JP6271621B2 - Support substrate material and fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、支持基板材料及び燃料電池に関する。   The present invention relates to a support substrate material and a fuel cell.

従来、燃料ガス流路が形成された絶縁性の支持基板と、支持基板上に形成された複数の発電部とを備える、いわゆる横縞型の燃料電池が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、支持基板の構成材料として、ＭｇＯ（マグネシア）粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）粉末の複合材料が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called horizontal stripe type fuel cell is known that includes an insulating support substrate in which a fuel gas flow path is formed and a plurality of power generation units formed on the support substrate (for example, Patent Document 1). . In Patent Document 1, a composite material of MgO (magnesia) powder and MgAl 2 O 4 (magnesia alumina spinel) powder is disclosed as a constituent material of the support substrate.

特開２０１２−９４３２３号公報JP 2012-94323 A

しかしながら、ＭｇＡｌ２Ｏ４は難焼結性材料であるため、上記の複合材料を用いて支持基板を形成した場合、支持基板の強度が低下しやすいという問題がある。 However, since MgAl 2 O 4 is a hardly sinterable material, when the support substrate is formed using the above composite material, there is a problem that the strength of the support substrate is likely to be reduced.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、支持基板の強度を向上可能な支持基板材料及び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 such problems, and an object of the present invention is to provide a support substrate material and a fuel cell that can improve the strength of the support substrate.

本発明に係る支持基板材料は、横縞型の燃料電池が備える絶縁性の支持基板に用いられる支持基板材料であって、ＭｇＯとＭｇＡｌ２Ｏ４とＴｉＯ２とを含む。 The support substrate material according to the present invention is a support substrate material used for an insulating support substrate provided in a horizontally striped fuel cell, and includes MgO, MgAl 2 O 4, and TiO 2 .

本発明によれば、支持基板の強度を向上可能な支持基板材料及び燃料電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the support substrate material and fuel cell which can improve the intensity | strength of a support substrate can be provided.

実施形態に係る燃料電池の構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the fuel cell which concerns on embodiment. 図１のＰ−Ｐ断面図PP sectional view of FIG.

（支持基板材料）
本実施形態に係る支持基板材料は、後述するように、いわゆる横縞型の燃料電池に用いられる絶縁性の支持基板を構成する材料として好適である。 (Support substrate material)
As will be described later, the support substrate material according to the present embodiment is suitable as a material constituting an insulating support substrate used in a so-called horizontal stripe fuel cell.

支持基板材料は、ＭｇＯ（マグネシア）粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）粉末の複合材料を主成分として含む。支持基板材料における当該複合材料の含有量は、５０ｖｏｌ％超１００ｖｏｌ％未満とすることができる。支持基板材料における当該複合材料の含有量は、秤量するＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の投入量によって調整できる。 The support substrate material contains a composite material of MgO (magnesia) powder and MgAl 2 O 4 (magnesia alumina spinel) as a main component. The content of the composite material in the support substrate material can be more than 50 vol% and less than 100 vol%. The content of the composite material in the support substrate material can be adjusted by the amount of MgO powder and MgAl 2 O 4 powder to be weighed.

支持基板材料におけるＭｇＯ粉末の含有量は特に制限されないが、０ｖｏｌ％超１００ｖｏｌ％未満とすることができる。ＭｇＯ粉末の含有量は、支持基板の熱膨張係数を考慮すると、１０ｖｏｌ％以上が好ましい。ＭｇＯの含有量は、支持基板の熱膨張係数を考慮すると、９５ｖｏｌ％以下が好ましい。   The content of the MgO powder in the support substrate material is not particularly limited, but can be more than 0 vol% and less than 100 vol%. The content of MgO powder is preferably 10 vol% or more in consideration of the thermal expansion coefficient of the support substrate. The content of MgO is preferably 95 vol% or less in consideration of the thermal expansion coefficient of the support substrate.

支持基板材料におけるＭｇＯ粉末のメディアン径（Ｄ５０）は特に制限されないが、０．０２μｍ以上２０μｍ以下とすることができる。ＭｇＯ粉末のメディアン径は、支持基板の強度向上を考慮すると、３μｍ以下が好ましく、１．７μｍ以下がより好ましい。ＭｇＯ粉末のメディアン径は、支持基板の耐水性を考慮すると、０．１μｍ以上が好ましく、０．３μｍ以上がより好ましい。   The median diameter (D50) of the MgO powder in the support substrate material is not particularly limited, but can be 0.02 μm or more and 20 μm or less. The median diameter of the MgO powder is preferably 3 μm or less, more preferably 1.7 μm or less, considering the strength improvement of the support substrate. The median diameter of the MgO powder is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.3 μm or more, considering the water resistance of the support substrate.

支持基板材料におけるＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の含有量は、０ｖｏｌ％超１００ｖｏｌ％未満とすることができる。ＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の含有量は、支持基板の熱膨張係数を考慮すると、５ｖｏｌ％以上であることが好ましい。ＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の含有量は、支持基板の熱膨張係数を考慮すると、９０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。 The content of MgAl 2 O 4 powder in the support substrate material can be more than 0 vol% and less than 100 vol%. The content of the MgAl 2 O 4 powder is preferably 5 vol% or more in consideration of the thermal expansion coefficient of the support substrate. The content of the MgAl 2 O 4 powder is preferably 90 vol% or less considering the thermal expansion coefficient of the support substrate.

支持基板材料におけるＭｇＡｌ２Ｏ４粉末のメディアン径（Ｄ５０）は特に制限されないが、０．０５μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。ＭｇＡｌ２Ｏ４粉末のメディアン径は、支持基板の強度向上を考慮すると、５０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。ＭｇＡｌ２Ｏ４粉末のメディアン径は、原料保管時の吸湿性を考慮すると、０．１μｍ以上が好ましく、０．４μｍ以上がより好ましい。 The median diameter (D50) of the MgAl 2 O 4 powder in the support substrate material is not particularly limited, but may be 0.05 μm or more and 100 μm or less. The median diameter of the MgAl 2 O 4 powder is preferably 50 μm or less, and more preferably 5 μm or less in consideration of the strength improvement of the support substrate. The median diameter of the MgAl 2 O 4 powder is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.4 μm or more in consideration of hygroscopicity during raw material storage.

本実施形態に係る支持基板材料は、ＴｉＯ２（チタニア）粉末を副成分として含有する。すなわち、支持基板材料におけるＴｉＯ２粉末の含有量は、０ｗｔ％超である。これによって、支持基板の強度を向上させることができる。支持基板材料におけるＴｉＯ２粉末の含有量は、０．０１ｗｔ％超であることが好ましい。これによって、ＴｉＯ２粉末の含有量が０ｗｔ％超０．０１ｗｔ％以下である場合に比べて、支持基板の強度を顕著に向上させることができる。 The support substrate material according to the present embodiment contains TiO 2 (titania) powder as a subcomponent. That is, the content of TiO 2 powder in the support substrate material is more than 0 wt%. Thereby, the strength of the support substrate can be improved. The content of TiO 2 powder in the support substrate material is preferably more than 0.01 wt%. Thereby, the strength of the support substrate can be remarkably improved as compared with the case where the content of the TiO 2 powder is more than 0 wt% and 0.01 wt% or less.

また、支持基板材料におけるＴｉＯ２粉末の含有量は、９．１ｗｔ％以下であることが好ましい。これによって、支持基板材料を用いて形成した支持基板が還元雰囲気に曝されることで内部に異相が形成されることを抑制できるため、支持基板の強度が低下してしまうことを抑制できる。なお、異相とは、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４及びＴｉＯ２とは異なる成分によって構成される相である。異相の有無は、ＸＲＤ（Ｘ線回折）装置で２θ＝２０°〜６０°をスキャンすることによって確認できる。 The content of TiO 2 powder in the supporting substrate materials is preferably not more than 9.1 wt%. Thereby, since it can suppress that a different phase is formed inside when the support substrate formed using the support substrate material is exposed to a reducing atmosphere, it can suppress that the intensity | strength of a support substrate falls. Note that the hetero phase, MgO, and MgAl 2 O 4 and TiO 2 is a phase composed of different components. The presence or absence of a heterogeneous phase can be confirmed by scanning 2θ = 20 ° to 60 ° with an XRD (X-ray diffraction) apparatus.

さらに、支持基板材料におけるＴｉＯ２粉末の含有量は、４．８ｗｔ％以下であることがより好ましい。これによって、支持基板の熱膨張率を高めることができるため、支持基板と他の構成部材との熱膨張率差を低減できる。その結果、燃料電池を繰り返し稼働する際に生じる内部応力を抑制できる。具体的には、ＴｉＯ２粉末の含有量を４．８ｗｔ％以下とすることによって、支持基板の熱膨張率を１０．１×１０−６／Ｋ以上とすることができる。この支持基板の熱膨張率は、熱膨張率の比較的低いＹＳＺ固体電解質膜の熱膨張率１０×１０−６／Ｋに近似する値である。 Furthermore, the content of TiO 2 powder in the support substrate material is more preferably 4.8 wt% or less. Thereby, since the thermal expansion coefficient of a support substrate can be raised, the thermal expansion coefficient difference of a support substrate and another structural member can be reduced. As a result, internal stress generated when the fuel cell is repeatedly operated can be suppressed. Specifically, the coefficient of thermal expansion of the support substrate can be 10.1 × 10 −6 / K or more by setting the content of TiO 2 powder to 4.8 wt% or less. The thermal expansion coefficient of the support substrate is a value that approximates the thermal expansion coefficient of 10 × 10 −6 / K of the YSZ solid electrolyte membrane having a relatively low thermal expansion coefficient.

支持基板材料におけるＴｉＯ２粉末の含有量は、秤量するＴｉＯ２粉末の投入量によって調整できる。 The content of the TiO 2 powder in the support substrate material can be adjusted by the amount of TiO 2 powder to be weighed.

本実施形態に係る支持基板材料は、支持基板の電気的絶縁性が維持される範囲内で、Ｎｉ（ニッケル）及び／又はＮｉＯ（酸化ニッケル）を含んでいてもよい。   The support substrate material according to the present embodiment may contain Ni (nickel) and / or NiO (nickel oxide) as long as the electrical insulation of the support substrate is maintained.

本実施形態に係る支持基板材料を用いて支持基板を製造する際の焼成条件は特に制限されるものではなく、横縞型の燃料電池の支持基板を製造する際の一般的な焼成条件（大気雰囲気、１３００℃〜１６００℃、２時間〜２０時間）を用いることができる。   The firing conditions for producing the support substrate using the support substrate material according to the present embodiment are not particularly limited, and general firing conditions for producing the support substrate for the horizontal stripe type fuel cell (atmosphere) 1300 ° C. to 1600 ° C., 2 hours to 20 hours).

（燃料電池１００の構成）
燃料電池１００の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、燃料電池１００の構成を示す斜視図である。図２は、図１のＰ−Ｐ断面図である。 (Configuration of fuel cell 100)
The configuration of the fuel cell 100 will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the fuel cell 100. 2 is a cross-sectional view taken along the line PP in FIG.

燃料電池１００は、支持基板１０、燃料極２０、インターコネクタ３０、固体電解質層４０、反応防止膜５０、空気極６０及び空気極集電膜７０を備える。燃料極２０、固体電解質膜４０、反応防止膜５０及び空気極６０によって発電素子部Ａが構成されている。燃料電池１００は、図２に示すように、４つの発電素子部Ａが長手方向に所定間隔で配置された、いわゆる横縞型燃料電池である。支持基板１０の両主面上に発電素子部Ａが４つずつ配置されているが、各発電素子部Ａの構成は同じであるため、以下においては１つの発電素子部Ａの構成について主に説明する。   The fuel cell 100 includes a support substrate 10, a fuel electrode 20, an interconnector 30, a solid electrolyte layer 40, a reaction preventing film 50, an air electrode 60, and an air electrode current collecting film 70. The fuel electrode 20, the solid electrolyte membrane 40, the reaction preventing membrane 50, and the air electrode 60 constitute the power generating element portion A. As shown in FIG. 2, the fuel cell 100 is a so-called horizontal stripe fuel cell in which four power generating element portions A are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction. Four power generating element portions A are arranged on both main surfaces of the support substrate 10, but the configuration of each power generating element portion A is the same. Therefore, in the following, the configuration of one power generating element portion A is mainly described. explain.

支持基板１０は、平板状の多孔体である。支持基板１０は、長手方向に延びる複数の燃料ガス流路１１を内部に有する。供給される燃料ガスは、複数の燃料ガス流路１１それぞれを通過する。支持基板１０の厚さは特に制限されないが、１ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。   The support substrate 10 is a flat porous body. The support substrate 10 has a plurality of fuel gas passages 11 extending in the longitudinal direction. The supplied fuel gas passes through each of the plurality of fuel gas flow paths 11. The thickness of the support substrate 10 is not particularly limited, but can be 1 mm to 5 mm.

本実施形態に係る支持基板１０の材料としては、上述した支持基板材料が好適である。従って、支持基板１０は、ＭｇＯとＭｇＡｌ２Ｏ４とＴｉＯ２とを含む。ＭｇＡｌ２Ｏ４の一部は、ＴｉＯ２と固溶することによってＭｇｘＡｌ２（１−ｘ）Ｔｉ（１＋ｘ）Ｏ５を形成していてもよい。 As the material of the support substrate 10 according to the present embodiment, the above-described support substrate material is suitable. Therefore, the support substrate 10 includes MgO, MgAl 2 O 4, and TiO 2 . A part of MgAl 2 O 4 may form Mg x Al 2 (1-x) Ti (1 + x) O 5 by dissolving with TiO 2 .

支持基板１０におけるＴｉの平均含有量は、０．０１ｗｔ％超であることが好ましい。これによって、Ｔｉの平均含有量が０ｗｔ％％超０．０１ｗｔ％以下である場合に比べて、支持基板１０の強度向上を顕著に向上させることができる。なお、支持基板１０におけるＴｉの平均含有量を０．０１ｗｔ％超とするには、支持基板材料におけるＴｉＯ２粉末の含有量を０．０２ｗｔ％超とすればよい。 The average Ti content in the support substrate 10 is preferably more than 0.01 wt%. Thereby, the strength improvement of the support substrate 10 can be remarkably improved as compared with the case where the average content of Ti is more than 0 wt% and 0.01 wt% or less. In order to make the average content of Ti in the support substrate 10 exceed 0.01 wt%, the content of TiO 2 powder in the support substrate material may be set more than 0.02 wt%.

また、支持基板１０におけるＴｉの平均含有量は、５．５ｗｔ％以下であることが好ましい。これによって、支持基板１０が還元雰囲気に曝されることで内部に異相が形成されることを抑制できるため、支持基板１０の強度が低下してしまうことを抑制できる。なお、支持基板１０におけるＴｉの平均含有量を５．５ｗｔ％以下とするには、支持基板材料におけるＴｉＯ２粉末の含有量を９．１ｗｔ％以下とすればよい。 Moreover, it is preferable that the average content of Ti in the support substrate 10 is 5.5 wt% or less. Thereby, since it can suppress that a different phase is formed inside when the support substrate 10 is exposed to a reducing atmosphere, it can suppress that the intensity | strength of the support substrate 10 falls. In order to set the average content of Ti in the support substrate 10 to 5.5 wt% or less, the content of TiO 2 powder in the support substrate material may be set to 9.1 wt% or less.

さらに、支持基板１０におけるＴｉの平均含有量は、２．９ｗｔ％以下であることがより好ましい。これによって、支持基板１０と他の構成部材との熱膨張率差を低減できるため、燃料電池１００を繰り返し稼働する際に生じる内部応力を抑制できる。なお、支持基板１０におけるＴｉの平均含有量を２．９ｗｔ％以下とするには、支持基板材料におけるＴｉＯ２粉末の含有量を４．８ｗｔ％以下とすればよい。 Further, the average Ti content in the support substrate 10 is more preferably 2.9 wt% or less. Thereby, since the difference in thermal expansion coefficient between the support substrate 10 and the other constituent members can be reduced, the internal stress generated when the fuel cell 100 is operated repeatedly can be suppressed. In order to set the average content of Ti in the support substrate 10 to 2.9 wt% or less, the content of TiO 2 powder in the support substrate material may be set to 4.8 wt% or less.

支持基板１０におけるＴｉの平均含有量は、支持基板１０の断面において、支持基板１０の板面に垂直な厚み方向において均等に離れた５箇所で測定されるＴｉの含有量を算術平均した値である。支持基板１０の断面におけるＴｉの含有量は、日本電子株式会社製の電界放射型分析電子顕微鏡付属の電界放出型電子線マイクロアナライザ（ＦＥ−ＥＰＭＡ）を用いた元素分析法によって測定することができる。   The average content of Ti in the support substrate 10 is a value obtained by arithmetically averaging the Ti content measured at five locations equally spaced in the thickness direction perpendicular to the plate surface of the support substrate 10 in the cross section of the support substrate 10. is there. The Ti content in the cross section of the support substrate 10 can be measured by an elemental analysis method using a field emission electron beam microanalyzer (FE-EPMA) attached to a field emission analytical electron microscope manufactured by JEOL Ltd. .

支持基板１０は、燃料ガスの改質反応を促す触媒（炭化水素系のガスの改質触媒）として機能し得る遷移金属を含有していてもよい。このような遷移金属としてはＮｉが好適である。支持基板１０は、ＮｉをＮｉＯ（酸化ニッケル）の形態で含有していてもよい。   The support substrate 10 may contain a transition metal that can function as a catalyst for promoting a reforming reaction of a fuel gas (a hydrocarbon-based gas reforming catalyst). Ni is suitable as such a transition metal. The support substrate 10 may contain Ni in the form of NiO (nickel oxide).

燃料極２０は、支持基板１０の主面に形成された凹部１２内に配置される。燃料極２０は、燃料極集電部２１と燃料極活性部２２を有する。燃料極集電部２１は、電子伝導性を有する物質を含む。燃料極集電部２１は、例えば、ＮｉＯ−ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＮｉＯ−Ｙ２Ｏ３（イットリア）、ＮｉＯ−ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）などによって構成することができる。燃料極活性部２２の厚みは特に制限されないが、５μｍ〜３０μｍとすることができる。燃料極活性部２２は、燃料極集電部２１の凹部２１ａ内に配置される。燃料極活性部２２は、例えば、ＮｉＯ−ＹＳＺ、ＮｉＯ−ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）などによって構成することができる。燃料極集電部２１の厚みは特に制限されないが、５０μｍ〜５００μｍとすることができる。 The fuel electrode 20 is disposed in a recess 12 formed on the main surface of the support substrate 10. The fuel electrode 20 has a fuel electrode current collector 21 and a fuel electrode active part 22. The fuel electrode current collector 21 includes a substance having electronic conductivity. The fuel electrode current collector 21 can be composed of, for example, NiO—YSZ (yttria stabilized zirconia), NiO—Y 2 O 3 (yttria), NiO—CSZ (calcia stabilized zirconia), or the like. The thickness of the fuel electrode active part 22 is not particularly limited, but can be 5 μm to 30 μm. The anode active part 22 is disposed in the recess 21 a of the anode current collector 21. The fuel electrode active part 22 can be composed of, for example, NiO-YSZ, NiO-GDC (gadolinium-doped ceria) or the like. The thickness of the fuel electrode current collector 21 is not particularly limited, but can be 50 μm to 500 μm.

インターコネクタ３０は、燃料極集電部２１の凹部２１ｂ内に配置される。インターコネクタ３０は、燃料極２０と面一で形成される。インターコネクタ３０は、電子伝導性を有する緻密材料によって構成することができる。インターコネクタ３０は、例えば、ＬａＣｒＯ３（ランタンクロマイト）や（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ３（ストロンチウムチタネート）などによって構成することができる。インターコネクタ３０の厚みは特に制限されないが、１０μｍ〜１００μｍとすることができる。   The interconnector 30 is disposed in the recess 21 b of the fuel electrode current collector 21. The interconnector 30 is formed flush with the fuel electrode 20. The interconnector 30 can be made of a dense material having electronic conductivity. The interconnector 30 can be composed of, for example, LaCrO3 (lanthanum chromite), (Sr, La) TiO3 (strontium titanate), or the like. The thickness of the interconnector 30 is not particularly limited, but can be 10 μm to 100 μm.

固体電解質膜４０は、燃料極２０とインターコネクタ３０の一部を覆う。燃料極２０がインターコネクタ３０と固体電解質膜４０に覆われることによって、燃料ガスと空気との混合が防止される。固体電解質膜４０は、酸素イオン伝導性を有しかつ電子伝導性を有さない緻密材料によって構成することができる。固体電解質膜４０は、例えば、ＹＳＺやＬＳＧＭ（ランタンガレート）などによって構成することができる。固体電解質膜４０の厚みは特に制限されないが、３μｍ〜５０μｍとすることができる。   The solid electrolyte membrane 40 covers a part of the fuel electrode 20 and the interconnector 30. Since the fuel electrode 20 is covered with the interconnector 30 and the solid electrolyte membrane 40, mixing of fuel gas and air is prevented. The solid electrolyte membrane 40 can be made of a dense material that has oxygen ion conductivity and does not have electron conductivity. The solid electrolyte membrane 40 can be composed of, for example, YSZ or LSGM (lanthanum gallate). The thickness of the solid electrolyte membrane 40 is not particularly limited, but can be 3 μm to 50 μm.

反応防止膜５０は、固体電解質膜４０と空気極６０の間に配置される。反応防止膜５０は、固体電解質膜４０が含有するＹＳＺと空気極６０が含有するＳｒとが反応して電気抵抗層が形成されることを抑制する。反応防止膜５０は、例えば、ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）などによって構成することができる。反応防止膜５０の厚みは特に制限されないが、３μｍ〜５０μｍとすることができる。   The reaction preventing film 50 is disposed between the solid electrolyte film 40 and the air electrode 60. The reaction preventing film 50 suppresses the formation of an electric resistance layer by reacting YSZ contained in the solid electrolyte film 40 and Sr contained in the air electrode 60. The reaction preventing film 50 can be made of, for example, GDC (gadolinium doped ceria). The thickness of the reaction preventing film 50 is not particularly limited, but can be 3 μm to 50 μm.

空気極６０は、反応防止膜５０上に配置される。空気極６０は、電子伝導性を有する多孔質材料によって構成される。空気極６０は、例えば、ＬＳＣＦ（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）、ＬＳＦ（ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＮＦ（ランタンニッケルフェライト）、ＬＳＣ（ランタンストロンチウムコバルタイト）などによって構成することができる。空気極６０は、ＬＳＣＦによって構成される下層とＬＳＣによって構成される上層の二層構造であってもよい。空気極６０の厚みは特に制限されないが、１０μｍ〜１００μｍとすることができる。   The air electrode 60 is disposed on the reaction preventing film 50. The air electrode 60 is made of a porous material having electronic conductivity. The air electrode 60 can be composed of, for example, LSCF (lanthanum strontium cobalt ferrite), LSF (lanthanum strontium ferrite), LNF (lanthanum nickel ferrite), LSC (lanthanum strontium cobaltite), or the like. The air electrode 60 may have a two-layer structure of a lower layer made of LSCF and an upper layer made of LSC. The thickness of the air electrode 60 is not particularly limited, but can be 10 μm to 100 μm.

空気極集電膜７０は、固体電解質膜４０と空気極６０を覆う。空気極集電膜７０の端部は、隣接する他の発電素子部Ａのインターコネクタ３０に接続される。これにより隣接する発電素子部Ａどうしが電気的に直列に接続される。   The air electrode current collector film 70 covers the solid electrolyte film 40 and the air electrode 60. The end portion of the air electrode current collecting film 70 is connected to the interconnector 30 of another adjacent power generation element portion A. Thereby, the adjacent power generation element parts A are electrically connected in series.

（燃料電池１００の製造方法）
次に、燃料電池１００の製造方法燃料電池１００の製造方法の一例を説明する。 (Manufacturing method of fuel cell 100)
Next, an example of a method for manufacturing the fuel cell 100 will be described.

まず、上述した支持基板材料を用いて支持基板の成形体を作製する。支持基板の成形体は、例えば、支持基板材料の粉末にバインダー等が添加されたスラリーを用いた押出成形法で平板体を作製した後に、切削法で平板体の両板面に凹部１２を形成することによって作製できる。   First, a support substrate molded body is prepared using the support substrate material described above. For example, after forming a flat plate by an extrusion method using a slurry in which a binder or the like is added to a powder of a support substrate, the support substrate molded body is formed with recesses 12 on both plate surfaces of the flat plate by a cutting method. Can be produced.

次に、支持基板の成形体の両板面に形成された凹部１２に、燃料極集電部２１の成形体を埋設する。そして、燃料極集電部２１の成形体の表面に形成された凹部２１ａに、燃料極活性部２２の成形体を埋設する。燃料極集電部２１及び燃料極活性部２２それぞれの成形体は、例えば、燃料極２０の材料粉末（例えば、ＮｉとＹＳＺ）にバインダー等が添加されたスラリーを用いた印刷法等で作製することができる。   Next, the molded body of the fuel electrode current collector 21 is embedded in the recesses 12 formed on both plate surfaces of the molded body of the support substrate. And the molded object of the fuel electrode active part 22 is embedded in the recessed part 21a formed in the surface of the molded object of the fuel electrode current collecting part 21. The compacts of the fuel electrode current collector 21 and the fuel electrode active part 22 are produced by, for example, a printing method using a slurry in which a binder or the like is added to the material powder (for example, Ni and YSZ) of the fuel electrode 20. be able to.

次に、燃料極集電部２１の成形体の表面に形成された凹部２１ｂに、インターコネクタ３０の成形体を埋設する。インターコネクタ３０の成形体は、例えば、インターコネクタ３０の材料粉末（例えば、ＬａＣｒＯ３）にバインダー等が添加されたスラリーを用いた印刷法等で作製することができる。 Next, the molded body of the interconnector 30 is embedded in the recess 21 b formed on the surface of the molded body of the fuel electrode current collector 21. The molded body of the interconnector 30 can be produced, for example, by a printing method using a slurry in which a binder or the like is added to the material powder of the interconnector 30 (for example, LaCrO 3 ).

次に、燃料極２０及びインターコネクタ３０それぞれの成形体が埋設された支持基板１０の成形体上に固体電解質膜４０の成形体を形成する。固体電解質膜４０の成形体は、例えば、固体電解質膜４０の材料粉末（例えば、ＹＳＺ）にバインダー等が添加されたスラリーを用いた印刷法やディッピング法等で作製することができる。   Next, a molded body of the solid electrolyte membrane 40 is formed on the molded body of the support substrate 10 in which the molded bodies of the fuel electrode 20 and the interconnector 30 are embedded. The molded body of the solid electrolyte membrane 40 can be produced by, for example, a printing method or a dipping method using a slurry in which a binder or the like is added to the material powder (for example, YSZ) of the solid electrolyte membrane 40.

次に、固体電解質膜４０の成形体上に反応防止膜５０の成形体を形成する。反応防止膜５０の成形体は、例えば、反応防止膜５０の材料粉末（例えば、ＧＤＣ）にバインダー等が添加されたスラリーを用いた印刷法等で作製することができる。   Next, a molded body of the reaction preventing film 50 is formed on the molded body of the solid electrolyte membrane 40. The molded body of the reaction preventing film 50 can be produced by, for example, a printing method using a slurry in which a binder or the like is added to the material powder (for example, GDC) of the reaction preventing film 50.

次に、支持基板１０、燃料極２０、インターコネクタ３０、固体電解質膜４０及び反応防止膜５０それぞれの成形体の積層体を焼成（大気雰囲気、１３００℃〜１６００℃、２時間〜２０時間）する。   Next, the laminated body of each molded body of the support substrate 10, the fuel electrode 20, the interconnector 30, the solid electrolyte membrane 40 and the reaction preventing film 50 is fired (atmospheric atmosphere, 1300 ° C. to 1600 ° C., 2 hours to 20 hours). .

次に、反応防止膜５０上に空気極６０の成形体を形成する。空気極６０の成形体は、例えば、空気極６０の材料粉末（例えば、ＬＳＣＦ）にバインダー等が添加されたスラリーを用いた印刷法等で作製することができる。   Next, a molded body of the air electrode 60 is formed on the reaction preventing film 50. The molded body of the air electrode 60 can be produced by, for example, a printing method using a slurry in which a binder or the like is added to the material powder of the air electrode 60 (for example, LSCF).

次に、空気極６０の成形体とインターコネクタ３０とを跨ぐように、空気極集電膜７０の成形体を形成する。空気極集電膜７０の成形体は、例えば、空気極集電膜７０の材料粉末（例えば、ＬＳＣＦ）にバインダー等が添加されたスラリーを用いた印刷法等で作製することができる。   Next, a molded body of the air electrode current collector film 70 is formed so as to straddle the molded body of the air electrode 60 and the interconnector 30. The molded body of the air electrode current collector film 70 can be produced by, for example, a printing method using a slurry in which a binder or the like is added to the material powder (for example, LSCF) of the air electrode current collector film 70.

次に、空気極６０と空気極集電膜７０それぞれの成形体を焼成（大気雰囲気、１０００〜１１００℃、１〜１０時間）する。以上によって、本実施形態に係る燃料電池１００が完成する。   Next, the molded bodies of the air electrode 60 and the air electrode current collector film 70 are fired (atmospheric atmosphere, 1000 to 1100 ° C., 1 to 10 hours). Thus, the fuel cell 100 according to this embodiment is completed.

なお、燃料電池１００の製造方法の詳細は、特開２０１５−０３５４１８号公報に開示されている。本実施形態では、燃料電池１００の製造方法として特開２０１５−０３５４１８号公報の内容を援用する。   The details of the method for manufacturing the fuel cell 100 are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-035418. In the present embodiment, the content of Japanese Patent Laid-Open No. 2015-035418 is used as a method for manufacturing the fuel cell 100.

（他の実施形態）
上記実施形態において、燃料電池１００は、反応防止膜５０を備えることとしたが、反応防止膜５０を備えていなくてもよい。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the fuel cell 100 is provided with the reaction preventing film 50, but may not be provided with the reaction preventing film 50.

上記実施形態において、燃料電池１００は、空気極集電膜７０を備えることとしたが、空気極集電膜７０を備えていなくてもよい。この場合には、空気極６０がインターコネクタ３０と電気的に接続されていればよい。   In the above embodiment, the fuel cell 100 includes the air electrode current collector film 70, but may not include the air electrode current collector film 70. In this case, the air electrode 60 only needs to be electrically connected to the interconnector 30.

以下において本発明に係る支持基板の実施例について説明するが、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。   Examples of the support substrate according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the examples described below.

１．水準１〜７
（水準１）
まず、表１に示すように、メディアン径が３μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が５０μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、７７ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と２３ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 1. Level 1-7
(Level 1)
First, as shown in Table 1, 77 vol% MgO powder and 23 vol% MgAl 2 O 4 powder were prepared by weighing and mixing MgO powder having a median diameter of 3 μm and MgAl 2 O 4 powder having a median diameter of 50 μm. A composite material was prepared.

次に、表１に示すように、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を０．０１ｗｔ％〜０．１７ｗｔ％添加した８種類の粉体サンプルとを作製した。 Next, as shown in Table 1, TiO respect MgO powder and MgAl 2 O 4 powder and a powder sample without the addition of TiO 2 to the composite material, MgO powder and MgAl 2 O 4 powder of the composite material 2 8 types of powder samples to which 0.01 wt% to 0.17 wt% were added were prepared.

次に、各粉体サンプルにバインダーとしてセルロースを添加したスラリーを用いた押出成形法によって、ＪＩＳ Ｒ１６０１（２００８）に準拠した多孔体四点曲げ抗折力試験に対応する抗折棒（３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍ）の成形体を作製した。   Next, a bending rod (3 mm × 4 mm) corresponding to a porous four-point bending bending strength test according to JIS R1601 (2008) by an extrusion molding method using a slurry in which cellulose is added as a binder to each powder sample. × 40 mm) was produced.

次に、各粉体サンプルに係る抗折棒の成形体を焼成（大気雰囲気、１４００℃、２時間）した。そして、ＪＩＳ Ｒ１６０１（２００８）に準拠した手法によって、各粉体サンプルに係る抗折棒の四点曲げ強度（Ｍｐａ）を測定した。表１では、各粉体サンプルに係る四点曲げ強度の平均値（ｎ＝５）が示されている。   Next, the molded body of the anti-folding rod according to each powder sample was fired (atmospheric atmosphere, 1400 ° C., 2 hours). And the four-point bending strength (Mpa) of the bending rod which concerns on each powder sample was measured by the method based on JISR1601 (2008). Table 1 shows the average value (n = 5) of the four-point bending strength for each powder sample.

（水準２）
まず、メディアン径が３μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が５μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、７７ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と２３ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 (Level 2)
First, a composite material of 77 vol% MgO powder and 23 vol% MgAl 2 O 4 powder was prepared by weighing and mixing MgO powder having a median diameter of 3 μm and MgAl 2 O 4 powder having a median diameter of 5 μm.

次に、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＴｉＯ２を０．０１ｗｔ％〜０．１５ｗｔ％添加した７種類の粉体サンプルとを作製した。そして、水準１と同様の手法で各粉体サンプルの四点曲げ強度を測定した。 Next, raised against MgO powder and MgAl 2 O 4 powder of the composite material and the powder sample without added TiO 2, and seven kinds of powder samples of TiO 2 was added 0.01wt% ~0.15wt% did. And the four-point bending strength of each powder sample was measured by the same method as Level 1.

（水準３）
まず、メディアン径が３μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が０．６μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、７７ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と２３ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 (Level 3)
First, a composite material of 77 vol% MgO powder and 23 vol% MgAl 2 O 4 powder is prepared by weighing and mixing MgO powder having a median diameter of 3 μm and MgAl 2 O 4 powder having a median diameter of 0.6 μm. did.

次に、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＴｉＯ２を０．０１ｗｔ％〜０．１５ｗｔ％添加した７種類の粉体サンプルとを作製した。そして、水準１と同様の手法で各粉体サンプルの四点曲げ強度を測定した。 Next, raised against MgO powder and MgAl 2 O 4 powder of the composite material and the powder sample without added TiO 2, and seven kinds of powder samples of TiO 2 was added 0.01wt% ~0.15wt% did. And the four-point bending strength of each powder sample was measured by the same method as Level 1.

（水準４）
まず、メディアン径が３μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が０．４μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、７７ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と２３ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 (Level 4)
First, a composite material of 77 vol% MgO powder and 23 vol% MgAl 2 O 4 powder is prepared by weighing and mixing MgO powder with a median diameter of 3 μm and MgAl 2 O 4 powder with a median diameter of 0.4 μm. did.

次に、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＴｉＯ２を０．０１ｗｔ％〜０．１５ｗｔ％添加した７種類の粉体サンプルとを作製した。そして、水準１と同様の手法で各粉体サンプルの四点曲げ強度を測定した。 Next, raised against MgO powder and MgAl 2 O 4 powder of the composite material and the powder sample without added TiO 2, and seven kinds of powder samples of TiO 2 was added 0.01wt% ~0.15wt% did. And the four-point bending strength of each powder sample was measured by the same method as Level 1.

（水準５）
まず、メディアン径が１．７μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が５μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、７７ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と２３ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 (Level 5)
First, a composite material of 77 vol% MgO powder and 23 vol% MgAl 2 O 4 powder is prepared by weighing and mixing MgO powder having a median diameter of 1.7 μm and MgAl 2 O 4 powder having a median diameter of 5 μm. did.

次に、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＴｉＯ２を０．０１ｗｔ％〜０．１０ｗｔ％添加した６種類の粉体サンプルとを作製した。そして、水準１と同様の手法で各粉体サンプルの四点曲げ強度を測定した。 Next, prepare the powder sample without the addition of TiO 2 with respect to MgO powder and MgAl 2 O 4 powder of the composite material, and a six powder samples of TiO 2 was added 0.01wt% ~0.10wt% did. And the four-point bending strength of each powder sample was measured by the same method as Level 1.

（水準６）
まず、メディアン径が１．７μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が５μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、９５ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と５ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 (Level 6)
First, a composite material of 95 vol% MgO powder and 5 vol% MgAl 2 O 4 powder is prepared by weighing and mixing MgO powder having a median diameter of 1.7 μm and MgAl 2 O 4 powder having a median diameter of 5 μm. did.

次に、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＴｉＯ２を０．０１ｗｔ％〜０．１０ｗｔ％添加した６種類の粉体サンプルとを作製した。そして、水準１と同様の手法で各粉体サンプルの四点曲げ強度を測定した。 Next, prepare the powder sample without the addition of TiO 2 with respect to MgO powder and MgAl 2 O 4 powder of the composite material, and a six powder samples of TiO 2 was added 0.01wt% ~0.10wt% did. And the four-point bending strength of each powder sample was measured by the same method as Level 1.

（水準７）
まず、メディアン径が１．７μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が０．４μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、９５ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と５ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 (Level 7)
First, a composite material of 95 vol% MgO powder and 5 vol% MgAl 2 O 4 powder is prepared by weighing and mixing MgO powder having a median diameter of 1.7 μm and MgAl 2 O 4 powder having a median diameter of 0.4 μm. Prepared.

次に、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＴｉＯ２を０．０１ｗｔ％〜０．１０ｗｔ％添加した６種類の粉体サンプルとを作製した。そして、水準１と同様の手法で各粉体サンプルの四点曲げ強度を測定した。
Next, prepare the powder sample without the addition of TiO 2 with respect to MgO powder and MgAl 2 O 4 powder of the composite material, and a six powder samples of TiO 2 was added 0.01wt% ~0.10wt% did. And the four-point bending strength of each powder sample was measured by the same method as Level 1.

Figure 0006271621
Figure 0006271621

表１に示すように、ＭｇＯとＭｇＡｌ２Ｏ４の混合比やメディアン径に関わらず、ＭｇＯとＭｇＡｌ２Ｏ４を含む支持基板材料にＴｉＯ２を含有させることによって支持基板の強度を向上させることができた。このような結果が得られたのは、ＴｉＯ２を添加することによって、難焼結性材料であるＭｇＡｌ２Ｏ４の焼結性を改善することができたためである。 As shown in Table 1, regardless of the mixing ratio and median diameter of MgO and MgAl 2 O 4, to improve the strength of the support substrate by incorporating the TiO 2 in the supporting substrate material comprising MgO and MgAl 2 O 4 I was able to. Such a result was obtained because sinterability of MgAl 2 O 4 which is a hardly sinterable material could be improved by adding TiO 2 .

また、支持基板における強度向上率が、ＴｉＯ２の含有率０．０１ｗｔ％を変曲点として顕著に大きくなっていることから、支持基板材料におけるＴｉＯ２の含有量を０．０１ｗｔ％超とすることによって、支持基板の強度をより向上できることが分かった。 Further, since the strength improvement rate in the support substrate is remarkably increased with the content of TiO 2 being 0.01 wt% as an inflection point, the content of TiO 2 in the support substrate material is more than 0.01 wt%. It was found that the strength of the support substrate can be further improved.

２．水準８〜１０
（水準８）
まず、表２に示すように、メディアン径が３μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が５μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、５０ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と５０ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 2. Level 8-10
(Level 8)
First, as shown in Table 2, 50 vol% MgO powder and 50 vol% MgAl 2 O 4 powder were prepared by weighing and mixing MgO powder having a median diameter of 3 μm and MgAl 2 O 4 powder having a median diameter of 5 μm. A composite material was prepared.

次に、表２に示すように、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＴｉＯ２を２．０ｗｔ％〜１６．７ｗｔ％添加した６種類の粉体サンプルとを作製した。 Next, as shown in Table 2, MgO powder and MgAl 2 O 4 and a powder sample without the addition of TiO 2 with respect to the powder of the composite material, 6 kinds of the TiO 2 was added 2.0wt% ~16.7wt% A powder sample was prepared.

次に、各粉体サンプルにバインダーとしてセルロースを添加したスラリーを用いた押出成形法によって平板状の支持基板の成形体（２ｍｍ×２００ｍｍ×２００ｍｍ）を形成した。   Next, a flat support substrate molded body (2 mm × 200 mm × 200 mm) was formed by an extrusion molding method using a slurry in which cellulose was added as a binder to each powder sample.

次に、支持基板の成形体を焼成（大気雰囲気、１４００℃、２時間）して支持基板を作製した。続いて、各支持基板に還元処理を施した。具体的には、各支持基板を４％水素雰囲気に維持しつつ常温から７５０℃まで２００℃/ｈｒで昇温し、４％水素雰囲気から１００％水素雰囲気に切り替えて１００時間維持した後、Ａｒガスと水素ガスを供給して還元雰囲気を維持しつつ常温まで１２時間かけて降温した。   Next, the support substrate molded body was fired (atmosphere, 1400 ° C., 2 hours) to prepare a support substrate. Subsequently, each supporting substrate was subjected to a reduction process. Specifically, while maintaining each supporting substrate in a 4% hydrogen atmosphere, the temperature is increased from room temperature to 750 ° C. at 200 ° C./hr, and the 4% hydrogen atmosphere is switched to the 100% hydrogen atmosphere and maintained for 100 hours. The temperature was lowered to room temperature over 12 hours while supplying a gas and hydrogen gas and maintaining a reducing atmosphere.

次に、還元処理後の支持基板の断面をＸＲＤ装置（ＢＲＵＫＥＲ製Ｄ８ＡＤＶＡＮＣＥ）で２θ＝２０〜６０°をスキャンすることによってＸ線回折パターンを取得し、そして、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４及びＴｉＯ２以外の成分（すなわち、異相）の回折パターンが検出されたかどうか確認した。表２には、異相の回折パターンの有無がまとめて示されている。 Next, an X-ray diffraction pattern is obtained by scanning the cross section of the support substrate after the reduction treatment with an XRD apparatus (D8ADVANCE manufactured by BRUKER) at 2θ = 20 to 60 °, and MgO, MgAl 2 O 4 and TiO 2 are obtained. It was confirmed whether the diffraction pattern of components other than (ie, different phases) was detected. Table 2 summarizes the presence / absence of a heterogeneous diffraction pattern.

（水準９）
まず、表２に示すように、メディアン径が３μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が５μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、７７ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と２３ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 (Level 9)
First, as shown in Table 2, 77 vol% MgO powder and 23 vol% MgAl 2 O 4 powder were prepared by weighing and mixing MgO powder having a median diameter of 3 μm and MgAl 2 O 4 powder having a median diameter of 5 μm. A composite material was prepared.

次に、表２に示すように、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＴｉＯ２を２．０ｗｔ％〜１６．７ｗｔ％添加した６種類の粉体サンプルとを作製した。そして、水準８と同様の手法で、異相の回折パターンの有無を確認した。 Next, as shown in Table 2, MgO powder and MgAl 2 O 4 and a powder sample without the addition of TiO 2 with respect to the powder of the composite material, 6 kinds of the TiO 2 was added 2.0wt% ~16.7wt% A powder sample was prepared. And the presence or absence of the diffraction pattern of a different phase was confirmed by the method similar to the level 8.

（水準１０）
まず、表２に示すように、メディアン径が３μｍのＭｇＯ粉末とメディアン径が５μｍのＭｇＡｌ２Ｏ４粉末を秤量して混合することによって、９５ｖｏｌ％のＭｇＯ粉末と５ｖｏｌ％のＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料を準備した。 (Level 10)
First, as shown in Table 2, 95 vol% MgO powder and 5 vol% MgAl 2 O 4 powder were prepared by weighing and mixing MgO powder having a median diameter of 3 μm and MgAl 2 O 4 powder having a median diameter of 5 μm. A composite material was prepared.

次に、表２に示すように、ＭｇＯ粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４粉末の複合材料に対してＴｉＯ２を添加しない粉体サンプルと、ＴｉＯ２を２．０ｗｔ％〜１６．７ｗｔ％添加した６種類の粉体サンプルとを作製した。そして、水準８と同様の手法で、異相の回折パターンの有無を確認した。 Next, as shown in Table 2, MgO powder and MgAl 2 O 4 and a powder sample without the addition of TiO 2 with respect to the powder of the composite material, 6 kinds of the TiO 2 was added 2.0wt% ~16.7wt% A powder sample was prepared. And the presence or absence of the diffraction pattern of a different phase was confirmed by the method similar to the level 8.

Figure 0006271621
Figure 0006271621

表２に示すように、ＭｇＯとＭｇＡｌ２Ｏ４の混合比に関わらず、支持基板材料におけるＴｉＯ２の含有率を９．１ｗｔ％以下とすることによって、還元処理後の支持基板に異相が発生することを抑制できた。このことから、支持基板材料におけるＴｉＯ２の含有率を９．１ｗｔ％以下とすることによって、支持基板の強度低下を抑制できることが分かった。 As shown in Table 2, regardless of the mixing ratio of MgO and MgAl 2 O 4 , when the content of TiO 2 in the support substrate material is 9.1 wt% or less, a different phase occurs in the support substrate after the reduction treatment. I was able to suppress it. From this, it was found that a decrease in strength of the support substrate can be suppressed by setting the content of TiO 2 in the support substrate material to 9.1 wt% or less.

１００ 燃料電池
１０ 支持基板
１１ 燃料ガス流路
２０ 燃料極
２１ 燃料極集電部
２２ 燃料極活性部
３０ インターコネクタ
４０ 固体電解質膜
５０ 反応防止膜
６０ 空気極
７０ 空気極集電膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Fuel cell 10 Support substrate 11 Fuel gas flow path 20 Fuel electrode 21 Fuel electrode current collection part 22 Fuel electrode active part 30 Interconnector 40 Solid electrolyte film 50 Reaction prevention film 60 Air electrode 70 Air electrode current collection film

Claims (6)

横縞型の燃料電池が備える絶縁性の支持基板に用いられる支持基板材料であって、ＭｇＯとＭｇＡｌ２Ｏ４とＴｉＯ２とを含み、ＭｇＯとＭｇＡｌ ２ Ｏ ４ とを主成分とする、
支持基板材料。 A support substrate material used for the insulating supporting substrate provided in the fuel cell of a segmented-in-series, viewed including the MgO and the MgAl 2 O 4 and TiO 2, the main component MgO and MgAl 2 O 4,
Support substrate material. ＴｉＯ２の含有量が０．０１ｗｔ％超である、
請求項１に記載の支持基板材料。 The content of TiO 2 is more than 0.01 wt%,
The support substrate material according to claim 1. ＴｉＯ２の含有量が９．１ｗｔ％以下である、
請求項１又は２に記載の支持基板材料。 The content of TiO 2 is 9.1 wt% or less,
The support substrate material according to claim 1 or 2. 燃料ガス流路が形成された絶縁性の支持基板と、
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膜とをそれぞれ有し、前記支持基板上に配置された複数の発電部と、
を備え、
前記支持基板は、ＭｇＯとＭｇＡｌ２Ｏ４とＴｉＯ２とを含み、ＭｇＯとＭｇＡｌ ２ Ｏ ４ とを主成分とする、
横縞型の燃料電池。 An insulating support substrate in which a fuel gas flow path is formed;
A plurality of power generation units disposed on the support substrate, each having a fuel electrode, an air electrode, and a solid electrolyte membrane disposed between the fuel electrode and the air electrode;
With
The supporting substrate is viewed contains the MgO and MgAl 2 O 4 and TiO 2, the main component MgO and MgAl 2 O 4,
Horizontally striped fuel cell. 前記支持基板におけるＴｉの平均含有量は、０．０１ｗｔ％超である、
請求項４に記載の横縞型の燃料電池。 The average content of Ti in the support substrate is more than 0.01 wt%.
The horizontal-striped fuel cell according to claim 4. 前記支持基板におけるＴｉの平均含有量は、５．５ｗｔ％以下である、
請求項４又は５に記載の横縞型の燃料電池。 The average content of Ti in the support substrate is 5.5 wt% or less,
The horizontal stripe fuel cell according to claim 4 or 5.
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