JP5244264B1 - Solid oxide fuel cell - Google Patents

Solid oxide fuel cell Download PDF

Info

Publication number
JP5244264B1
JP5244264B1 JP2013018321A JP2013018321A JP5244264B1 JP 5244264 B1 JP5244264 B1 JP 5244264B1 JP 2013018321 A JP2013018321 A JP 2013018321A JP 2013018321 A JP2013018321 A JP 2013018321A JP 5244264 B1 JP5244264 B1 JP 5244264B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
interconnector
layer
support member
conductive support
fuel cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013018321A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013179045A (en
Inventor
壮太 清水
将宏 小川
綾乃 小林
俊広 吉田
誠 大森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP2013018321A priority Critical patent/JP5244264B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5244264B1 publication Critical patent/JP5244264B1/en
Publication of JP2013179045A publication Critical patent/JP2013179045A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

【課題】インターコネクタと導電性支持部材の積層体の電気抵抗率を低減可能であり、かつ、インターコネクタと導電性支持部材との界面における剥離を抑制可能な固体酸化物型燃料電池を提供する。
【解決手段】固体酸化物型燃料電池は、ＮｉとＦｅを含む導電性支持部材と、導電性支持部材と共焼成され、クロマイト系材料とＦｅとを含むインターコネクタと、を備える。導電性支持部材におけるＦｅの平均含有率は、０ｍｏｌ％より大きく１９ｍｏｌ％以下である。インターコネクタにおけるＦｅの平均含有率は、０ｍｏｌ％より大きく７．８ｍｏｌ％以下である。導電性支持部材とインターコネクタとの界面において、導電性支持部材とインターコネクタとの接合割合は、２０％以上８５％以下である。
【選択図】図２Provided is a solid oxide fuel cell capable of reducing the electrical resistivity of a laminate of an interconnector and a conductive support member and capable of suppressing peeling at the interface between the interconnector and the conductive support member. .
A solid oxide fuel cell includes a conductive support member containing Ni and Fe, and an interconnector co-fired with the conductive support member and containing a chromite-based material and Fe. The average content of Fe in the conductive support member is greater than 0 mol% and not greater than 19 mol%. The average content of Fe in the interconnector is greater than 0 mol% and not greater than 7.8 mol%. At the interface between the conductive support member and the interconnector, the joining ratio between the conductive support member and the interconnector is 20% or more and 85% or less.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、固体酸化物型燃料電池に関する。   The present invention relates to a solid oxide fuel cell.

従来、支持体と、支持体の一部を露出させるように支持体に巻きつけられた固体電解質層と、固体電解質層と支持体との間に設けられた燃料極と、支持体の露出した部分に形成されるインターコネクタと、を備える固体酸化物型燃料電池が知られている。また、燃料極と、空気極と、燃料極と空気極の間に配置される固体電解質層と、燃料極上に形成されるインターコネクタと、を備える固体酸化物型燃料電池も知られている。   Conventionally, a support, a solid electrolyte layer wound around the support so as to expose a part of the support, a fuel electrode provided between the solid electrolyte layer and the support, and the support exposed A solid oxide fuel cell including an interconnector formed in a portion is known. There is also known a solid oxide fuel cell including a fuel electrode, an air electrode, a solid electrolyte layer disposed between the fuel electrode and the air electrode, and an interconnector formed on the fuel electrode.

ここで、ランタンクロマイト系セラミックスで構成されるインターコネクタにおいて、ランタン又はクロムの一部をアルカリ土類金属もしくは遷移金属に置換することによって、インターコネクタ自体の導電性を向上させる手法が提案されている（特許文献１参照）。   Here, in an interconnector composed of lanthanum chromite ceramics, a method for improving the electrical conductivity of the interconnector itself by replacing a part of lanthanum or chromium with an alkaline earth metal or transition metal has been proposed. (See Patent Document 1).

特開平７−１９６３６９号公報JP-A-7-196369

しかしながら、特許文献１の手法では、インターコネクタと支持体又は燃料極（以下、「導電性支持部材」という。）の積層体の電気抵抗率やインターコネクタと導電性支持部材との界面における剥離については考慮されていない。   However, in the method of Patent Document 1, electrical resistivity of a laminate of an interconnector and a support or a fuel electrode (hereinafter referred to as “conductive support member”) and peeling at an interface between the interconnector and the conductive support member. Is not considered.

本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであり、インターコネクタと導電性支持部材の積層体の電気抵抗率を低減可能であり、かつ、インターコネクタと導電性支持部材との界面における剥離を抑制可能な固体酸化物型燃料電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of this problem, can reduce the electrical resistivity of the laminate of the interconnector and the conductive support member, and peels off at the interface between the interconnector and the conductive support member. An object of the present invention is to provide a solid oxide fuel cell capable of suppressing the above.

本発明に係る固体酸化物型燃料電池は、ＮｉとＦｅを含む導電性支持部材と、導電性支持部材と共焼成され、クロマイト系材料とＦｅとを含むインターコネクタと、を備える。導電性支持部材におけるＦｅの平均含有率は、インターコネクタにおけるＦｅの平均含有率よりも高い。導電性支持部材におけるＦｅの平均含有率は、０ｍｏｌ％より大きく１９ｍｏｌ％以下である。インターコネクタにおけるＦｅの平均含有率は、０ｍｏｌ％より大きく７．８ｍｏｌ％以下である。導電性支持部材とインターコネクタとの界面において、導電性支持部材とインターコネクタとの接合割合は、２０％以上８５％以下である。   A solid oxide fuel cell according to the present invention includes a conductive support member containing Ni and Fe, and an interconnector co-fired with the conductive support member and containing a chromite-based material and Fe. The average content of Fe in the conductive support member is higher than the average content of Fe in the interconnector. The average content of Fe in the conductive support member is greater than 0 mol% and not greater than 19 mol%. The average content of Fe in the interconnector is greater than 0 mol% and not greater than 7.8 mol%. At the interface between the conductive support member and the interconnector, the joining ratio between the conductive support member and the interconnector is 20% or more and 85% or less.

本発明によれば、インターコネクタと導電性支持部材の積層体の電気抵抗率を低減可能であり、かつ、インターコネクタと導電性支持部材との界面における剥離を抑制可能な固体酸化物型燃料電池を提供することができる。   According to the present invention, the solid oxide fuel cell capable of reducing the electrical resistivity of the laminate of the interconnector and the conductive support member and suppressing the separation at the interface between the interconnector and the conductive support member. Can be provided.

横縞型固体酸化物型燃料電池を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing a horizontal stripe type solid oxide fuel cell. 図１のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. Ｆｅの含有率の測定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measuring method of the content rate of Fe. 中間層７とインターコネクタ８との界面を模式的に示す断面図である。2 is a cross-sectional view schematically showing an interface between an intermediate layer 7 and an interconnector 8. FIG.

＜固体酸化物型燃料電池１の構成＞
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る横縞型の固体酸化物型燃料電池（以下、「燃料電池」と略称する）１は、支持基板２と、第１固体酸化物型燃料電池セル（以下、「セル」と略称する）セル１１と、第２セル１２と、を備える。第１セル１１及び第２セル１２のそれぞれは、燃料極３、固体電解質層４、バリア層５、空気極６、中間層７、インターコネクタ８、及び集電層９を備える。なお、図１では、説明の便宜上、集電層９は図示されていない。 <Configuration of Solid Oxide Fuel Cell 1>
As shown in FIGS. 1 and 2, a horizontally-striped solid oxide fuel cell (hereinafter abbreviated as “fuel cell”) 1 according to the present embodiment includes a support substrate 2 and a first solid oxide fuel. A battery cell (hereinafter abbreviated as “cell”) cell 11 and a second cell 12 are provided. Each of the first cell 11 and the second cell 12 includes a fuel electrode 3, a solid electrolyte layer 4, a barrier layer 5, an air electrode 6, an intermediate layer 7, an interconnector 8, and a current collecting layer 9. In FIG. 1, the current collecting layer 9 is not shown for convenience of explanation.

支持基板２は、扁平かつ一方向（ｚ軸方向）に長い形状である。支持基板２は、多孔質材料で構成されている。支持基板２は、Ｎｉ（ニッケル）を含んでいてもよく、具体的には、Ｎｉ‐Ｙ2Ｏ3（ニッケル‐イットリア）を主成分として含有していてもよい。ニッケルは酸化物（ＮｉＯ）であってもよいが、発電時には、ＮｉＯは水素ガスによってＮｉに還元されてもよい。 The support substrate 2 is flat and has a shape that is long in one direction (z-axis direction). The support substrate 2 is made of a porous material. The support substrate 2 may contain Ni (nickel), and specifically may contain Ni—Y 2 O 3 (nickel-yttria) as a main component. Nickel may be an oxide (NiO), but during power generation, NiO may be reduced to Ni by hydrogen gas.

なお、本明細書において、「主成分として含有する」とは、その成分を５０重量％以上含有することであってもよく、６０重量％以上、８０重量％以上、又は９０重量％以上含有することであってもよい。また、「主成分として含有する」とは、その成分のみからなる場合も包含する。   In the present specification, “containing as a main component” may mean containing 50% by weight or more of the component, and containing 60% by weight or more, 80% by weight or more, or 90% by weight or more. It may be. Further, “containing as a main component” also includes a case where only the component is included.

図１及び図２に示すように、支持基板２の内部には、流路２１が設けられる。流路２１は、支持基板２の長手方向（ｚ軸方向）に沿って延びている。発電時には、流路２１内に燃料ガスが流され、支持基板２の有する孔を通って、後述の燃料極３へ燃料ガスが供給される。   As shown in FIGS. 1 and 2, a flow path 21 is provided inside the support substrate 2. The flow path 21 extends along the longitudinal direction (z-axis direction) of the support substrate 2. During power generation, the fuel gas is caused to flow through the flow path 21, and the fuel gas is supplied to the later-described fuel electrode 3 through the holes of the support substrate 2.

燃料極３は、支持基板２上に配置され、アノードとして機能する。燃料極３は、燃料極集電層３１と燃料極活性層３２とを有する。燃料極集電層３１は支持基板２上に積層され、燃料極活性層３は燃料極集電層３１上に積層される。燃料極集電層３１の厚みは５０〜５００μｍ程度、燃料極活性層３２の厚みは５〜１００μｍ程度とすることができる。   The fuel electrode 3 is disposed on the support substrate 2 and functions as an anode. The anode 3 includes an anode current collecting layer 31 and an anode active layer 32. The anode current collecting layer 31 is laminated on the support substrate 2, and the anode active layer 3 is laminated on the anode current collecting layer 31. The thickness of the anode current collecting layer 31 can be about 50 to 500 μm, and the thickness of the anode active layer 32 can be about 5 to 100 μm.

燃料極集電層３１は、次の式（１）で表される酸化物を含有する。   The anode current collecting layer 31 contains an oxide represented by the following formula (1).

（ＡＥ1-xＡx）（Ｂ1-y+zＣｙ）Ｏ3…（１）
（ＡＥは少なくとも１種のアルカリ土類金属であり、Ａサイトは、希土類，Ａｌ及びＣｒからなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有し、ＢサイトはＴｉ及びＺｒから選択される少なくとも１種類の元素を含有し、Ｃサイトは、Ｎｂ，Ｖ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｍｇ及びＡｌからなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有し、０≦ｘ≦０．３，０≦ｙ≦０．２２，−０．１≦ｚ≦０．１である。）
また、燃料極集電層３１は、式（１）で表される酸化物以外の成分を含有してもよく、例えばニッケルを含有していてもよい。ニッケルは、酸化物（ＮｉＯ）であってもよいが、発電時には、ＮｉＯはＮｉに還元されてもよい。 (AE 1-x A x ) (B 1-y + z Cy) O 3 (1)
(AE is at least one alkaline earth metal, the A site contains at least one element selected from the group consisting of rare earths, Al and Cr, and the B site is at least selected from Ti and Zr. The C site contains at least one element selected from the group consisting of Nb, V, Mn, Cr, Fe, Co, Cu, Ni, Zn, Mg and Al. ≦ x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 0.22, −0.1 ≦ z ≦ 0.1.)
The anode current collecting layer 31 may contain a component other than the oxide represented by the formula (1), and may contain nickel, for example. Nickel may be an oxide (NiO), but NiO may be reduced to Ni during power generation.

なお、燃料極集電層３１は、Ｆｅ（鉄）を含有していてもよい。燃料極集電層３１は、Ｆｅを酸化物（ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4、またはそれらの混合物）として含有していてもよい。燃料極集電層３１におけるＦｅの平均含有率については後述する。 The anode current collecting layer 31 may contain Fe (iron). The anode current collecting layer 31 may contain Fe as an oxide (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , or a mixture thereof). The average content of Fe in the anode current collecting layer 31 will be described later.

燃料極活性層３２は、燃料極集電層３１の上において、燃料極集電層３１よりも狭い範囲に設けられる。つまり、燃料極集電層３１の一部は、燃料極活性層３２から露出している。燃料極活性層３２はＺｒ（ジルコニウム）を含有してもよい。燃料極活性層３２を構成する材料としては、例えば、Ｎｉ−ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）及びＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）等が挙げられる。   The anode active layer 32 is provided on the anode current collecting layer 31 in a narrower range than the anode current collecting layer 31. That is, a part of the anode current collecting layer 31 is exposed from the anode active layer 32. The anode active layer 32 may contain Zr (zirconium). Examples of the material constituting the anode active layer 32 include Ni-YSZ (yttria stabilized zirconia) and ScSZ (scandia stabilized zirconia).

図２に示すように、第１セル１１の固体電解質層４は、燃料極活性層３２の全面を覆うように設けられる。第２セル１２の固体電解質層４は、燃料極活性層３２の第１セル側端部から第１セル１１のインターコネクタ８までを覆っている。また、第２セル１２の固体電解質層４は、支持基板２のうち第１及び第２セル１１，１２の燃料極集電層３１から露出している部分を覆っている。固体電解質層４は、燃料極活性層３２及びバリア層５と共焼成されていることが好ましい。   As shown in FIG. 2, the solid electrolyte layer 4 of the first cell 11 is provided so as to cover the entire surface of the anode active layer 32. The solid electrolyte layer 4 of the second cell 12 covers from the first cell side end of the anode active layer 32 to the interconnector 8 of the first cell 11. The solid electrolyte layer 4 of the second cell 12 covers a portion of the support substrate 2 exposed from the anode current collecting layer 31 of the first and second cells 11 and 12. The solid electrolyte layer 4 is preferably co-fired with the fuel electrode active layer 32 and the barrier layer 5.

固体電解質層４は、ジルコニア（ＺｒＯ2）を主成分として含むことができる。固体電解質層４は、例えば、３ＹＳＺ、８ＹＳＺ等のイットリア安定化ジルコニアやＳｃＳＺ（スカンジア安定化ジルコニア）等のジルコニア系材料によって構成することができる。 The solid electrolyte layer 4 can contain zirconia (ZrO 2 ) as a main component. The solid electrolyte layer 4 can be made of, for example, a zirconia-based material such as yttria-stabilized zirconia such as 3YSZ or 8YSZ or ScSZ (scandia-stabilized zirconia).

バリア層５は、固体電解質層４上に設けられる。バリア層５は、固体電解質層４と共焼成されていることが好ましい。バリア層５は、希土類元素を含有するセリア（ＣｅＯ2）系材料を主成分として含むことができる。バリア層５は、例えば、ＧＤＣ（（Ｃｅ,Ｇｄ）Ｏ2：ガドリニウムドープセリア）、ＳＤＣ（（Ｃｅ, Ｓｍ）Ｏ2：サマリウムドープセリア）等によって構成することができる。 The barrier layer 5 is provided on the solid electrolyte layer 4. The barrier layer 5 is preferably co-fired with the solid electrolyte layer 4. The barrier layer 5 can contain a ceria (CeO 2 ) -based material containing a rare earth element as a main component. The barrier layer 5 can be composed of, for example, GDC ((Ce, Gd) O 2 : Gadolinium doped ceria), SDC ((Ce, Sm) O 2 : Samarium doped ceria), and the like.

空気極６は、バリア層５上に、バリア層５の外縁を越えないように配置される。空気極６は、例えば、ランタン含有ペロブスカイト型複合酸化物を主成分として含有してもよい。ランタン含有ペロブスカイト型複合酸化物としては、具体的には、ＬＳＣＦ（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）、ランタンマンガナイト、ランタンコバルタイト、ランタンフェライトが挙げられる。また、ランタン含有ペロブスカイト型複合酸化物には、ストロンチウム、カルシウム、クロム、コバルト、鉄、ニッケル、アルミニウム等がドープされていてもよい。   The air electrode 6 is disposed on the barrier layer 5 so as not to exceed the outer edge of the barrier layer 5. The air electrode 6 may contain, for example, a lanthanum-containing perovskite complex oxide as a main component. Specific examples of the lanthanum-containing perovskite complex oxide include LSCF (lanthanum strontium cobalt ferrite), lanthanum manganite, lanthanum cobaltite, and lanthanum ferrite. The lanthanum-containing perovskite complex oxide may be doped with strontium, calcium, chromium, cobalt, iron, nickel, aluminum, or the like.

中間層７は、燃料極集電層３１上に形成される。中間層７（導電性支持部材の一例）は、クロマイト系材料及びＮｉを含有する。中間層７に含有されるクロマイト系材料は、インターコネクタ８に含有されるクロマイト系材料と同一でなくてもよい。   The intermediate layer 7 is formed on the anode current collecting layer 31. The intermediate layer 7 (an example of a conductive support member) contains a chromite material and Ni. The chromite material contained in the intermediate layer 7 may not be the same as the chromite material contained in the interconnector 8.

なお、クロマイト系材料とは、クロマイト系ペロブスカイト型酸化物とも称される複合酸化物である。クロマイト系材料の組成は、次の一般式（２）で表すことができる。   Note that the chromite-based material is a complex oxide also called a chromite-based perovskite oxide. The composition of the chromite material can be expressed by the following general formula (2).

Ｌｎ1-xＡxＣｒ1-y-zＢyＯ3…（２）
（式（２）中、ＬｎはＹ及びランタノイド（Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｕ，Ｓｍ，Ｙｂ，Ｇｄなど）からなる群より選択される少なくとも１種類の元素であり、ＡはＣａ，Ｓｒ及びＢａからなる群より選択される少なくとも１種類の元素を含有し、Ｂは、Ｔｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｍｇ及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種類の元素を含有し、０．０２５≦ｘ≦０．３、０≦ｙ≦０．２２、０≦ｚ≦０．１５である。）
ここで、中間層７は、Ｆｅ（鉄）を含有している。中間層７は、Ｆｅを酸化物（ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4、またはそれらの混合物）として含有していてもよい。中間層７におけるＦｅの平均含有率については後述する。 Ln 1-x A x Cr 1 -yz B y O 3 ... (2)
(In formula (2), Ln is at least one element selected from the group consisting of Y and lanthanoids (La, Ce, Eu, Sm, Yb, Gd, etc.), and A consists of Ca, Sr, and Ba. Contains at least one element selected from the group, and B contains at least one element selected from the group consisting of Ti, V, Mn, Fe, Co, Cu, Ni, Zn, Mg and Al And 0.025 ≦ x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 0.22, and 0 ≦ z ≦ 0.15.)
Here, the intermediate layer 7 contains Fe (iron). The intermediate layer 7 may contain Fe as an oxide (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , or a mixture thereof). The average content of Fe in the intermediate layer 7 will be described later.

第１セル１１のインターコネクタ８は、図２に示すように、第１セル１１の中間層７上に配置される。第１セル１１のインターコネクタ８は、第１及び第２セル１１，１２それぞれの固体電解質層４に連結されている。インターコネクタ８は緻密であることが好ましく、インターコネクタ８の相対密度は９５％以上であることが好ましい。   The interconnector 8 of the first cell 11 is disposed on the intermediate layer 7 of the first cell 11 as shown in FIG. The interconnector 8 of the first cell 11 is connected to the solid electrolyte layer 4 of each of the first and second cells 11 and 12. The interconnector 8 is preferably dense, and the relative density of the interconnector 8 is preferably 95% or more.

インターコネクタ８は、クロマイト系材料を主成分として含有する。インターコネクタ８に含有されるクロマイト系材料は、中間層７に含有されるクロマイト系材料と同一でなくてもよい。クロマイト系材料の組成は、上記一般式（２）で表される通りである。   The interconnector 8 contains a chromite material as a main component. The chromite material contained in the interconnector 8 may not be the same as the chromite material contained in the intermediate layer 7. The composition of the chromite material is as represented by the general formula (2).

ここで、インターコネクタ８は、Ｆｅ（鉄）を含有している。インターコネクタ８は、Ｆｅを酸化物（ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4、またはそれらの混合物）として含有していてもよい。インターコネクタ８におけるＦｅの平均含有率については後述する。 Here, the interconnector 8 contains Fe (iron). The interconnector 8 may contain Fe as an oxide (FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , or a mixture thereof). The average content of Fe in the interconnector 8 will be described later.

なお、燃料極３、中間層７及びインターコネクタ８は、共焼成されていることが好ましい。   The fuel electrode 3, the intermediate layer 7, and the interconnector 8 are preferably co-fired.

集電層９は、第１セル１１のインターコネクタ８と第２セル１２とを電気的に接続するように配置される。具体的には、集電層９は、第２セル１２の空気極６と第１セル１１のインターコネクタ８とに連結されている。これによって、支持基板２の長手方向（ｚ軸方向）において第１及び第２セル１１，１２が電気的に接続される。   The current collecting layer 9 is disposed so as to electrically connect the interconnector 8 of the first cell 11 and the second cell 12. Specifically, the current collecting layer 9 is connected to the air electrode 6 of the second cell 12 and the interconnector 8 of the first cell 11. Thus, the first and second cells 11 and 12 are electrically connected in the longitudinal direction (z-axis direction) of the support substrate 2.

なお、燃料電池１の各部の寸法は、具体的には、以下のように設定可能である。   In addition, the dimension of each part of the fuel cell 1 can specifically be set as follows.

支持基板２の幅Ｄ１ ：１〜１０ｃｍ
支持基板２の厚みＤ２ ：１〜１０ｍｍ
支持基板２の長さＤ３ ：５〜５０ｃｍ
支持基板２の外面から流路２１までの距離Ｄ４：０．１〜４ｍｍ
固体電解質層４の厚み ：３〜５０μｍ
バリア層５の厚み ：３〜５０μｍ
空気極６の厚み ：１０〜１００μｍ
中間層７の厚み ：１〜１００μｍ
インターコネクタ８の厚み ：１０〜１００μｍ
集電層９の厚み ：５０〜５００μｍ
ただし、本発明はこれらの数値に限定されない。 Width D1 of support substrate 2: 1 to 10 cm
Support substrate 2 thickness D2: 1 to 10 mm
Support substrate 2 length D3: 5 to 50 cm
Distance D4 from outer surface of support substrate 2 to flow path 21: 0.1 to 4 mm
Solid electrolyte layer 4 thickness: 3 to 50 μm
Barrier layer 5 thickness: 3 to 50 μm
Thickness of the air electrode 6: 10 to 100 μm
Intermediate layer 7 thickness: 1 to 100 μm
Interconnector 8 thickness: 10 to 100 μm
Current collector layer 9 thickness: 50 to 500 μm
However, the present invention is not limited to these numerical values.

＜Ｆｅの含有率＞
図３は、燃料極集電層３１、中間層７およびインターコネクタ８におけるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒのモル分率の一例を示すグラフである。なお、図３では、スポットＡからスポットＦまでの６スポットにおけるモル分率が厚み方向（ｙ軸方向）において順次示されている。 <Fe content>
FIG. 3 is a graph showing an example of the mole fractions of Fe, Ni, and Cr in the anode current collecting layer 31, the intermediate layer 7, and the interconnector 8. In FIG. 3, the mole fractions at six spots from spot A to spot F are sequentially shown in the thickness direction (y-axis direction).

各層におけるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒの含有率は、各層の断面における任意の視野内でＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光法：Energy Dispersive x-ray Spectroscopy）を用いたスポット分析によって取得できる。また、各層におけるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒの平均含有率は、１つの視野内の複数スポットにおけるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒの含有率の平均値であってもよいし、複数の視野それぞれの１又は複数スポットにおけるＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒの含有率の平均値であってもよい。なお、本実施形態において各成分の含有率について述べる場合、燃料極集電層３１、中間層７およびインターコネクタ８は還元雰囲気に曝されているものとする。   The contents of Fe, Ni, and Cr in each layer can be obtained by spot analysis using EDS (Energy Dispersive x-ray Spectroscopy) within an arbitrary field of view in the cross section of each layer. In addition, the average content of Fe, Ni, and Cr in each layer may be an average value of the content of Fe, Ni, and Cr in a plurality of spots in one field of view, or one or a plurality of spots in each of a plurality of fields of view. It may be an average value of the content ratios of Fe, Ni, and Cr. In addition, when describing the content rate of each component in this embodiment, the anode current collection layer 31, the intermediate | middle layer 7, and the interconnector 8 shall be exposed to reducing atmosphere.

まず、図３に示されるように、中間層７におけるＦｅの平均含有率は、インターコネクタ８におけるＦｅの平均含有率よりも高いことが好ましい。また、中間層７におけるＦｅの平均含有率は、０ｍｏｌ％より大きく１９ｍｏｌ％以下であることが好ましく、インターコネクタ８におけるＦｅの平均含有率は、０ｍｏｌ％より大きく７．８ｍｏｌ％以下であることが好ましい。これによって、中間層７とインターコネクタ８の積層体の電気抵抗率を低減させることができる。これは、中間層７及びインターコネクタ８の各々にＦｅを含有させることで、緻密質のインターコネクタ８と多孔質の中間層７との間の抵抗が低減され、すなわち、両者の接続性が良好になると共に、共焼結時の緻密化が相乗的に促進される効果によるものと考えられる。   First, as shown in FIG. 3, the average Fe content in the intermediate layer 7 is preferably higher than the average Fe content in the interconnector 8. Further, the average content of Fe in the intermediate layer 7 is preferably greater than 0 mol% and not greater than 19 mol%, and the average content of Fe in the interconnector 8 is greater than 0 mol% and not greater than 7.8 mol%. preferable. Thereby, the electrical resistivity of the laminated body of the intermediate | middle layer 7 and the interconnector 8 can be reduced. This is because Fe is contained in each of the intermediate layer 7 and the interconnector 8 to reduce the resistance between the dense interconnector 8 and the porous intermediate layer 7, that is, the connectivity between both is good. This is considered to be due to the synergistic promotion of densification during co-sintering.

なお、図３に示すように、中間層７において、Ｆｅの含有率は、Ｎｉ及びＣｒそれぞれの含有率よりも低い。また、インターコネクタ８において、Ｆｅの含有率は、Ｃｒの含有率よりも低い。   As shown in FIG. 3, in the intermediate layer 7, the Fe content is lower than the Ni and Cr content. In the interconnector 8, the Fe content is lower than the Cr content.

＜中間層７とインターコネクタ８との界面における微構造＞
次に、中間層７とインターコネクタ８との界面における微構造について、図面を参照しながら説明する。図４は、中間層７とインターコネクタ８との界面を模式的に示す断面図である。 <Microstructure at the interface between the intermediate layer 7 and the interconnector 8>
Next, the microstructure at the interface between the intermediate layer 7 and the interconnector 8 will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the interface between the intermediate layer 7 and the interconnector 8.

図４に示すように、中間層７とインターコネクタ８との間には複数の気孔が形成されている。そのため、中間層７とインターコネクタ８との界面Ｐは、中間層７とインターコネクタ８とが断続的に接合することによって形成される。具体的に、図４に示す例では、界面Ｐには、中間層７とインターコネクタ８が接合することによって規定される５つの実界面Ｐａ１〜Ｐａ５と、５つの実界面Ｐａ１〜Ｐａ５どうしを直線的に繋ぐことによって規定される４つの仮想界面Ｐｂ１〜Ｐｂ４とが含まれている。   As shown in FIG. 4, a plurality of pores are formed between the intermediate layer 7 and the interconnector 8. Therefore, the interface P between the intermediate layer 7 and the interconnector 8 is formed by intermittently joining the intermediate layer 7 and the interconnector 8. Specifically, in the example shown in FIG. 4, the interface P includes five actual interfaces Pa1 to Pa5 defined by joining the intermediate layer 7 and the interconnector 8 and five actual interfaces Pa1 to Pa5 that are straight lines. 4 virtual interfaces Pb1 to Pb4 defined by connecting them together.

ここで、界面Ｐにおいて中間層７とインターコネクタ８とが接合する長さの割合（以下、「接合割合Ｗ」と称する。）は、２０％以上８５％以下であることが好ましい。接合割合Ｗは、界面Ｐの長さに対する全実界面Ｐａの合計長さの比率、又は、界面Ｐにおける実界面Ｐａの占有率と言い換えることができる。   Here, the ratio of the length at which the intermediate layer 7 and the interconnector 8 are joined at the interface P (hereinafter referred to as “joining ratio W”) is preferably 20% or more and 85% or less. The bonding ratio W can be restated as the ratio of the total length of all the actual interfaces Pa to the length of the interface P or the occupation ratio of the actual interfaces Pa in the interface P.

従って、図４に示す例における接合割合Ｗは、以下の式（３）に基づいて算出することができる。式（３）において、Ａ１〜Ａ５は５つの実界面Ｐａ１〜Ｐａ５の長さであり、Ｂ１〜Ｂ４は４つの仮想界面Ｐｂ１〜Ｐｂ４の長さである。   Therefore, the joining ratio W in the example shown in FIG. 4 can be calculated based on the following formula (3). In Expression (3), A1 to A5 are the lengths of the five real interfaces Pa1 to Pa5, and B1 to B4 are the lengths of the four virtual interfaces Pb1 to Pb4.

Ｗ＝(A1+A2+A3+A4+A5)×100/(A1+A2+A3+A4+A5+B1+B2+B3+B4)…(３)
なお、Ａ１〜Ａ５及びＢ１〜Ｂ４は、電子顕微鏡（ＳＥＭ或いはＦＥ−ＳＥＭ）画像上において、５つの実界面Ｐａ１〜Ｐａ５及び４つの仮想界面Ｐｂ１〜Ｐｂ４の長さを実測することによって取得できる。このような微構造の数値化は、例えば、ＭＶＴｅｃ社（ドイツ）製の画像解析ソフトＨＡＬＣＯＮによるＳＥＭ画像の解析によって実行可能である。このような解析は、複数視野（例えば、１０視野）の電子顕微鏡画像について実行されてもよく、この場合は、複数視野の電子顕微鏡画像それぞれにおける実測値の相加平均値を接合割合Ｗとすればよい。 W = (A1 + A2 + A3 + A4 + A5) × 100 / (A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + B1 + B2 + B3 + B4)… (3)
A1 to A5 and B1 to B4 can be acquired by actually measuring the lengths of the five real interfaces Pa1 to Pa5 and the four virtual interfaces Pb1 to Pb4 on an electron microscope (SEM or FE-SEM) image. Such quantification of the fine structure can be executed, for example, by analyzing an SEM image by image analysis software HALCON manufactured by MVTec (Germany). Such an analysis may be performed on an electron microscope image of a plurality of fields of view (for example, 10 fields of view). That's fine.

また、接合割合Ｗを算出する場合には、界面Ｐの全長について解析する必要はなく、界面Ｐの一部について解析すればよいが、３００μｍ以上の長さの界面Ｐについて解析することが好ましい。   When calculating the joining ratio W, it is not necessary to analyze the entire length of the interface P, and it is sufficient to analyze a part of the interface P, but it is preferable to analyze the interface P having a length of 300 μm or more.

また、接合割合Ｗは、界面Ｐにおける中間層７とインターコネクタ８との微構造を定量的に示す指標であり、中間層７及びインターコネクタ８それぞれにおける緻密度（すなわち、充填率）とは異なる概念である。   The joining ratio W is an index that quantitatively shows the microstructure of the intermediate layer 7 and the interconnector 8 at the interface P, and is different from the density (that is, the filling rate) in each of the intermediate layer 7 and the interconnector 8. It is a concept.

また、接合割合Ｗは、中間層７及びインターコネクタ８を構成する材料の種類や平均粒径だけでなく、中間層７とインターコネクタ８を共焼成する際の焼成条件などを制御することによって調整可能である。   In addition, the bonding ratio W is adjusted by controlling not only the type and average particle diameter of the material constituting the intermediate layer 7 and the interconnector 8, but also the firing conditions when the intermediate layer 7 and the interconnector 8 are cofired. Is possible.

＜燃料電池１の製造方法＞
次に、燃料電池１の製造方法の一例について説明する。 <Method for Manufacturing Fuel Cell 1>
Next, an example of a method for manufacturing the fuel cell 1 will be described.

まず、支持基板２の材料を押出成形機により成形し、乾燥させる。   First, the material of the support substrate 2 is formed by an extruder and dried.

次に、式（１）で表される酸化物とＮｉＯとをポットを用いて混合することによって、燃料極集電層材料のスラリーを作製する。この際、還元時にＮｉ：式（１）で表される酸化物の比が４０vol%：６０vol%となるようにＮｉＯの添加量を調整する。   Next, a slurry of the anode current collecting layer material is prepared by mixing the oxide represented by the formula (1) and NiO using a pot. At this time, the amount of NiO added is adjusted so that the ratio of Ni: oxide represented by formula (1) is 40 vol%: 60 vol% during reduction.

また、燃料極活性層３２の材料をポットで混合することによってスラリーを作製する。   Moreover, the slurry is produced by mixing the material of the fuel electrode active layer 32 in a pot.

次に、燃料極集電層３１のスラリーと燃料極活性層３２のスラリーとを支持基板２の材料上に順次スクリーン印刷する。この際、中間層７及びインターコネクタ８を形成するために燃料極集電層３１の一部を燃料極活性層３２から露出させておく。   Next, the slurry of the anode current collecting layer 31 and the slurry of the anode active layer 32 are sequentially screen-printed on the material of the support substrate 2. At this time, a part of the anode current collecting layer 31 is exposed from the anode active layer 32 in order to form the intermediate layer 7 and the interconnector 8.

次に、固体電解質層４のジルコニア系材料をポットで混合ことによってスラリーを作製し、バリア層５のセリア系材料をポットで混合することによってスラリーを作製する。   Next, a slurry is prepared by mixing the zirconia-based material of the solid electrolyte layer 4 in a pot, and a slurry is prepared by mixing the ceria-based material of the barrier layer 5 in the pot.

次に、中間層７のクロマイト系材料、ＮｉＯ粉末及びＦｅ2Ｏ3粉末をポットで混合ことによってスラリーを作製し、インターコネクタ８のクロマイト系材料及びＦｅ2Ｏ3粉末をポットで混合ことによってスラリーを作製する。この際、中間層７におけるＦｅの平均含有率が１９ｍｏｌ％以下になるようにＦｅ2Ｏ3粉末の添加量を調整し、インターコネクタ８におけるＦｅの平均含有率が７．８ｍｏｌ％以下になるようにＦｅ2Ｏ3粉末の添加量を調整する。 Next, a slurry is prepared by mixing the chromite material of the intermediate layer 7, NiO powder and Fe 2 O 3 powder in a pot, and the slurry is prepared by mixing the chromite material and Fe 2 O 3 powder of the interconnector 8 in the pot. Is made. At this time, the amount of Fe 2 O 3 powder added is adjusted so that the average Fe content in the intermediate layer 7 is 19 mol% or less, and the average Fe content in the interconnector 8 is 7.8 mol% or less. The amount of Fe 2 O 3 powder added is adjusted.

次に、燃料極集電層３１の材料の表面に中間層７のスラリーとインターコネクタ８のスラリーとを順次スクリーン印刷して乾燥させる。   Next, the slurry of the intermediate layer 7 and the slurry of the interconnector 8 are sequentially screen-printed on the surface of the material of the anode current collecting layer 31 and dried.

次に、燃料極活性層３２の材料の表面に固体電解質層４およびバリア層５の材料を順次ディップ形成する。この際、固体電解質層４の端部をインターコネクタ７上に重ねる。   Next, the materials of the solid electrolyte layer 4 and the barrier layer 5 are sequentially dip formed on the surface of the material of the fuel electrode active layer 32. At this time, the end of the solid electrolyte layer 4 is overlaid on the interconnector 7.

次に、以上の積層体を共焼成する。   Next, the above laminate is co-fired.

次に、共焼成によって形成された固体電解質層４上に空気極８の材料を塗布し、空気極８の材料を焼成する。   Next, the material of the air electrode 8 is applied onto the solid electrolyte layer 4 formed by co-firing, and the material of the air electrode 8 is fired.

＜その他の実施形態＞
（Ａ）上記実施形態では、燃料電池として横縞型を挙げた。すなわち、燃料電池１においては、１個の支持基板２上に、２個以上のセルが設けられ、インターコネクタ８は、１個の支持基板２上に設けられた２つのセル間を電気的に接続するように配置される。
ただし、本発明は、横縞型に限らず、縦縞型、平板型、円筒型等の種々のＳＯＦＣに適用可能である。
縦縞型のＳＯＦＣについて、簡単に説明する。縦縞型のＳＯＦＣのセルは、支持体（導電性支持部材の一例）と、支持体上に形成される発電部（燃料極、固体電解質層及び空気極を含む）と、支持体上に形成され、かつ、他の燃料電池セルの発電部に接続されるインターコネクタと、を備える。このような縦縞型のＳＯＦＣのセルにおいて、支持基板は１９ｍｏｌ％以下のＦｅを含有し、インターコネクタは７．８ｍｏｌ％以下のＦｅを含有することが好ましい。なお、必要に応じて、インターコネクタと支持体との間に中間層が形成されてもよい。この場合には、中間層が１９ｍｏｌ％以下のＦｅを含有することが好ましい。 <Other embodiments>
(A) In the above embodiment, the horizontal stripe type is used as the fuel cell. That is, in the fuel cell 1, two or more cells are provided on one support substrate 2, and the interconnector 8 electrically connects two cells provided on one support substrate 2. Arranged to connect.
However, the present invention is not limited to the horizontal stripe type, but can be applied to various SOFCs such as a vertical stripe type, a flat plate type, and a cylindrical type.
The vertical stripe SOFC will be briefly described. A vertically striped SOFC cell is formed on a support (an example of a conductive support member), a power generation unit (including a fuel electrode, a solid electrolyte layer, and an air electrode) formed on the support, and the support. And the interconnector connected to the electric power generation part of another fuel cell. In such a vertically striped SOFC cell, the support substrate preferably contains 19 mol% or less of Fe, and the interconnector preferably contains 7.8 mol% or less of Fe. In addition, an intermediate | middle layer may be formed between an interconnector and a support body as needed. In this case, the intermediate layer preferably contains 19 mol% or less of Fe.

（Ｂ）上記実施形態では、導電性支持部材の一例として、燃料極集電層３１とインターコネクタ８との間に形成される中間層７を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。中間層７が形成されない場合には、燃料極集電層３１が導電性支持部材として機能することができる。この場合、燃料極集電層３１は１９ｍｏｌ％以下のＦｅを含有し、インターコネクタは７．８ｍｏｌ％以下のＦｅを含有することが好ましい。これによって、緻密質のインターコネクタ８と多孔質の燃料極集電層３１との間の抵抗が低減される。   (B) In the above embodiment, the intermediate layer 7 formed between the anode current collecting layer 31 and the interconnector 8 is described as an example of the conductive support member. However, the present invention is not limited to this. is not. When the intermediate layer 7 is not formed, the anode current collecting layer 31 can function as a conductive support member. In this case, the anode current collecting layer 31 preferably contains 19 mol% or less of Fe, and the interconnector preferably contains 7.8 mol% or less of Fe. Thereby, the resistance between the dense interconnector 8 and the porous anode current collecting layer 31 is reduced.

（Ｃ）また、本発明は、燃料極支持型の燃料電池に適用可能である。具体的には、燃料電池は、燃料極集電層を支持基板として備えることができる。燃料極活性層及びその他の構成要素は、燃料極集電層上に配置される。支持基板としての燃料極集電層は、他の層と比べて、比較的大きな厚みを有する。支持基板としての燃料極集電層の厚みは、具体的な値に限定されるものではないが、上述の支持基板の寸法が適用可能である。   (C) In addition, the present invention can be applied to a fuel electrode support type fuel cell. Specifically, the fuel cell can include an anode current collecting layer as a support substrate. The anode active layer and other components are disposed on the anode current collecting layer. The anode current collecting layer as the support substrate has a relatively large thickness compared to the other layers. The thickness of the anode current collecting layer as the support substrate is not limited to a specific value, but the dimensions of the support substrate described above can be applied.

（サンプルの作製）
〈サンプルNo.1〜No.１８〉
以下のようにして、サンプルNo.1〜No.１８を作製した。 (Sample preparation)
<Sample No. 1 to No. 18>
Samples No. 1 to No. 18 were produced as follows.

まず、ＮｉＯ粉末と８ＹＳＺと有機バインダーと溶媒とを混合したスラリーを作製し、燃料極集電層用シートを形成した。   First, the slurry which mixed NiO powder, 8YSZ, the organic binder, and the solvent was produced, and the sheet | seat for fuel electrode current collection layers was formed.

次に、ランタンクロマイトとＮｉＯ粉末とＦｅ2Ｏ3粉末とを混合したスラリーを作製し、中間層用シートを形成した。この際、Ｆｅ2Ｏ3粉末の添加量を調整することによって、表１に示すように、中間層におけるＦｅの平均含有量を調整した。ただし、サンプルNo.１０では、Ｆｅ2Ｏ3粉末を添加することなく、ランタンクロマイトとＮｉＯ粉末とを混合したスラリーから中間層用シートを形成した。 Next, a slurry in which lanthanum chromite, NiO powder, and Fe 2 O 3 powder were mixed was prepared to form an intermediate layer sheet. At this time, by adjusting the addition amount of the Fe 2 O 3 powder, the average content of Fe in the intermediate layer was adjusted as shown in Table 1. However, in Sample No. 10, an intermediate layer sheet was formed from a slurry obtained by mixing lanthanum chromite and NiO powder without adding Fe 2 O 3 powder.

次に、ランタンクロマイトとＦｅ2Ｏ3粉末とを混合したスラリーを作製し、インターコネクタ用シートを形成した。この際、Ｆｅ2Ｏ3粉末の添加量を調整することによって、表１に示すように、インターコネクタにおけるＦｅの平均含有量を調整した。ただし、サンプルNo.１では、Ｆｅ2Ｏ3粉末を添加することなく、ランタンクロマイトのスラリーからインターコネクタ用シートを形成した。 Next, a slurry in which lanthanum chromite and Fe 2 O 3 powder were mixed was prepared, and an interconnector sheet was formed. At this time, as shown in Table 1, the average content of Fe in the interconnector was adjusted by adjusting the amount of Fe 2 O 3 powder added. However, in sample No. 1, an interconnector sheet was formed from a lanthanum chromite slurry without adding Fe 2 O 3 powder.

次に、燃料極集電層用シート、中間層用シート及びインターコネクタ用シートを貼り付けて、１４００℃で２時間共焼成した。この際、中間層への造孔材添加量と焼成条件を調整することによって、表１に示すように、インターコネクタと中間層との界面における接合割合を調整した。なお、表１では、インターコネクタは“IC”と表記されている。   Next, the anode current collecting layer sheet, the intermediate layer sheet, and the interconnector sheet were attached and co-fired at 1400 ° C. for 2 hours. At this time, as shown in Table 1, the bonding ratio at the interface between the interconnector and the intermediate layer was adjusted by adjusting the amount of pore former added to the intermediate layer and the firing conditions. In Table 1, the interconnector is described as “IC”.

（Ｆｅ含有量）
各サンプルの断面をＥＤＳでスポット分析することによって、燃料極、中間層及びインターコネクタにおけるＦｅの平均含有量を取得した。中間層及びインターコネクタにおけるＦｅの平均含有量を表１にまとめて示す。 (Fe content)
The average content of Fe in the fuel electrode, intermediate layer and interconnector was obtained by spot analysis of the cross section of each sample with EDS. Table 1 summarizes the average Fe content in the intermediate layer and the interconnector.

（面積抵抗）
各サンプルについて、インターコネクタと中間層との積層体の面積抵抗（Ω・ｃｍ2）を測定した。具体的には、まず、各サンプルを８００℃のヒータ内に配置して、インターコネクタ側に空気を導入し、燃料極側に水素を導入した。次に、インターコネクタおよび燃料極のそれぞれにＰｔ台座を当接させて、２本のＰｔ線（電位線と電流線）から各サンプルに定電流を流した。このときの電圧値を面積抵抗に変換した。積層体の面積抵抗値を表１にまとめて示す。 (Area resistance)
About each sample, the sheet resistance (ohm * cm < 2 >) of the laminated body of an interconnector and an intermediate | middle layer was measured. Specifically, each sample was first placed in a heater at 800 ° C., air was introduced to the interconnector side, and hydrogen was introduced to the fuel electrode side. Next, a Pt pedestal was brought into contact with each of the interconnector and the fuel electrode, and a constant current was passed from each of the two Pt lines (potential line and current line) to each sample. The voltage value at this time was converted into sheet resistance. The sheet resistance values of the laminates are summarized in Table 1.

（接合割合）
各サンプルについて、インターコネクタと中間層との界面における接合割合を測定した。具体的には、画像解析ソフトを使用して、インターコネクタと中間層の界面付近の断面を示すＳＥＭ写真において、５００μｍ長さの界面におけるインターコネクタと中間層との接合割合（実界面の合計長さ/５００μｍ）を取得した。インターコネクタと中間層との接合割合を表１にまとめて示す。 (Joining ratio)
About each sample, the joining ratio in the interface of an interconnector and an intermediate | middle layer was measured. Specifically, using an image analysis software, in the SEM photograph showing a cross section near the interface between the interconnector and the intermediate layer, the bonding ratio between the interconnector and the intermediate layer at the 500 μm length interface (total length of the actual interface) Obtained). Table 1 summarizes the bonding ratio between the interconnector and the intermediate layer.

（界面における剥離）
各サンプルについて、インターコネクタと中間層との界面の断面を顕微鏡で視認することによって、界面における剥離の有無を観察した。界面における剥離の有無を表１にまとめて示す。 (Peeling at the interface)
About each sample, the cross section of the interface of an interconnector and an intermediate | middle layer was visually observed with the microscope, and the presence or absence of peeling in an interface was observed. Table 1 summarizes the presence or absence of peeling at the interface.

Figure 0005244264
Figure 0005244264

表１に示すように、インターコネクタにおけるＦｅの平均含有率を０ｍｏｌ％より大きく７．８ｍｏｌ％以下とし、かつ、中間層におけるＦｅの平均含有率を０ｍｏｌ％より大きく１９ｍｏｌ％以下とすることによって、６Ω・ｃｍ2以下の良好な面積抵抗を得られることがわかった。 As shown in Table 1, by making the average content of Fe in the interconnector greater than 0 mol% and 7.8 mol% or less, and by making the average content of Fe in the intermediate layer greater than 0 mol% and 19 mol% or less, It was found that a good sheet resistance of 6 Ω · cm 2 or less can be obtained.

また、表１に示すように、インターコネクタと中間層との接合割合を２０％〜８５％に制御することによって、界面における剥離を抑制できることが確認された。   Moreover, as shown in Table 1, it was confirmed that peeling at the interface can be suppressed by controlling the joining ratio of the interconnector and the intermediate layer to 20% to 85%.

１ 横縞型固体酸化物型燃料電池
２ 支持基板
３１ 燃料極集電層
３２ 燃料極活性層
４ 固体電解質層
５ バリア層
６ 空気極
７ 中間層
８ インターコネクタ
９ 集電層
１１ 第１セル
１２ 第２セル
２１ 流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Horizontal stripe type solid oxide fuel cell 2 Support substrate 31 Fuel electrode current collection layer 32 Fuel electrode active layer 4 Solid electrolyte layer 5 Barrier layer 6 Air electrode 7 Intermediate layer 8 Interconnector 9 Current collection layer 11 1st cell 12 2nd Cell 21 flow path

Claims (5)

ＮｉとＦｅを含む導電性支持部材と、
前記導電性支持部材と共焼成され、クロマイト系材料とＦｅとを含むインターコネクタと、を備え、
前記導電性支持部材におけるＦｅの平均含有率は、前記インターコネクタにおけるＦｅの平均含有率よりも高く、
前記導電性支持部材におけるＦｅの平均含有率は、０ｍｏl％より大きく１９ｍｏｌ％以下であり、
前記インターコネクタにおけるＦｅの平均含有率は、０ｍｏｌ％より大きく７．８ｍｏｌ％以下であり、
前記導電性支持部材と前記インターコネクタとの界面において、前記導電性支持部材と前記インターコネクタとの接合割合は、２０％以上８５％以下である、
固体酸化物型燃料電池。 A conductive support member containing Ni and Fe;
An interconnector that is co-fired with the conductive support member and includes a chromite-based material and Fe,
The average content of Fe in the conductive support member is higher than the average content of Fe in the interconnector,
The average content of Fe in the conductive support member is greater than 0 mol% and less than or equal to 19 mol%,
The average content of Fe in the interconnector is greater than 0 mol% and not greater than 7.8 mol%,
In the interface between the conductive support member and the interconnector, the bonding ratio between the conductive support member and the interconnector is 20% or more and 85% or less.
Solid oxide fuel cell. 燃料極と、
空気極と、
前記燃料極及び前記空気極の間に配置される固体電解質層と、を備え、
前記導電性支持部材は、前記インターコネクタの前記燃料極側に電気的に接続されている、
請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池。 An anode,
The air electrode,
A solid electrolyte layer disposed between the fuel electrode and the air electrode,
The conductive support member is electrically connected to the fuel electrode side of the interconnector.
The solid oxide fuel cell according to claim 1. 前記導電性支持部材は、前記燃料極である、
請求項２に記載の固体酸化物型燃料電池。 The conductive support member is the fuel electrode.
The solid oxide fuel cell according to claim 2. 前記燃料極と前記インターコネクタの間に形成される中間層を備え、
前記導電性支持部材は、前記中間層である、
請求項２に記載の固体酸化物型燃料電池。 An intermediate layer formed between the fuel electrode and the interconnector;
The conductive support member is the intermediate layer.
The solid oxide fuel cell according to claim 2. 燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極の間に配置される固体電解質層と、を有する発電部と、
前記発電部と前記インターコネクタとを支持する支持体と、を備え、
前記導電性支持部材は、前記支持体である、
請求項１乃至４のいずれかに記載の固体酸化物型燃料電池。 A power generation unit having a fuel electrode, an air electrode, and a solid electrolyte layer disposed between the fuel electrode and the air electrode;
A support that supports the power generation unit and the interconnector,
The conductive support member is the support.
The solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 4.
JP2013018321A 2012-02-08 2013-02-01 Solid oxide fuel cell Active JP5244264B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013018321A JP5244264B1 (en) 2012-02-08 2013-02-01 Solid oxide fuel cell

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012025142 2012-02-08
JP2012025142 2012-02-08
JP2013018321A JP5244264B1 (en) 2012-02-08 2013-02-01 Solid oxide fuel cell

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013079251A Division JP5296939B2 (en) 2012-02-08 2013-04-05 Solid oxide fuel cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5244264B1 true JP5244264B1 (en) 2013-07-24
JP2013179045A JP2013179045A (en) 2013-09-09

Family

ID=49041831

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013018321A Active JP5244264B1 (en) 2012-02-08 2013-02-01 Solid oxide fuel cell
JP2013079251A Active JP5296939B2 (en) 2012-02-08 2013-04-05 Solid oxide fuel cell

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013079251A Active JP5296939B2 (en) 2012-02-08 2013-04-05 Solid oxide fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP5244264B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3002810A1 (en) 2014-09-30 2016-04-06 Toto Ltd. Solid oxide fuel cell stack

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120321994A1 (en) * 2011-06-15 2012-12-20 Zhien Liu Fuel cell system with interconnect
WO2016068200A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-06 京セラ株式会社 Cell, cell stack device, module, and module storage device
JP2016122545A (en) * 2014-12-24 2016-07-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Solid oxide type fuel battery and manufacturing method for the same
JP6134086B1 (en) * 2016-03-23 2017-05-24 日本碍子株式会社 Electrochemical cell

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4407235B2 (en) * 2003-10-28 2010-02-03 Ｔｏｔｏ株式会社 Solid oxide fuel cell
EP1801905B1 (en) * 2004-09-13 2013-01-16 Kyocera Corporation Electrode support for fuel cell
JP5079991B2 (en) * 2005-06-30 2012-11-21 京セラ株式会社 Fuel cell and fuel cell
JP4820463B2 (en) * 2009-12-16 2011-11-24 日本碍子株式会社 Fuel cell and solid oxide fuel cell
JP5555682B2 (en) * 2010-11-01 2014-07-23 日本碍子株式会社 Solid oxide fuel cell
JP4928642B1 (en) * 2010-12-03 2012-05-09 日本碍子株式会社 Solid oxide fuel cell

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3002810A1 (en) 2014-09-30 2016-04-06 Toto Ltd. Solid oxide fuel cell stack
US9755249B2 (en) 2014-09-30 2017-09-05 Toto Ltd. Solid oxide fuel cell stack

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013179056A (en) 2013-09-09
JP2013179045A (en) 2013-09-09
JP5296939B2 (en) 2013-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5178957B1 (en) Air electrode material and solid oxide fuel cell
JP4928642B1 (en) Solid oxide fuel cell
JP2012043774A (en) Electrode material and solid oxide fuel cell including the same
JP5244264B1 (en) Solid oxide fuel cell
JP5055463B1 (en) Fuel cell
JP5791552B2 (en) FUEL CELL AND METHOD FOR PRODUCING LAMINATED SINTERED BODY
JP5153954B1 (en) Fuel cell
JP5023250B1 (en) Fuel cell
JP2011119178A (en) Solid oxide fuel cell
JP5502180B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP5805232B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP5140787B1 (en) Air electrode material, interconnector material, and solid oxide fuel cell
JP5270807B1 (en) Solid oxide fuel cell
JP5133787B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP5555682B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP5159972B1 (en) Fuel cell
JP6060224B1 (en) Current collecting member and fuel cell
JP5449636B1 (en) Solid oxide fuel cell
JP5205543B1 (en) Fuel cell
JP6130445B2 (en) Fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5244264

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150