printing method.

また、本発明に係る固体酸化物形燃料電池の製造方法は、基板の少なくとも一方面に電解質を配置する工程と、電解質を分断するよう貫通し基板内にまで達する溝を形成する工程と、分断された各電解質の同一平面上に燃料極及び空気極からなる電極対を配置する工程とを備えている。 Further, the method for manufacturing a solid oxide fuel cell according to the present invention includes a step of disposing an electrolyte on at least one surface of the substrate , a step of forming a groove that penetrates the electrolyte and reaches the substrate , Disposing an electrode pair consisting of a fuel electrode and an air electrode on the same plane of each electrolyte.

または、基板の少なくとも一方面に電解質を配置する工程と、電解質の同一平面上に、所定の間隔をおいて燃料極及び空気極からなる電極対を複数配置する工程と、隣り合う電極対の間に電解質を分断するよう貫通し基板内にまで達する溝を形成する工程とを備えている。 Alternatively, the step of disposing the electrolyte on at least one surface of the substrate, the step of disposing a plurality of electrode pairs composed of the fuel electrode and the air electrode at a predetermined interval on the same plane of the electrolyte, and between adjacent electrode pairs And a step of forming a groove penetrating to divide the electrolyte and reaching the inside of the substrate.

これらの製造方法は、溝を横断するインターコネクタによって隣り合う電極対を接続する工程をさらに含んでいることが好ましい。 These manufacturing methods preferably further include a step of connecting adjacent electrode pairs by an interconnector crossing the groove.

また、電解質は板状に形成される。基板の少なくとも一方面に電解質を配置する工程では、電解質は、基板に金属酸化物系の接着剤で基板の少なくとも一方面に取り付けられる。または、電解質は、印刷手法により基板の少なくとも一方面に形成される。電解質の同一平面上に燃料極及び空気極からなる電極対を配置する工程では、電極対は、印刷手法により電解質に塗布し焼結することで、電解質の同一平面上に形成される。 The electrolyte is Ru is formed in a plate shape. In the step of disposing the electrolyte on at least one surface of the substrate, the electrolyte is attached to at least one surface of the substrate with a metal oxide-based adhesive. Alternatively, the electrolyte is formed on at least one surface of the substrate by a printing method. In the step of arranging the electrode pair composed of the fuel electrode and the air electrode on the same plane of the electrolyte, the electrode pair is formed on the same plane of the electrolyte by applying and sintering the electrolyte by a printing method.

このように、電解質は隣り合う電極対間に溝が形成され、分断されている。したがって従来例のように単電池セル間に電解質が存在しないため、酸素イオン伝導の経路を遮断することができる。その結果、各電極対と電解質とによる本来の起電力が、隣接する電極対間で発生し逆作用となる起電力によって打ち消されて低下するのを防ぐことができ、燃料電池の起電力が低下するのを確実に防止することができ、高い発電出力を得ることができる。 Thus, the electrolyte is divided by forming a groove between adjacent electrode pairs. Therefore, since there is no electrolyte between the battery cells as in the conventional example, the oxygen ion conduction path can be blocked. As a result, the original electromotive force generated by each electrode pair and the electrolyte can be prevented from being canceled and reduced by the electromotive force that is generated between the adjacent electrode pairs and has an adverse effect, thereby reducing the electromotive force of the fuel cell. This can be reliably prevented, and high power generation output can be obtained.

また、上記のような構成の単電池セルは、基板の一方面にのみに配置することもできるが、基板の両面に配置することもできる。こうすることで、一枚の基板に多数の単電池セルを形成することができ、燃料電池をコンパクトにしたままで、高い発電出力を得ることができる。 Moreover, although the single battery cell of the above structures can be arrange | positioned only on the one surface of a board | substrate, it can also be arrange | positioned on both surfaces of a board | substrate. By doing so, a large number of unit cells can be formed on one substrate, and a high power generation output can be obtained while keeping the fuel cell compact.

さらに、板状の電解質が基板に金属酸化物系の接着剤により取り付けられていることで、電解質上に先に各電極を形成し、これを高温（１２００℃以上）にて焼成した後、基板に貼着することが可能であるため、基板が１２００℃以上という高温に耐える必要が無くなるので、使用する基板の自由度が拡げることができる。 Furthermore, since the plate-like electrolyte is attached to the substrate with a metal oxide adhesive, each electrode is first formed on the electrolyte, and this is fired at a high temperature (1200 ° C. or higher), and then the substrate. Since it is not necessary for the substrate to withstand a high temperature of 1200 ° C. or higher, the degree of freedom of the substrate to be used can be expanded.

また、印刷手法により電解質を基板に形成することにより電解質を薄膜化することができる。 Moreover, the electrolyte can be thinned by forming the electrolyte on the substrate by a printing method.

以下、本発明に係る固体酸化物形燃料電池及びその製造方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る燃料電池の一部断面図であり、図２はこの燃料電池の概略平面図である。 Hereinafter, embodiments of a solid oxide fuel cell and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a fuel cell according to this embodiment, and FIG. 2 is a schematic plan view of the fuel cell.

図１及び２に示すようにこの燃料電池は、シート状の基板１と、その一方面上に配置された電解質３と、この電解質３の同一平面上に形成された燃料極５及び空気極７の対からなる複数の電極対Ｅ（ここでは、２対を表示）とを備えている。各電極対Ｅ_１とＥ_２の間の電解質３及び基板１の上面一部に溝Ｋが形成されており、該溝Ｋは、電解質３を分断している。こうすることにより、電解質３、燃料極５及び空気極７からなる独立した単電池セルＣ_１，C_２が形成される。この溝Ｋの幅は１〜１００００μｍとすることが好ましく、１０〜１０００μｍとすることがさらに好ましい。また、各電解質３上の燃料極５及び空気極７は帯状に形成され、所定間隔をおいて配置されている。このとき、燃料極５と空気極７との間隔Ｌは、例えば１〜５０００μｍとすることが好ましく、１０〜５００μｍとすることがさらに好ましい。例えば、スクリーン印刷のような一般的なパターン印刷方式で電極を形成する場合、電極のパターン崩れによって異極同士が短絡する可能性があり、間隔Ｌは、１０μｍ以上とすることが好ましく、また、電極を異極同士が接触した状態で形成した後、ブラスト加工やレーザー加工などの後工程により間隔Ｌを形成する場合、加工精度の観点から、１μｍ程度の加工も可能である。 As shown in FIGS. 1 and 2, this fuel cell includes a sheet-like substrate 1, an electrolyte 3 disposed on one surface thereof, and a fuel electrode 5 and an air electrode 7 formed on the same plane of the electrolyte 3. And a plurality of electrode pairs E (here, two pairs are indicated). A groove K is formed in the electrolyte 3 between each electrode pair E ₁ and E ₂ and part of the upper surface of the substrate 1, and the groove K divides the electrolyte 3. By doing so, independent unit cells C ₁ and C ₂ composed of the electrolyte 3, the fuel electrode 5 and the air electrode 7 are formed. The width of the groove K is preferably 1 to 10,000 μm, and more preferably 10 to 1000 μm. Further, the fuel electrode 5 and the air electrode 7 on each electrolyte 3 are formed in a band shape and are arranged at a predetermined interval. At this time, the distance L between the fuel electrode 5 and the air electrode 7 is preferably, for example, 1 to 5000 μm, and more preferably 10 to 500 μm. For example, when the electrodes are formed by a general pattern printing method such as screen printing, the different polarities may be short-circuited due to collapse of the electrode pattern, and the interval L is preferably 10 μm or more. In the case where the gap L is formed by a subsequent process such as blasting or laser processing after the electrodes are formed in a state where the different polarities are in contact with each other, processing of about 1 μm is possible from the viewpoint of processing accuracy.

また、図２に示すように、この燃料電池において両端に配置された電極、つまり一方の単電池セルＣ_１の燃料極５、及び他方の単電池セルＣ_２の空気極７には電流を取り出すための集電部８がそれぞれ形成されている。 Further, as shown in FIG. 2, takes out the current to the fuel electrode disposed at both ends in the battery, i.e. one of the fuel electrode 5 of the single-battery cells C _1, and the other of the air electrode 7 of the single-battery cells C ₂ Current collectors 8 are formed respectively.

インターコネクタ９は、上述のように隣接する単電池セルＣ_１，Ｃ_２間を接続しており、具体的には一方の単電池セルＣ_１の空気極７と他方の単電池セルＣ_２の燃料極５とを接続している。このとき、インターコネクタ９は、電解質３上に形成されるとともに、隣接する単電池セルＣ_１，Ｃ_２の間では基板１上に配置され、溝Ｋを横断するように形成される。 The interconnector 9 connects the adjacent unit cells C ₁ and C ₂ as described above, specifically, the air electrode 7 of _{one unit} cell C ₁ and the other unit cell C ₂ . The fuel electrode 5 is connected. At this time, the interconnector 9 is formed on the electrolyte 3 and is disposed on the substrate 1 between the adjacent unit cells C ₁ and C ₂ so as to cross the groove K.

次に、上記のように構成された燃料電池の材質について説明する。基板１は、例えば、耐熱性の観点から、アルミナ系、シリカ系、チタン系等のセラミックス系の絶縁性材料からなる。 Next, the material of the fuel cell configured as described above will be described. The substrate 1 is made of, for example, a ceramic insulating material such as alumina, silica, or titanium from the viewpoint of heat resistance.

電解質３の材料としては、固体酸化物形燃料電池の電解質として公知のものを使用することができ、例えば、サマリウムやガドリニウム等をドープしたセリア系酸化物、ストロンチウムやマグネシウムをドープしたランタン・ガレード系酸化物、スカンジウムやイットリウムを含むジルコニア系酸化物などの酸素イオン伝導性セラミックス材料を用いることができる。 As the material of the electrolyte 3, those known as electrolytes for solid oxide fuel cells can be used. Oxygen ion conductive ceramic materials such as oxides, zirconia-based oxides containing scandium and yttrium can be used.

燃料極５は、例えば、金属触媒と酸化物イオン導電体からなるセラミックス粉末材料との混合物を用いることができる。このとき用いられる金属触媒としては、ニッケル、鉄、コバルトや、貴金属（白金、ルテニウム、パラジウム等）等の還元性雰囲気中で安定で、水素酸化活性を有する材料を用いることができる。また、酸化物イオン導電体としては、蛍石型構造又はペロブスカイト型構造を有するものを好ましく用いることができる。蛍石型構造を有するものとしては、例えばサマリウムやガドリニウム等をドープしたセリア系酸化物、スカンジウムやイットリウムを含むジルコニア系酸化物などを挙げることができる。また、ペロブスカイト型構造を有するものとしてはストロンチウムやマグネシウムをドープしたランタン・ガレード系酸化物を挙げることができる。上記材料の中では、酸化物イオン導電体とニッケルとの混合物で、燃料極５を形成することが好ましい。なお、酸化物イオン導電体からなるセラミックス材料とニッケルとの混合形態は、物理的な混合形態であってもよいし、ニッケルへの粉末修飾などの形態であってもよい。また、上述したセラミックス材料は、１種類を単独で、或いは２種類以上を混合して使用することができる。また、燃料極５は、金属触媒を単体で用いて構成することもできる。 As the fuel electrode 5, for example, a mixture of a metal catalyst and a ceramic powder material made of an oxide ion conductor can be used. As the metal catalyst used at this time, a material that is stable in a reducing atmosphere, such as nickel, iron, cobalt, or a noble metal (platinum, ruthenium, palladium, etc.) and has hydrogen oxidation activity can be used. In addition, as the oxide ion conductor, one having a fluorite structure or a perovskite structure can be preferably used. Examples of those having a fluorite structure include ceria-based oxides doped with samarium, gadolinium, and the like, and zirconia-based oxides containing scandium and yttrium. In addition, examples of those having a perovskite structure include lanthanum galide oxides doped with strontium and magnesium. Among the materials described above, the fuel electrode 5 is preferably formed of a mixture of an oxide ion conductor and nickel. The mixed form of the ceramic material made of the oxide ion conductor and nickel may be a physical mixed form or a form of powder modification to nickel. Moreover, the ceramic material mentioned above can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. Moreover, the fuel electrode 5 can also be comprised using a metal catalyst alone.

空気極７を形成するセラミックス粉末材料としては、例えば、ペロブスカイト型構造等を有するＣｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ又はＭｎ等からなる金属酸化物を用いることができる。具体的には（Ｓｍ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３，（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３，（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３，（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｆｅ，Ｃｏ）Ｏ_３，（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）Ｏ_３などの酸化物が挙げられ、好ましくは、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３である。上述したセラミックス材料は、１種を単独で、或いは２種以上を混合して使用することができる。 As the ceramic powder material forming the air electrode 7, for example, a metal oxide made of Co, Fe, Ni, Cr, Mn or the like having a perovskite structure or the like can be used. Specifically, (Sm, Sr) CoO ₃ , (La, Sr) MnO ₃ , (La, Sr) CoO ₃ , (La, Sr) (Fe, Co) O ₃ , (La, Sr) (Fe, Co , Ni) O _{3 and the} like, and (La, Sr) MnO ₃ is preferable. The ceramic material mentioned above can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

電解質３、燃料極５及び空気極７を、セラミックス粉末材料から形成する場合、用いられる粉末の平均粒径は、好ましくは１０ｎｍ〜１００μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５０μｍであり、特に好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍである。なお、平均粒径は、例えば、ＪＩＳＺ８９０１にしたがって計測することができる。 When the electrolyte 3, the fuel electrode 5 and the air electrode 7 are formed from a ceramic powder material, the average particle size of the powder used is preferably 10 nm to 100 μm, more preferably 50 nm to 50 μm, and particularly preferably 100 nm. 10 μm. In addition, an average particle diameter can be measured according to JISZ8901, for example.

また、インターコネクタ９及び集電部８は、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，ＳＵＳ等の導電性金属、或いは金属系材料，又はＬａ（Ｃｒ，Ｍｇ）Ｏ_３，（Ｌａ，Ｃａ）ＣｒＯ_３，（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｒＯ_３などのランタン・クロマイト系等の導電性セラミックス材料によって形成することができ、これらのうちの１種を単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。 Further, the interconnector 9 and the current collector 8 are made of conductive metal such as Pt, Au, Ag, Ni, Cu, SUS, or a metal material, or La (Cr, Mg) O ₃ , (La, Ca) CrO. ₃ , (La, Sr) CrO ₃ and other conductive ceramic materials such as lanthanum and chromite. One of these may be used alone, or two or more may be mixed. May be used.

上記燃料極５、及び空気極７は、上述した材料を主成分として、さらにバインダー樹脂、有機溶媒などが適量加えられることにより形成される。より詳細には、上記主成分とバインダー樹脂との混合において、上記主成分が５０〜９５重量％となるように、バインダー樹脂等を加えることが好ましい。また、電解質３も、上記燃料極５及び空気極７と同様に、上述した材料を主成分として、バインダー樹脂、有機溶媒などが適量加えられることにより成型されるが、上記主成分とバインダーとの混合において、上記主成分の割合が８０重量％以上となるように混合されることが好ましい。さらに、インターコネクタ９も、上述した材料に上記添加物を加えることにより形成される。そして、これら空気極７、燃料極５及びインターコネクタ９の膜厚は焼結後に１μｍ〜５００μmとなるように形成するが、１０μm〜１００μmとすることが好ましい。また、電解質３の膜厚は、１０〜５０００μｍであることが好ましく、５０〜２０００μｍであることがさらに好ましい。 The fuel electrode 5 and the air electrode 7 are formed by adding appropriate amounts of a binder resin, an organic solvent, and the like with the above-described material as a main component. More specifically, it is preferable to add a binder resin or the like so that the main component is 50 to 95% by weight in the mixing of the main component and the binder resin. Similarly to the fuel electrode 5 and the air electrode 7, the electrolyte 3 is molded by adding an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, or the like with the above-described material as a main component. In the mixing, it is preferable to mix so that the ratio of the main component is 80% by weight or more. Furthermore, the interconnector 9 is also formed by adding the above additive to the above-described material. The film thicknesses of the air electrode 7, the fuel electrode 5 and the interconnector 9 are formed so as to be 1 μm to 500 μm after sintering, but preferably 10 μm to 100 μm. The thickness of the electrolyte 3 is preferably 10 to 5000 μm, and more preferably 50 to 2000 μm.

上記のように構成された燃料電池は、次のように発電が行われる。まず、単電池セルＣが形成された基板１の一方面上に、メタンやエタンなどの炭化水素系ガスからなる燃料ガスと酸素等からなる酸化剤ガスとの混合ガスを高温の状態（例えば、４００〜１０００℃）で供給する。これにより、燃料極５と空気極７との間の電解質３の主に表層付近で、酸化物イオン伝導が起こって発電が行われる。 The fuel cell configured as described above generates power as follows. First, a mixed gas of a fuel gas composed of a hydrocarbon-based gas such as methane and ethane and an oxidant gas composed of oxygen or the like is placed on one surface of the substrate 1 on which the unit cell C is formed at a high temperature (for example, 400-1000 ° C). Thereby, oxide ion conduction occurs mainly in the vicinity of the surface layer of the electrolyte 3 between the fuel electrode 5 and the air electrode 7 to generate power.

以上のように本実施形態に係る燃料電池では、各単電池セルＣの電解質３が所定間隔をおいて配置される構造であるため、次のような効果がある。すなわち、上記燃料電池では、各単電池セルＣ_１，Ｃ_２間の電解質３を分離するように溝Ｋが形成されている。したがって、従来例と異なり、単電池セルＣ間に電解質３が存在しないため、酸素イオンが単電池セル間で移動するのを防止することができ、内部短絡状態となることを防止できる。その結果、燃料電池トータルの電圧が大きく低下するのを防止することができ、高い発電出力を得ることができる。 As described above, the fuel cell according to the present embodiment has a structure in which the electrolyte 3 of each unit cell C is arranged at a predetermined interval, and thus has the following effects. That is, in the fuel cell, the groove K is formed so as to separate the electrolyte 3 between the single battery cells C ₁ and C ₂ . Therefore, unlike the conventional example, since the electrolyte 3 does not exist between the unit cells C, it is possible to prevent oxygen ions from moving between the unit cells, and to prevent an internal short circuit state. As a result, the total voltage of the fuel cell can be prevented from greatly decreasing, and a high power generation output can be obtained.

次に、上述した燃料電池の製造方法の一例を、図３を参照しつつ説明する。まず、上述した材料からなる基板１を準備する。続いて、上述した電解質３、燃料極５、及び空気極７用の粉末材料を主成分として、これらそれぞれにバインダー樹脂、有機溶媒などを適量加えて混練し、電解質ペースト、燃料極ペースト、空気極ペーストをそれぞれ作製する。各ペーストの粘度は、次に説明するスクリーン印刷法に適合するように１０^３〜１０^６ｍＰａ・ｓ程度であることが好ましい。同様に、インターコネクタ用ペーストも、上述した粉末材料にバインダ−樹脂等の添加物を加えて作製しておく。このペーストの粘度は上述したものと同じである。 Next, an example of the fuel cell manufacturing method described above will be described with reference to FIG. First, the substrate 1 made of the above-described material is prepared. Subsequently, the powder materials for the electrolyte 3, the fuel electrode 5, and the air electrode 7 described above are the main components, and an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, and the like are added and kneaded to each of them, and the electrolyte paste, fuel electrode paste, air electrode Each paste is prepared. The viscosity of each paste is preferably about 10 ³ to 10 ⁶ mPa · s so as to be compatible with the screen printing method described below. Similarly, the interconnector paste is prepared by adding an additive such as a binder resin to the powder material described above. The viscosity of this paste is the same as described above.

次に、基板１上に、電解質ペ−ストをスクリーン印刷により塗布した後、所定の時間及び温度で乾燥・焼結することにより電解質３を形成する（図３（ｂ））。その後、切削加工にて、基板１に到達するまで、電解質３の掘り込みを行い、溝Ｋを形成する（図３（ｃ））。次に、燃料極ペーストをスクリーン印刷法により各電解質３上に帯状に塗布した後、所定の時間及び温度で乾燥・焼結し、燃料極５を形成する（図３（ｄ））。続いて、各電解質３上の燃料極５と対向する位置それぞれに、空気極ペーストをスクリーン印刷法によって塗布し、所定時間及び温度で乾燥・焼結することにより空気極７を形成する。こうして、２個の単電池セルＣ_１，Ｃ_２が形成される（図３（ｅ））。最後に単電池セルＣ_１，Ｃ_２を接続するように、単電池セルＣ_１，Ｃ_２間にインターコネクタ用ペーストをスクリーン印刷法によって線状に塗布し、所定時間及び温度で乾燥・焼結することによりインターコネクタ９を形成し、単電池セルＣを電気的に接続する。このときインターコネクタ９は、電解質３間の溝Ｋを横断し基板１上を通過するように形成する（図３（ｆ））。以上の工程により、図１及び２に示すような燃料電池が完成する。 Next, after applying an electrolyte paste on the substrate 1 by screen printing, the electrolyte 3 is formed by drying and sintering at a predetermined time and temperature (FIG. 3B). Thereafter, the electrolyte 3 is dug until the substrate 1 is reached by cutting to form a groove K (FIG. 3C). Next, the fuel electrode paste is applied in a strip shape on each electrolyte 3 by screen printing, and then dried and sintered at a predetermined time and temperature to form the fuel electrode 5 (FIG. 3D). Subsequently, an air electrode paste is applied to each position on the electrolyte 3 facing the fuel electrode 5 by a screen printing method, and the air electrode 7 is formed by drying and sintering at a predetermined time and temperature. Thus, two unit cells C ₁ and C ₂ are formed (FIG. 3E). Finally, interconnector paste is applied linearly by screen printing method between unit cells C ₁ and C ₂ so that unit cells C ₁ and C ₂ are connected, and then dried and sintered at a predetermined time and temperature. By doing so, the interconnector 9 is formed and the unit cells C are electrically connected. At this time, the interconnector 9 is formed so as to cross the groove K between the electrolytes 3 and pass over the substrate 1 (FIG. 3 (f)). Through the above steps, a fuel cell as shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、基板１の一方面にのみ電解質３、燃料極５、及び空気極７を形成しているが、基板１の他方面にこれらを形成してもよい。このときの製造方法としては、例えば基板１の一方面に電解質３、燃料極５、及び空気極７を形成する各工程において、基板１の他方面にも電解質３、燃料極５、及び空気極７をそれぞれ同様に形成し、基板１の両面に同じ形態の電池を形成し、基板の一方面と他方面とが貫通していないように溝Kが形成されている（図４参照）。こうすることで、燃料電池をコンパクトにしたままで、高い発電出力を得ることができる。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible unless it deviates from the meaning. For example, in the above embodiment, the electrolyte 3, the fuel electrode 5, and the air electrode 7 are formed only on one surface of the substrate 1, but these may be formed on the other surface of the substrate 1. As a manufacturing method at this time, for example, in each step of forming the electrolyte 3, the fuel electrode 5, and the air electrode 7 on one surface of the substrate 1, the electrolyte 3, the fuel electrode 5, and the air electrode are also formed on the other surface of the substrate 1. 7 are formed in the same manner, the same type of battery is formed on both sides of the substrate 1, and a groove K is formed so that one side and the other side of the substrate do not penetrate (see FIG. 4). By doing so, a high power generation output can be obtained while keeping the fuel cell compact.

また、上記実施形態では、溝Ｋを作成した後に各電解質３に燃料極５及び空気極７を作成しているが、電解質３に燃料極５及び空気極７からなる複数の電極対Ｅを所定の間隔をおいて形成した後に、隣り合う電極対Ｅの間に溝Ｋを形成してもよい。 In the above-described embodiment, the fuel electrode 5 and the air electrode 7 are formed on each electrolyte 3 after the groove K is formed. After the gap is formed, the groove K may be formed between the adjacent electrode pairs E.

また、上記実施形態では、隣接する単電池セルＣ_１，Ｃ_２の間に溝Ｋが形成されているが、図５に示すように、溝Ｋ内に絶縁膜１０を配置することもできる。これにより、隣接する電解質３が絶縁膜１０によって仕切られるために、単電池セルＣ_１，Ｃ_２間の電気的な分離がより確実になるため、より高い発電出力を得ることができる。 Further, in the above embodiment, the grooves K between adjacent unit battery cells C _1, C ₂ are formed, as shown in FIG. 5, it is also possible to arrange the insulating film 10 in the groove K. Thereby, since the adjacent electrolyte 3 is partitioned off by the insulating film 10, electrical separation between the single cells C ₁ and C ₂ becomes more reliable, so that a higher power generation output can be obtained.

この場合、絶縁膜１０は、セラミックス系材料で形成することが好ましく、例えばアルミナ系、またはシリカ系セラミックス材料を使用することができる。また、この絶縁膜１０を構成するセラミックス材料粉末の粒径は、上記電解質３等と同様に、通常１０ｎｍ〜１００μｍであり、好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍである。また、この絶縁膜１０は、上記セラミックス材料の粉末を主成分として、バインダー樹脂、有機溶媒などを適量加えて使用される。そして、焼結後は、溝Ｋを埋めるだけの膜厚であることが好ましい。 In this case, the insulating film 10 is preferably formed of a ceramic material, and for example, an alumina-based or silica-based ceramic material can be used. The particle size of the ceramic material powder constituting the insulating film 10 is usually 10 nm to 100 μm, preferably 100 nm to 10 μm, like the electrolyte 3 and the like. Further, the insulating film 10 is used with the ceramic material powder as a main component and an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, or the like. And after sintering, it is preferable that the film thickness is sufficient to fill the groove K.

また、上記実施形態では、各ペーストの塗布にスクリーン印刷法を用いているが、これに限定されるものではなく、ドクターブレード法、スプレーコート法、スピンコート法、リソグラフィー法、電気泳動法、ロールコート法、グラビアロ−ルコ−ト法、ディスペンサーコート法、ＣＶＤ，ＥＶＤ，スパッタリング法、転写法等の印刷方法等、その他一般的な印刷法を用いることができる。また、印刷後の後工程として、ＣＩＰ（静水圧プレス）、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）、ホットプレス、その他の一般的なプレス工程を用いることができる。なお、電解質３を印刷で形成する場合には、基板１と電解質３との間に、両者の熱膨張係数の中間の値を示す接着材料からなる応力緩和層を介在させることが好ましい。こうすることで、両者の膨張係数の相違から、焼結時において薄膜の電解質３に割れが生じるのを防止することができる。 In the above embodiment, the screen printing method is used for applying each paste. However, the present invention is not limited to this. The doctor blade method, the spray coating method, the spin coating method, the lithography method, the electrophoresis method, the roll Other general printing methods such as coating methods, gravure roll coating methods, dispenser coating methods, CVD, EVD, sputtering methods, printing methods such as transfer methods, and the like can be used. Moreover, as a post-process after printing, CIP (hydrostatic pressure press), HIP (hot isostatic press), hot press, and other general press processes can be used. When the electrolyte 3 is formed by printing, it is preferable to interpose a stress relaxation layer made of an adhesive material showing an intermediate value of the thermal expansion coefficient between the substrate 1 and the electrolyte 3. By doing so, it is possible to prevent the thin film electrolyte 3 from being cracked during sintering due to the difference in expansion coefficient between the two.

また、溝Ｋの形成に切削加工を用いているが、これ以外にも、ブラスト加工や、レーザー加工などを用いることができる。レーザー加工を用いることにより、より微細な溝を形成することができるので、より多くの単電池セルＣの集積化を図ることができる。 Moreover, although the cutting process is used for forming the groove K, other than this, blasting, laser processing, or the like can be used. By using laser processing, finer grooves can be formed, so that more unit cells C can be integrated.

さらに、電解質３を印刷で形成する以外にも、板状、シート状の電解質を準備し、これを接着剤等を介して基板１に貼り付け、その後に切削加工にて、基板１に到達するまで、電解質の掘り込みを行い、溝Ｋを形成してもよい。なお、前記接着剤は、無機系の接着剤を使用することができ、例えば、東亜合成株式会社製アロンセラミックスを使用することができる。 Further, in addition to forming the electrolyte 3 by printing, a plate-like or sheet-like electrolyte is prepared and attached to the substrate 1 through an adhesive or the like, and then reaches the substrate 1 by cutting. The groove K may be formed by digging in the electrolyte. In addition, the said adhesive agent can use an inorganic adhesive agent, for example, Toa Gosei Co., Ltd. Aron ceramics can be used.

また、上記実施形態では、２個の単電池セルＣを用いた場合について示したが、これ以上の単電池セルＣを用いてもよく、さらに単電池セルＣを直列に接続してもよいし、並列に接続してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although shown about the case where the two unit cell C was used, the unit cell C more than this may be used, and also the unit cell C may be connected in series. May be connected in parallel.

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

実施例として図１に示す固体酸化物形燃料電池を作製する。まず、粉末をプレス成形し、焼成作製したアルミナからなる支持基板１を準備した。この基板１は、１０ｍｍ角の大きさで厚みが１ｍｍである。 As an example, a solid oxide fuel cell shown in FIG. 1 is manufactured. First, a support substrate 1 made of alumina prepared by press-molding powder and firing was prepared. The substrate 1 has a size of 10 mm square and a thickness of 1 mm.

また、電解質材料としてＧＤＣ（Ｃｅ_０．９Ｇｄ_０．１Ｏ_１．９）粉末（０．０５〜５μｍ、平均粒径０．５μｍ）を使用し、これにセルロース系バインダー樹脂を少量混合し、９５：５の重量比となる電解質ペーストを作製した。電解質ペーストの粘度は、溶剤にて希釈することでスクリーン印刷法に適した５×１０^５ｍＰａ・ｓ程度とした。 Also, GDC (Ce _0.9 Gd _0.1 O _1.9 ) powder (0.05-5 μm, average particle size 0.5 μm) is used as the electrolyte material, and a small amount of a cellulose binder resin is mixed therewith, An electrolyte paste having a weight ratio of 95: 5 was prepared. The electrolyte paste had a viscosity of about 5 × 10 ⁵ mPa · s suitable for screen printing by diluting with a solvent.

燃料極材料としては、ＮｉＯ粉末（０．０１〜１０μｍ、平均粒径１μｍ)、ＳＤＣ（Ｃｅ_０．８Ｓｍ_０．２Ｏ_１．９）粉末（粒径０．０１〜１０μｍ、平均粒径０．１μｍ）を重量比で７：３となるように混合した後、セルロース系バインダー樹脂を添加して、上記混合物の割合が８０重量％となる燃料極ペーストを作製した。つまり、上記混合物と、バインダー樹脂との重量比が８０：２０となるようにした。燃料極ペーストの粘度は、溶剤にて希釈することでスクリーン印刷に適した５×１０^５ｍＰａ・ｓ程度とした。 As the fuel electrode material, NiO powder (0.01 to 10 μm, average particle size 1 μm), SDC (Ce _0.8 Sm _0.2 O _1.9 ) powder (particle size 0.01 to 10 μm, average particle size 0) 0.1 μm) was mixed to a weight ratio of 7: 3, and then a cellulose-based binder resin was added to prepare a fuel electrode paste in which the ratio of the mixture was 80% by weight. That is, the weight ratio of the mixture to the binder resin was set to 80:20. The viscosity of the fuel electrode paste was about 5 × 10 ⁵ mPa · s suitable for screen printing by diluting with a solvent.

続いて、空気極材料としてＳＳＣ（Ｓｍ_０．５Ｓｒ_０．５ＣｏＯ_３）粉末（０．１〜１０μｍ、平均粒径１μｍ)を使用し、セルロース系バインダー樹脂を添加して、上記粉末の割合が８０％となるように空気極ペーストを作製した。つまり、ＳＳＣ粉末と、バインダー樹脂との重量比が８０：２０になるようにした。空気極ペーストの粘度は、燃料極と同様に、溶剤にて希釈しスクリーン印刷に適した５×１０^５ｍＰａ・ｓ程度とした。 Subsequently, SSC (Sm _0.5 Sr _0.5 CoO ₃ ) powder (0.1 to 10 μm, average particle size 1 μm) is used as an air electrode material, a cellulose binder resin is added, and the ratio of the powder The air electrode paste was prepared so that the ratio was 80%. That is, the weight ratio of the SSC powder to the binder resin was set to 80:20. As with the fuel electrode, the viscosity of the air electrode paste was about 5 × 10 ⁵ mPa · s which was diluted with a solvent and suitable for screen printing.

また、単電池セル間を接続するインターコネクタ、及び集電体用の材料としては、Ａｕ粉末（０．１〜５μm、平均粒径２．５μm）を使用し、これにセルロース系バインダー樹脂を混合してインターコネクタ用及び集電用ペーストを作製した。インターコネクタ用ペーストの粘度はスクリーン印刷に適した５×１０^５ｍＰａ・ｓとした。 In addition, as an interconnector for connecting between battery cells and a current collector material, Au powder (0.1 to 5 μm, average particle size 2.5 μm) is used, and a cellulose binder resin is mixed therewith. Thus, pastes for interconnectors and current collectors were produced. The viscosity of the interconnector paste was 5 × 10 ⁵ mPa · s suitable for screen printing.

次に、電解質ペ−ストをスクリーン印刷法によって、支持基板１上に全面にわたり塗布した後、１３０℃で１５分間乾燥し、続いて１５００℃で１０時間焼結することで、焼結後の厚みが２００μｍとなる電解質３を形成した。 Next, an electrolyte paste is applied over the entire surface of the support substrate 1 by a screen printing method, dried at 130 ° C. for 15 minutes, and then sintered at 1500 ° C. for 10 hours to obtain a thickness after sintering. An electrolyte 3 having a thickness of 200 μm was formed.

続いて、サンドブラスト加工により、砥粒を圧縮空気と共に高速でノズルから噴出させることにより、電解質３に１００μｍの幅で溝を形成した。 Subsequently, a groove having a width of 100 μm was formed in the electrolyte 3 by ejecting the abrasive grains from the nozzle at high speed together with compressed air by sandblasting.

続いて、スクリーン印刷によって電解質３上に燃料極ペーストを塗布した。このとき、幅５００μｍ、長さ７ｍｍ、塗布厚み２０μｍの燃料極が各電解質３上に１本ずつ形成されるように、燃料極ペーストを塗布する。そして、１３０℃で１５分間乾燥した後、１４５０℃で１時間焼結した。さらに続いて、上記各電解質３の同一面上に、空気極ペーストをスクリーン印刷法によって塗布した。このとき、幅５００μｍ、長さ７ｍｍ、塗布厚み２０μｍ、燃料極５との間隔２００μｍである空気極７が各電解質３上に１本ずつ形成されるように空気極ペーストを塗布する。そして、燃料極５と同様に、１３０℃で１５分間乾燥した後、１２００℃で１時間焼結し、2対の電極対Ｅを作製した。 Subsequently, a fuel electrode paste was applied onto the electrolyte 3 by screen printing. At this time, the fuel electrode paste is applied so that one fuel electrode having a width of 500 μm, a length of 7 mm, and a coating thickness of 20 μm is formed on each electrolyte 3. And after drying at 130 degreeC for 15 minutes, it sintered at 1450 degreeC for 1 hour. Subsequently, an air electrode paste was applied on the same surface of each electrolyte 3 by a screen printing method. At this time, the air electrode paste is applied so that one air electrode 7 having a width of 500 μm, a length of 7 mm, a coating thickness of 20 μm, and a distance of 200 μm from the fuel electrode 5 is formed on each electrolyte 3. Then, similarly to the fuel electrode 5, the electrode was dried at 130 ° C. for 15 minutes and then sintered at 1200 ° C. for 1 hour to produce two electrode pairs E.

続いて、インターコネクタ用ペーストをスクリ−ン印刷法で塗布し（長さ３ｍｍ、幅２００μｍ、電解質３上面からの厚み３０μm）、上記単電池セルを図１及び図２に示すように直列に接続し、また、電池の両端の電極に集電部８を形成した。こうして、実施例に係る固体酸化物形燃料電池を製造した。 Subsequently, the interconnector paste was applied by screen printing (length 3 mm, width 200 μm, thickness 30 μm from the top surface of the electrolyte 3), and the unit cells were connected in series as shown in FIGS. 1 and 2. And the current collection part 8 was formed in the electrode of the both ends of a battery. Thus, the solid oxide fuel cell according to the example was manufactured.

また、この実施例と対比する比較例（図６）を次のように製造した。この比較例では、１０ｍｍ角の大きさで厚みが１ｍｍの電解質３を準備し、これを基板として用いた。そして、この電解質３上に、実施例と同様の寸法及び間隔で燃料極５及び空気極７を２個ずつ形成し、インターコネクタ９で直列に接続した。 Moreover, the comparative example (FIG. 6) compared with this Example was manufactured as follows. In this comparative example, an electrolyte 3 having a size of 10 mm square and a thickness of 1 mm was prepared and used as a substrate. Then, two fuel electrodes 5 and two air electrodes 7 were formed on the electrolyte 3 with the same dimensions and intervals as in the example, and connected in series with an interconnector 9.

こうして製造された実施例及び比較例に対して、次のような評価実験を行った。すなわち、メタンと酸素との混合ガスを８００℃で導入し、ＣＨ_４＋１／２Ｏ_２→２Ｈ_２＋ＣＯの反応を起こさせることで、燃料極５である酸化ニッケルを還元処理し、電流−電圧特性の評価を行った。 The following evaluation experiments were performed on the examples and comparative examples thus manufactured. That is, by introducing a mixed gas of methane and oxygen at 800 ° C. and causing a reaction of CH ₄ + 1 / 2O ₂ → 2H ₂ + CO, nickel oxide as the fuel electrode 5 is reduced, and current-voltage characteristics Was evaluated.

その結果、実施例では１２００ｍＶの起電力、比較例では９３０ｍＶと、比較例よりも実施例の方が高い電圧を得ることが確認された。 As a result, it was confirmed that the example gave a higher voltage of 1200 mV in the example and 930 mV in the comparative example, which was higher in the example than in the comparative example.

本発明に係る固体酸化物形燃料電池の実施形態の断面図である。1 is a cross-sectional view of an embodiment of a solid oxide fuel cell according to the present invention. 図１に示す燃料電池の概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the fuel cell shown in FIG. 1. 図１に示す燃料電池の製造方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the manufacturing method of the fuel cell shown in FIG. 図１に示す燃料電池の他の例の断面図である。It is sectional drawing of the other example of the fuel cell shown in FIG. 図１に示す燃料電池のさらに他の例の断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。FIG. 6 is a cross-sectional view (a) and a plan view (b) of still another example of the fuel cell shown in FIG. 1. 比較例に係る燃料電池の断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell which concerns on a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１基板
３電解質
５燃料極
７空気極
９インターコネクタ
Ｅ電極対
Ｋ溝 1 Substrate 3 Electrolyte 5 Fuel electrode 7 Air electrode 9 Interconnector E Electrode pair K Groove

Claims

基板と、
当該基板の一方面に配置される電解質と、
当該電解質の同一平面上に所定間隔をおいて配置される燃料極及び空気極からなる複数の電極対とを備え、
隣り合う前記電極対の間に、前記電解質を分断するよう貫通し前記基板内にまで達している溝が形成されていることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 A substrate,
An electrolyte disposed on one side of the substrate;
A plurality of electrode pairs consisting of a fuel electrode and an air electrode arranged at a predetermined interval on the same plane of the electrolyte,
Between the electrode pairs adjacent solid oxide fuel cell, wherein the electrolyte penetrates to dividing grooves that reach the substrate is formed.

前記基板の他方面に配置される電解質と、
当該電解質の同一平面上に所定間隔をおいて配置される燃料極及び空気極からなる複数の電極対とをさらに備え、
前記基板の他方面側に配置された隣り合う前記電極対の間に、前記電解質を分断するよう貫通し前記基板にまで達している溝が形成されており、
該溝は、前記基板の一方面側に形成された溝との間に前記基板を介していることを特徴とする請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池。 An electrolyte disposed on the other side of the substrate;
A plurality of electrode pairs consisting of a fuel electrode and an air electrode arranged at a predetermined interval on the same plane of the electrolyte,
Between the adjacent electrode pairs arranged on the other surface side of the substrate, a groove is formed that penetrates the electrolyte and divides the electrolyte to reach the substrate.
2. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the groove is interposed between the groove formed on one side of the substrate and the groove.

前記複数の電極対が溝を横断したインターコネクタによって接続されている請求項１または２に記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 1 or 2, wherein the plurality of electrode pairs are connected by an interconnector crossing the groove.

前記電解質は板状に形成されており、前記基板に金属酸化物系の接着剤により取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の固体酸化物形燃料電池。 4. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the electrolyte is formed in a plate shape, and is attached to the substrate with a metal oxide adhesive. 5. .

前記電解質は印刷手法により基板に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrolyte is formed on the substrate by a printing method.

前記複数の電極対は、印刷手法により前記電解質に塗布され焼結されることで、前記電解質に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の固体酸化物形燃料電池。6. The solid oxide according to claim 1, wherein the plurality of electrode pairs are formed on the electrolyte by being applied to the electrolyte and sintered by a printing method. Fuel cell.

基板の少なくとも一方面に電解質を配置する工程と、
前記電解質を分断するよう貫通し前記基板内にまで達する溝を形成する工程と、
前記分断された各電解質の同一平面上に燃料極及び空気極からなる電極対を配置する工程とを備えたことを特徴とする固体酸化物形燃料電池の製造方法。 Placing an electrolyte on at least one side of the substrate;
Forming a groove penetrating reach in said substrate so as to divide the electrolyte,
And a step of arranging an electrode pair consisting of a fuel electrode and an air electrode on the same plane of each of the divided electrolytes, and a method for producing a solid oxide fuel cell.

基板の少なくとも一方面に電解質を配置する工程と、
前記電解質の同一平面上に、所定の間隔をおいて燃料極及び空気極からなる電極対を複数配置する工程と、
隣り合う前記電極対の間に前記電解質を分断するよう貫通し前記基板内にまで達する溝を形成する工程とを備えたことを特徴とする固体酸化物形燃料電池の製造方法。 Placing an electrolyte on at least one side of the substrate;
Arranging a plurality of electrode pairs consisting of a fuel electrode and an air electrode at a predetermined interval on the same plane of the electrolyte;
Penetrating method for producing a solid oxide fuel cell characterized by comprising a step of forming a groove that reaches the substrate so as to divide the electrolyte between the electrode pairs adjacent.

溝を横断するインターコネクタによって前記隣り合う電極対を接続する工程をさらに含むことを特徴とする請求項７または８に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法。 Method for producing a solid oxide fuel cell according to claim 7 or 8, further comprising the step of connecting the electrode pairs adjacent the by interconnector across the groove.

前記電解質は板状に形成されており、前記電解質を前記基板に金属酸化物系の接着剤により取り付ける工程をさらに備えていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の製造方法。 The said electrolyte is formed in plate shape, The process of attaching the said electrolyte to the said board | substrate with a metal oxide type adhesive agent is further provided, The any one of Claim 7 thru | or 9 characterized by the above-mentioned. Production method.

前記基板の少なくとも一方面に電解質を配置する工程では、前記電解質を、印刷手法により前記基板の少なくとも一方面に形成することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 7 , wherein in the step of disposing an electrolyte on at least one surface of the substrate, the electrolyte is formed on at least one surface of the substrate by a printing method. .

前記電解質の同一平面上に燃料極及び空気極からなる電極対を配置する工程では、前記電極対を、印刷手法により前記電解質に塗布し焼結することで、前記電解質の同一平面上に形成することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の製造方法。 In the step of disposing an electrode pair composed of a fuel electrode and an air electrode on the same plane of the electrolyte, the electrode pair is formed on the same plane of the electrolyte by being applied to the electrolyte by a printing method and sintered. The manufacturing method according to any one of claims 7 to 11, wherein: