JPH11297343A - ハニカム一体構造の固体電解質型燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハニカム一体構造の固体電解質型燃料電池
（ＳＯＦＣ）において、燃料電池として動作する面を凹
凸にすることにより、電池の有効面積を増大させ、発電
性能の高いＳＯＦＣを提供すること。 【解決手段】 断面多角形状をした多数のハニカムチャ
ネル１２、１２…が縦横に列設されるハニカム構造体を
固体電解質材料により一体的に形成し、ハニカムチャネ
ル１２、１２…内壁面に燃料極が設けられた燃料極チャ
ネル列１４、１４…と空気極が設けられた空気極チャネ
ル列１６、１６…とセパレータが設けられたセパレータ
チャネル列１８、１８…とが順次積層状に形成されると
共に、燃料極チャネル１４，１４…と空気極チャネル１
６，１６…の断面形状を夫々積層方向に交互に大小組み
合わせ、各燃料極チャネル１４，１４…と各空気極チャ
ネル１６，１６…との境界の電池としての動作面を凹凸
を持つ矩形平面形状とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハニカム一体構造
の固体電解質型燃料電池に関し、さらに詳しくは、断面
多角形状をした多数のハニカムチャネルが縦横に列設さ
れるハニカム構造体を固体電解質材料により一体的に形
成すると共に、各ハニカムチャネル内壁面に燃料極、空
気極、セパレータを設けた固体電解質型燃料電池（以
下、「ＳＯＦＣ」と称する）、あるいはハニカム構造体
のハニカム構造壁を固体電解質材料と導電性材料（セパ
レータ）により一体的に形成したハニカム一体構造のＳ
ＯＦＣに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）は、
電解質材料としてリン酸水溶液や溶融炭酸塩等といった
液体状材料の代わりにイオン導電性を有する固体材料が
用いられたものであり、他の燃料電池に比べて発電効率
がよく、排熱温度が高いという特性を有している。これ
によれば、効率的な利用が可能な発電システムを構築で
きるため、固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）は、近年
特に注目を浴びている。

【０００３】このＳＯＦＣの構造としては、単電池を多
数積層した積層構造が一般的であるが、これは各単電池
の電圧が１Ｖ以下と低いためである。したがって、ＳＯ
ＦＣを実用化するためには、各単電池が複数直列に接続
された積層構造にする必要があるが、さらに電池を大容
量化するためには、積層段数を増やす他、多数の電池を
並列に接続して集積化することが必要になる。この集積
構造としては、平板型ＳＯＦＣ及び円筒型ＳＯＦＣが周
知の技術としてよく知られている。

【０００４】このうち、平板型ＳＯＦＣは、一般的に図
１０に示す全体構造を有しており、このＳＯＦＣを構成
する各単電池の構造としては、イットリア安定化ジルコ
ニア（Ｙ_２Ｏ_３ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ＺｒＯ_２）
材料あるいはスカンジア安定化ジルコニア（Ｓｃ_２Ｏ_３
Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ＺｒＯ_２） 材料による固体
電解質板１００の両面にニッケル−サーメット系材料に
よる燃料極１０２及びランタンストロンチウムマンガナ
イト系材料による空気極１０４の薄膜がコーティングさ
れた単電池１０６がランタンクロマイト系セラミックス
材料もしくは耐熱金属材料によるセパレータ１０８を介
して積層された多層構造のものが良好な導電機能を有す
るものとして既に提案されている。

【０００５】そしてこの多層構造を利用して大容量の燃
料電池を得るには、さらに多数の単電池及びこれらの単
電池を積層するための電気的な接続部材（平板型ＳＯＦ
Ｃではセパレータ、円筒型ＳＯＦＣではＮｉフェルトが
用いられている）が必要になる。

【０００６】しかしながら、このように従来一般に知ら
れる積層タイプのＳＯＦＣでは単電池とセパレータとが
別個の部材となり、これらの組立工程が必要になるばか
りでなく、燃料ガス供給管や空気供給管なども配設する
必要があることから多数の部材が必要になり、コストア
ップにつながるという欠点がある。また、平板型ＳＯＦ
Ｃの場合、各単電池の接続部材（セパレータ）にガス通
路が設けられるがその形状は複雑なため、製造工程にコ
ストがかかり、結果としてセパレータが高価になるとい
う問題がある。また、円筒型ＳＯＦＣの場合、各単電池
は電気化学蒸着（ＥＶＤ）等の高価な薄膜製造プロセス
により製造されるため、単電池そのものが極めて高価な
ものになるという問題がある。

【０００７】さらに、上述の平板型ＳＯＦＣにあっては
セパレータのガス通路が複雑になると、圧力損失が大き
くなる上、各単電池がジルコニアの薄板により形成され
るため、構造強度が弱くなってしまう。また、円筒型Ｓ
ＯＦＣにあっては各単電池が多孔質空気極の円筒により
形成されるため、やはり構造強度が弱くなってしまう。
加えて、平板型／円筒型ＳＯＦＣの各単電池間の電気
的接続は接触のみであるため、この接触抵抗による電力
ロスが大きく、また、長期的にはこの部分での信頼性が
低下するという問題も指摘されている。

【０００８】また、平板型ＳＯＦＣの場合、積層構造に
する製造上の都合から、各単電池とその接続部材（セパ
レータ）の熱膨張係数を一致させる必要があるととも
に、ガスシールが難しいという欠点がある。

【０００９】そこで、多数の単電池をより効率的に集積
する構造として、各単電池間に接続部材を介設すること
なくハニカム構造体としたものが特公昭６０−２３３０
１号公報に開示されている。このハニカム構造体は、ハ
ニカム形状の固体電解質材料による各隔壁の両面に電極
が設けられるとともに、各隔壁によって区切られた各空
間をそれぞれ陽極層又は陰極層として機能させることに
より所望の容量が得られるようにしたものである。

【００１０】しかしながら、この特公昭６０−２３３０
１号公報に開示されたハニカム構造体によれば、各隔壁
によって交互に配置される陽極層と陰極層とを電気的に
接続する接続部材に相当する構成部材が介設されていな
いため、個々に独立して隣接するはずの各単位電池の同
極層同士がその間にある異極層に対して該同極の機能を
もって作用するという不都合が発生することがある。そ
うするとその同極層同士は互いに電流が反対方向に流れ
るように機能することになり、結果として所望の電流及
び電圧が取り出せなくなるという問題が発生する。ま
た、端部で電気的接続を行った場合には、電流経路が長
くなるため、高い発電性能は期待できない。

【００１１】そこで、上述のような問題を解決するため
に、本願発明者は、特願平８−３５４８４８号におい
て、断面多角形状をした多数のハニカムチャネルが縦横
に列設されるハニカム構造体を固体電解質材料により一
体的に形成すると共に、ハニカムチャネル内壁面に燃料
極が設けられた燃料極チャネル列と、ハニカムチャネル
内壁面に空気極が設けられた空気極チャネル列と、ハニ
カムチャネル内壁面にセパレータ（インターコネクタ）
が設けられたセパレータ（インターコネクタ）チャネル
列とを順次積層状に形成した固体電解質型燃料電池を提
案している。図１１は、その典型例であり、正方形状に
形成された燃料極チャネル列１４、１４…、空気極チャ
ネル列１６、１６…、及びセパレータチャネル列１６、
１６…が順次積層されたハニカム構造体が示されてい
る。

【００１２】また、特願平８−３５４８４９号において
は、断面多角形をした多数のハニカムチャネルが縦横に
列設されるハニカム構造体の各ハニカムチャネル列間の
ハニカム構造壁を固体電解質材料によるものとセパレー
タ（インターコネクタ）材料によるものとで交互に形成
し、ハニカムチャネル内壁面に燃料極が設けられた燃料
極チャネル列と、ハニカムチャネル内壁面に空気極が設
けられた空気極チャネル列とを順次積層状に形成した固
体電解質型燃料電池を提案している。

【００１３】特願平８−３５４８４８号に開示された方
法によれば、各単位電池は、セパレータチャネルで電気
的に連結されるので、各単位電池を白金等の電極により
連結する必要がなくなり、各単位電池の同極層同士がそ
の間にある異極層に対して該同極の機能をもって作用す
るという不都合や、電流経路が長くなることに起因する
発電性能の低下という不都合を回避できる。また、特願
平８−３５４８４９号に開示された方法によれば、セパ
レータチャネルが不要となるので、出力密度が向上する
と同時に、接触抵抗による電力ロスを回避できるという
ものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハニカ
ム構造体の各チャネルを一様な形状、例えば正方形状に
した場合には、空気極部分、燃料極部分、及びセパレー
タ部分が一様に交互に配列するため、結果的に燃料電池
として動作する面の形状は単純な平面となり、電池の有
効面積は、ハニカムの幅ｘハニカムの長さｘ積層段数で
決まり、単位体積当たりの出力密度が低いという問題が
あった。

【００１５】本発明の解決しようとする課題は、断面多
角形状をした多数のハニカムチャネルが縦横に列設され
るハニカム構造体を固体電解質材料により一体的に形成
すると共に、各ハニカムチャネル内壁面に燃料極、空気
極、セパレータを設けたＳＯＦＣ、あるいはハニカム構
造体のハニカム構造壁を固体電解質材料と導電性材料
（セパレータ）により一体的に形成したハニカム一体構
造のＳＯＦＣにおいて、燃料電池として動作する面を凹
凸にすることにより、電池の有効面積を増大させ、発電
性能の高いＳＯＦＣを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明に係るハニカム一体構造の固体電解質型燃料電
池（ＳＯＦＣ）は、断面多角形状をした多数のハニカム
チャネルが縦横に列設されるハニカム構造体を固体電解
質材料により一体的に形成し、該ハニカム構造体のハニ
カムチャネル内壁面に燃料極が設けられた燃料極チャネ
ル列と、ハニカムチャネル内壁面に空気極が設けられた
空気極チャネル列と、ハニカムチャネル内壁面にセパレ
ータが設けられたセパレータチャネル列とを順次積層状
に形成すると共に、前記燃料極チャネルと前記空気極チ
ャネルの断面形状を夫々積層方向に交互に大小組み合わ
せ、該各燃料極チャネルと空気極チャネルとの境界の電
池としての動作面を凹凸を持つ矩形平面形状としたこと
を要旨とするものである。

【００１７】その場合に前記固体電解質材料としては、
従来一般に知られるイットリア安定化ジルコニア（Ｙ_２
Ｏ_３ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ＺｒＯ_２） の他、本願
出願人による特開平７−６７７４号公報等に示されるス
カンジア安定化ジルコニア（Ｓｃ_２Ｏ_３ Ｓｔａｂｉｌ
ｉｚｅｄ ＺｒＯ_２） やセリア（ＣｅＯ_２）等を適用
することが最適である。また、前記ハニカム一体構造
は、このジルコニア（ＺｒＯ_２） を押し出し成形する
ことにより成形される断面多角形状をした多数のハニカ
ムチャネルが一体的に成形されたジルコニアハニカム成
形体とされた後、焼成処理を経てジルコニアハニカムと
して得られるものである。

【００１８】また、セパレータとしては、ハニカムチャ
ネルの内壁面にランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ_３）
あるいはランタンクロマイト系に電子導電性、焼結性の
改善のため、ランタン（Ｌａ）やクロム（Ｃｒ）の一部
をアルカリ土類金属やニッケル（Ｎｉ）で置換した酸化
物 （Ｌａ_１−ｘＣａ_ｘＣｒ_１−ｙＮｉ_ｙＯ_３：ｘ＝０
〜０．２、ｙ＝０〜０．１）等を適用することが最適で
ある。

【００１９】さらに、前記燃料極チャネルと前記空気極
チャネルの断面形状を夫々積層方向に交互に大小組み合
わせ、該各燃料極チャネルと空気極チャネルとの境界の
電池としての動作面を凹凸を持つ矩形平面形状とする。
このような形状を有するハニカムは、押し出し用の金型
を所望の形状とすることにより、容易に製造することが
できる。

【００２０】そしてこのジルコニアハニカム構造体の燃
料極チャネル列及び空気極チャネル列は、その一例とし
て次のような手法により形成される。すなわち、燃料極
チャネル列の形成に際しては、他のチャネル列のチャネ
ル孔をシールして塞いでおいて、燃料極を形成するハニ
カムチャネルの内壁面にニッケル−イットリア安定化ジ
ルコニア（Ｎｉ−ＹＳＺ）のスラリーを流すか、このス
ラリー材料中に浸漬してハニカムチャネルの内壁面にそ
のスラリーを付着させる。そしてそのスラリーを乾燥さ
せた後、焼成することにより燃料極チャネル列が形成さ
れる。

【００２１】また、空気極チャネル列の形成に際して
は、同様に他のチャネル列のチャネル孔を塞ぎ空気極を
形成するハニカムチャネルの内壁面にランタンストロン
チウムマンガナイト（Ｌａ_１−ｘＳｒ_ｘＭｎＯ_３：ｘ＝
０．１〜０．４） のスラリーを流す等して付着させ、
乾燥・焼成することにより形成される。

【００２２】さらに、セパレータチャネル列を設ける場
合も同様で、ハニカムチャネルの内壁面にランタンクロ
マイト（ＬａＣｒＯ_３） あるいはランタンクロマイト
系に電子導電性、焼結性の改善のため、ランタン（Ｌ
ａ）やクロム（Ｃｒ）の一部をアルカリ土類金属やニッ
ケル（Ｎｉ）で置換した酸化物（Ｌａ_１−ｘＣａ_ｘＣｒ
_１−ｙＮｉ_ｙＯ_３：ｘ＝０〜０．２、ｙ＝０〜０．１）
のスラリーを流す等した後、乾燥・焼成することによ
り形成される。なお、焼成は最後に一度に行うようにし
てもよい。

【００２３】また、本発明の２番目は、断面多角形をし
た多数のハニカムチャネルが縦横に列設されるハニカム
構造体の各ハニカムチャネル列間のハニカム構造壁を固
体電解質材料によるものとセパレータ材料によるものと
で交互に形成し、該ハニカム構造体のハニカムチャネル
内壁面に燃料極が設けられた燃料極チャネル列と、ハニ
カムチャネル内壁面に空気極が設けられた空気極チャネ
ル列とを順次積層状に形成すると共に、前記燃料極チャ
ネルと前記空気極チャネルの断面形状を夫々積層方向に
交互に大小組み合わせ、該各燃料極チャネルと空気極チ
ャネルとの境界の電池としての動作面を凹凸を持つ矩形
平面形状としたことを要旨とするものである。

【００２４】その場合に前記固体電解質材料としては、
イットリア安定化ジルコニア（Ｙ_２Ｏ_３ Ｓｔａｂｉｌ
ｉｚｅｄ ＺｒＯ_２） 、スカンジア安定化ジルコニア
（Ｓｃ_２Ｏ_３ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ＺｒＯ_２） 、
セリア（ＣｅＯ_２）等を適用することが最適である点、
及びセパレータとしては、ランタンクロマイト（ＬａＣ
ｒＯ_３） あるいはランタンクロマイト系にランタン
（Ｌａ）やクロム（Ｃｒ）の一部をアルカリ土類金属や
ニッケル（Ｎｉ）で置換した酸化物 （Ｌａ_{１− ｘ}Ｃａ
_ｘＣｒ_１−ｙＮｉ_ｙＯ_３：ｘ＝０〜０．２、ｙ＝０〜
０．１）等を適用することが最適である点は、上述した
とおりである。

【００２５】また、前記ハニカム一体構造は、前記固体
電解質材料とセパレータ材料とをそれぞれ押出機の別々
の注湯口より金型（ダイス）へ押出すことにより固体電
解質材料によるハニカムチャネル壁とセパレータ材料に
よるハニカムチャネル壁とが形成されるもので、これが
交互に積層状に形成される。そしてこのように断面多角
形状をした多数のハニカムチャネルが一体的に成形され
たジルコニア／ランタンクロマイトの２層構造から成る
ハニカム成形体とされた後、焼成処理を経てジルコニア
／ランタンクロマイトのハニカム焼成体として得られる
ものである。

【００２６】この場合に、押し出し成形により一体的に
形成されるハニカム構造体のハニカムチャネル内壁面に
燃料極が設けられた燃料極チャネル列と、ハニカムチャ
ネル内壁面に空気極が設けられた空気極チャネル列とを
順次積層状に形成すると共に、前記燃料極チャネルと前
記空気極チャネルの断面形状を夫々積層方向に交互に大
小組み合わせ、該各燃料極チャネルと空気極チャネルと
の境界の電池としての動作面を凹凸を持つ矩形平面形状
とする点も、上述したとおりである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施の形
態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の
一実施の形態に係るハニカム一体構造の固体電解質型燃
料電池（ＳＯＦＣ）の外観斜視図である。

【００２８】同図に示すＳＯＦＣ１０は、固体電解質材
料であるイットリア安定化ジルコニア（Ｙ_２Ｏ_３ Ｓｔ
ａｂｉｌｉｚｅｄ ＺｒＯ_２） あるいはスカンジア安
定化ジルコニア（Ｓｃ_２Ｏ_３ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ
ＺｒＯ_２） 材料による押し出し成形処理、焼成処理を
経て一体的に形成されたジルコニアハニカム構造体に、
後述する燃料極、空気極及びセパレータ極が設けられる
ことにより形成されるものである。

【００２９】これによりこのＳＯＦＣ１０は、断面が長
方形状をした両端が開放される多数のハニカムチャネル
１２，１２…が縦横に列設された構造になっている。ハ
ニカム構造体の肉厚は、押出成形により薄肉化が可能と
なり、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの厚みとなっている。

【００３０】そしてこのジルコニアハニカム構造体には
横方向に同極のハニカムチャネルあるいはセパレータチ
ャネルが配列され、縦方向に単電池を構成する燃料極チ
ャネル列１４，１４…と、空気極チャネル列１６，１６
…と、各単電池を電気的に接続するセパレータチャネル
列１８，１８…とが順次積層状に形成された構成とされ
ている。同図においてはセパレータチャネル列１８，１
８…を介して単電池が４段積層された構造が示されてい
る。

【００３１】まず、燃料極チャネル列１４，１４…は、
ハニカムチャネル内壁面２０，２０…に燃料極（アノー
ド：−極）としてニッケル−イットリア安定化ジルコニ
ア（Ｎｉ−ＹＳＺ）のスラリーがコーティングされてな
るものであり、このコーティングが施されたハニカムチ
ャネル内壁面２０，２０…により形成される断面長方形
状の空間は、水素（Ｈ_２ ）ガスが流れる燃料ガス流路
２２，２２…としての機能を有している。

【００３２】空気極チャネル列１６，１６…は、ハニカ
ムチャネル内壁面２０，２０…に空気極（カソード：＋
極）としてランタンストロンチウムマンガナイト （Ｌ
ａ_{１ −ｘ}Ｓｒ_ｘＭｎＯ_３：ｘ＝０．１〜０．４）のスラ
リーがコーティングされてなるものであり、このコーテ
ィングが施されたハニカムチャネル内壁面２０，２０…
により形成される断面長方形状の空間は、空気が流れる
空気流路２４，２４…としての機能を有している。

【００３３】セパレータチャネル列１８，１８…は、ハ
ニカムチャネル内壁面２０，２０…に単電池を直列に接
続する導電体であるセパレータとしてランタンクロマイ
ト（ＬａＣｒＯ_３ ）あるいはランタンクロマイト系に
電子導電性、焼結性の改善のため、ランタン（Ｌａ）や
クロム（Ｃｒ）の一部をアルカリ土類金属やニッケル
（Ｎｉ）で置換した酸化物 （Ｌａ_１−ｘＣａ_ｘＣｒ
_１−ｙＮｉ_ｙＯ_３：ｘ＝０〜０．２，ｙ＝０〜０．１）
のスラリーがコーティングされてなるものである。

【００３４】さらに、セパレータチャネル列１８、１８
…の断面は、ガスを通じる必要がないので、大きさの等
しい横長の長方形状とし、断面積を縮小しているのに対
し、燃料極チャネル列１４、１４…と空気極チャネル列
１６、１６…とは、大きさの異なる長方形が交互に並ん
だ状態になっている。

【００３５】そのため、燃料極チャネル列１４、１４…
と空気極チャネル列１６、１６…とは、横方向の隔壁
と、縦方向の隔壁の一部で仕切られることになり、横方
向の隔壁のみならず、縦方向の隔壁の一部も電池として
動作する。これにより、従来のように正方形の断面を有
するチャネル列を列設した構造と異なり、電池の有効面
積を約２倍とすることが可能となる。よって、反応面積
が増大し、電池を大面積化したのと同じ効果が得られる
ため、発電性能を向上させることができる。

【００３６】図２は、図１に示したハニカム一体構造の
固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）の正面拡大図であ
り、燃料極チャネル列１４，１４…（Ａ）、空気極チャ
ネル列１６，１６…（Ｃ）、セパレータチャネル列１
８，１８…（Ｓ）、ハニカムチャネル内壁面２０，２０
…、燃料ガス流路２２，２２…及び空気流路２４，２４
…等が拡大して示されている。

【００３７】なお、セパレータチャネル列１８，１８…
のイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）層に電子導電
性を持たせる場合には、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、
ニッケル（Ｎｉ）、テルビウム（Ｔｂ）、セリウム（Ｃ
ｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、マンガ
ン（Ｍｎ）、バナジウム（Ｖ）等の一種類もしくは複数
元素をドープすればよい。

【００３８】また、ＳＯＦＣ１０の界面抵抗を減少させ
るためには、燃料極チャネル列１４、１４…、及び空気
極チャネル列１６、１６…の内壁に、パラジクロロアン
ミン白金等の白金錯体水溶液を利用して白金（Ｐｔ）薄
膜を予めコーティングすればよい。さらに、その直流抵
抗を減らすようにするには、空気極チャネル列１６，１
６…にランタンストロンチウムマンガナイト（Ｌａ
_１−ｘＳｒ_ｘＭｎＯ_３）だけでなく、さらにその内壁に
ランタンストロンチウムコバルタイト（Ｌａ_１−ｘＳｒ
_ｘＣｏＯ_３）をコーティングすればよい。

【００３９】このような構成を有するＳＯＦＣ１０の製
造方法について説明する。まず、このＳＯＦＣ１０に供
される固体電解質材料の製造方法について説明すると、
初めにその主材料であるジルコニア（ＺｒＯ_２ ）の粉
末粒子と安定化材料であるイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）の粉
末粒子とを適当な配合比率で混合する。この混合粉末の
平均粒径は３μｍ程度である。また、ジルコニア・イッ
トリアの混合粉末を調整する方法として、ゾルゲル法や
共沈法などの液相製造プロセスを適用すれば不純物が少
なく、均一な混合粉末を得ることができる。

【００４０】次にこの混合粉末に成形用バインダーを添
加し、焼成後の大きさが１０ｃｍ×１０ｃｍ程度の大き
さの断面で長さが２０ｃｍ程度の大きさとなる直方体に
成形し、その直方体の断面に大きさの異なる長方形状を
した多数のハニカムチャネル１２，１２…が両端開放状
態で形成されるように押し出し成形する。このハニカム
チャネル１２，１２…は、ハニカムチャネル間の壁の肉
厚が上述と同様に焼成後に０．１〜０．３ｍｍ程度にな
るように成形される。

【００４１】そしてこのジルコニアハニカム成形体を１
５００℃〜１７００℃の温度で焼成すれば、イットリア
（Ｙ_２Ｏ_３）がジルコニア（ＺｒＯ_２ ）中に固溶化さ
れたイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）材料から成
るジルコニアハニカムが得られる。

【００４２】次にこのジルコニアハニカムに燃料極、空
気極あるいはセパレータを形成するに当たっては、いわ
ゆるスラリーコーティング法が採られる。すなわち、セ
パレータチャネル列１８，１８…の形成に際しては、他
のチャネル列のチャネル孔をシールして塞いでおいて、
セパレータチャネルを形成するハニカムチャネルの内壁
面にランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ_３ ）あるいはラ
ンタンクロマイト系に電子導電性、焼結性の改善のた
め、ランタン（Ｌａ）やクロム（Ｃｒ）の一部をアルカ
リ土類金属やニッケル（Ｎｉ）で置換した酸化物（Ｌａ
_１−ｘＣａ_ｘＣｒ _１−ｙＮｉ_ｙＯ_３：ｘ＝０〜０．２、
ｙ＝０〜０．１） のスラリーを流しこむ。

【００４３】また、燃料極チャネル列１４，１４…の形
成に際しては、同様に他のチャネル列のチャネル孔をシ
ールして塞いでおいて、燃料極を形成するハニカムチャ
ネルの内壁面にニッケル（Ｎｉ）４０重量％−ジルコニ
ア（ＺｒＯ_２ ）６０重量％のニッケル−イットリア安
定化ジルコニア（Ｎｉ−ＹＳＺ）粉末を泥状にしたスラ
リーを５０μｍ程度の厚さになるように流すか、このス
ラリー材料中に浸漬してハニカムチャネルの内壁面にそ
のスラリーをやはりその厚さが５０μｍ程度になるよう
に付着させる。そしてそのスラリーを乾燥させた後、１
２００℃〜１４００℃の温度で焼成することにより燃料
極チャネル列１４，１４…が形成される。

【００４４】さらに、空気極チャネル列１６，１６…の
形成に際しては、同様に他のチャネル列のチャネル孔を
塞ぎ空気極を形成するハニカムチャネルの内壁面にラン
タンストロンチウムマンガナイト（Ｌａ_１−ｘＳｒ_ｘＭ
ｎＯ_３：ｘ＝０．１〜０．４） のスラリーをその厚さ
が５０μｍ程度になるように流して付着させる。そし
て、それを乾燥し、１１５０℃〜１２００℃程度の温度
で焼成すれば、空気極チャネル列１６，１６…が形成さ
れる。尚、空気極の材料の配合比率としては、ランタン
９０〜６０モル％に対し、ストロンチウム１０〜４０モ
ル％程度とするのが適当である。

【００４５】尚、焼成は、焼成温度の高い順序、すなわ
ち、セパレータチャネル列１８、１８…、燃料極チャネ
ル列１４、１４…、及び空気極チャネル列１６、１６…
の順に行うようにすることが望ましいが、各チャネル列
の内壁面に塗布する材料の組成によっては、予め全ての
チャネル列にスラリーを塗布した後、最後に一度に行う
ようにしてもよい。

【００４６】また、安定化材料としてスカンジウム（Ｓ
ｃ）の粉末粒子を適用する場合には、特開平７−６７７
４号公報に開示されているようにジルコニア（ＺｒＯ_２
）とスカンジア（Ｓｃ_２Ｏ_３）とを、スカンジア（Ｓ
ｃ_２Ｏ_３）の配合比率が８〜１５モル％になるように調
整すればよい。

【００４７】図３は、図１及び図２に示したハニカム一
体構造のＳＯＦＣ１０が実際に燃料電池として使用され
るときのその全体構成を示す分解斜視図である。同図に
示すようにＳＯＦＣ１０は、上述のハニカム構造体の開
放両端にそれぞれ押え板２６ａ，２６ｂを介して燃料ガ
スや空気を供給するガス供給板２８ａと燃料ガスや空気
を排出するガス排出板２８ｂが設けられている。そし
て、押え板２６ａにはそれぞれ図４に示すように燃料ガ
ス導入孔３０，３０…及び空気導入孔３２，３２…がそ
れぞれ図１に示したハニカム構造体の燃料極チャネル列
１４，１４…のチャネル及び空気極チャネル列１６，１
６…のチャネルに対応して横一列に設けられている。

【００４８】そしてガス供給板２８ａには、燃料ガス
（Ｈ_２ ）をこのＳＯＦＣ１０に導入するための燃料ガ
ス導入管３４と、同じくこのＳＯＦＣ１０に空気ガス
（Ａｉｒ）を導入するための空気導入管３６が取り付け
られる。また、ガス排出板２８ｂには、このＳＯＦＣ１
０に導入された燃料ガス（Ｈ_２ ）を排出するための燃
料ガス排出管３８と、同じくこのＳＯＦＣ１０に導入さ
れた空気を排出するための空気排出管４０がそれぞれ設
けられている。

【００４９】すなわち、前記燃料ガス導入孔３０，３０
…は、燃料極チャネル列１４，１４…の各ハニカムチャ
ネルの燃料ガス流路２２，２２…に連通して設けられ、
また、空気導入孔３２，３２…は、空気極チャネル列１
６，１６…の各ハニカムチャネルの空気流路２４，２４
…に連通して設けられている。同様にして、押え板２６
ｂには、燃料ガス排出孔４２，４２…と空気排出孔４
４，４４…とが各々燃料ガス流路２２，２２…と空気流
路２４，２４…とに連通して設けられている。

【００５０】またガス供給板２８ａには、図５に示すよ
うに、櫛歯状の燃料ガス供給路４６が設けられており、
これは、燃料ガス導入管３４を介して導入される燃料ガ
ス（Ｈ_２ ）を燃料ガス導入孔３０，３０…を介して燃
料極チャネル列１４，１４…の各チャネル内に形成され
る燃料ガス流路２２，２２…へ供給するものである。ま
た、このガス供給板２８ａには前記燃料ガス供給路４６
と互い違いに交差するように、やはり櫛歯状の空気供給
路４８が設けられており、これにより、空気導入管３６
を介して導入される空気が空気導入孔３２，３２…を介
して空気極チャネル列１６，１６…の各チャネル内に形
成される空気流路２４，２４…へ供給されるようになっ
ている。

【００５１】また、ガス排出板２８ｂには、燃料ガス流
路２２，２２…から燃料ガス排出孔４２，４２…を介し
て燃料ガス排出管３８へ反応後のガスを排出する燃料ガ
ス排出路５０が設けられるとともに、空気流路２４，２
４…から空気排出孔４４，４４…を介して空気排出管４
０へ反応後の空気を排出するやはり櫛歯状の空気排出路
５２が設けられており、これにより、空気導入管３６や
燃料ガス導入管３４を介して導入された空気や燃料ガス
の反応後の各ガスが空気排出管４０及び燃料ガス排出管
３８から排出されるようになっている。

【００５２】したがって、空気導入管３６、空気供給路
４８、空気導入孔３２、空気流路２４，２４…、空気排
出孔４４，４４…、空気排出路５２、空気排出管４０は
連通して設けられて空気流路を構成することになり、一
方、燃料ガス導入管３４、燃料ガス供給路４６、燃料ガ
ス導入孔３０，３０…、燃料ガス流路２２，２２…、燃
料ガス排出孔４２，４２…、燃料ガス排出路５０、燃料
ガス排出管３８もやはり連通して設けられて燃料ガス流
路を構成することになる。

【００５３】そして実際に使用される際には、例えば、
図３に矢示するＡ方向に電流が取り出されることになる
が、この場合にはＳＯＦＣ１０の側面に図６に示すよう
な電極端子板５４，５６が取り付けられることになる。

【００５４】上記した構成において、固体電解質型燃料
電池（ＳＯＦＣ）の発電メカニズムは次の通りである。
すなわち、空気導入管３６から導入される空気が空気供
給路４８、空気導入孔３２，３２…を経てＳＯＦＣ１０
の空気極チャネル列１６，１６…の空気極（Ｌａ_１−ｘ
Ｓｒ_ｘＯ_３） と接触すると、その空気極チャネル列１
６，１６…で酸素イオン（Ｏ^２−）が生成される。

【００５５】そうするとこの空気極チャネル列１６，１
６…の空気極で発生した酸素イオン（Ｏ^２−）が対応す
る燃料極チャネル列１４，１４…の対応するハニカムチ
ャネル内の燃料極に向けてハニカムチャネル１２，１２
…の壁内部を移動し、その対応する燃料極チャネル列１
４，１４…の燃料極に到達する。

【００５６】一方、燃料極チャネル列１４，１４…の燃
料ガス流路２２，２２…には、やはり、燃料ガス導入管
３４から導入される水素ガス（Ｈ_２ ）がガス供給板２
８ａの燃料ガス供給路４６を経て流れているので、空気
極チャネル列１６，１６…から移動してきた酸素イオン
（Ｏ^２−）がその水素ガス（Ｈ_２）と反応して水蒸気
（Ｈ_２Ｏ）となり、電子が放出される。これにより発電
状態が得られる。そして反応後の空気及び燃料ガスは、
各々空気排出管４０及び燃料ガス排出管３８を通って排
出される。

【００５７】図６は、上述のハニカム一体構造の固体電
解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）を適用した２ｋＷモジュー
ルの分解斜視図であり、断面四角形状のＳＯＦＣ１０
（１０ｃｍ×１０ｃｍ×２０ｃｍ）が４つ組み合わされ
て構成されている。その出力電力は１つ当り５００Ｗで
あり、図１に示したものと同様な発電メカニズムによっ
て発電状態が得られるものである。図６に示すようにＳ
ＯＦＣ１０の外側表面には電極端子板５４，５６がそれ
ぞれ対向して設けられており、発電された電気はこれら
の電極端子板５４，５６から、例えば矢示するＢ方向に
取り出される。

【００５８】すなわち、同図においてＳＯＦＣ１０の下
部に図示する部材には燃料ガス供給路４６や空気供給路
４８の他、空気導入管３６や燃料ガス導入管３４等が設
けられ、上述した押え板２６ａとガス供給板２８ａとを
組み合わせたような構成になっている。さらに、ＳＯＦ
Ｃ１０の上部に図示する部材には、空気排出管４０や燃
料ガス排出管３８の他、図示せぬ燃料ガス排出路５０や
空気排出路５２等が設けられ、上述した押え板２６ｂと
ガス排出板２８ｂとを組み合わせたような構成になって
いる。

【００５９】ＳＯＦＣ１０を適用してさらに大容量の電
力を得るには、図７に示すように、図６に示した２ｋＷ
モジュールを空気／燃料ガス流路に沿った方向に５つ積
層して１０ｋＷモジュールとし、これにより得られた１
０ｋＷモジュールを積層した方向の大きさが変わらない
ように４つ組み合わせてさらに大きな断面四角形状を呈
する構成にする。各モジュールを組み合わせる際にはブ
スバー５８等の各種の接続部材を用いたり、空気導入管
３６や空気排出管４０に接続部材としての機能をもたせ
るようにすることができる。

【００６０】次に、本発明の他のハニカム構造の断面形
態についての実施例について図８及び図９を参照して説
明する。これら図８及び図９に示されるハニカム一体構
造は、いずれも図１に示したものと同様に押し出し成形
処理及び焼成処理を経て一体的に成形されるものであ
る。

【００６１】同図に示すＳＯＦＣ１０は、固体電解質材
料であるイットリア安定化ジルコニア（Ｙ_２Ｏ_３ Ｓｔ
ａｂｉｌｉｚｅｄ ＺｒＯ_２） あるいはスカンジア安
定化ジルコニア（Ｓｃ_２Ｏ_３ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ
ＺｒＯ_２） 材料から形成されるジルコニア構造壁１
１，１１…と、セパレータ材料であるランタンクロマイ
ト（ＬａＣｒＯ_３ ）材料から形成されるセパレータ構
造壁１９，１９…とが所定の肉厚で交互に形成されたも
のが押し出し成形処理、焼成処理を経て一体的に形成さ
れたジルコニアハニカム構造体に、後述する燃料極及び
空気極が設けられることにより形成されるものである。

【００６２】また、図示はしないが、ＳＯＦＣ１０の界
面抵抗を減少させるためにはパラジクロロアンミン白金
等の白金錯体水溶液を利用して白金（Ｐｔ）薄膜が予め
コーティングされる。さらに、その直流抵抗を減らすよ
うにするには、空気極チャネル列１６，１６…にランタ
ンストロンチウムマンガナイト（Ｌａ_１−ｘＳｒ_ｘＭｎ
Ｏ_３）だけでなく、さらにその内壁にランタンストロン
チウムコバルタイト（Ｌａ_１−ｘＳｒ_ｘＣｏＯ_３）がコ
ーティングされる。

【００６３】これによりこのＳＯＦＣ１０は、断面長方
形状をした両端が開放される多数のハニカムチャネル１
２，１２…が縦横に列設された構造になっている。ハニ
カム構造体の肉厚は、押出成形により薄肉化が可能とな
り、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの厚みとなっている。

【００６４】そしてこのジルコニアハニカム構造体には
横方向に同極のハニカムチャネルが配列され、縦方向に
単電池を構成する燃料極チャネル列１４，１４…と、空
気極チャネル列１６，１６…とが順次積層状に交互に形
成されると共に、燃料極チャネル列１４、１４…及び空
気極チャネル列１６、１６…は、大きさの異なる長方形
が交互に並んだ構造になっている。同図においてはセパ
レータ構造壁１９，１９…を介して固体電解質材料（ジ
ルコニア）から成る単電池が５段積層された構造が示さ
れている。

【００６５】まず、燃料極チャネル列１４，１４…は、
ハニカムチャネル内壁面２０，２０…に燃料極（アノー
ド：−極）としてニッケル−イットリア安定化ジルコニ
ア（Ｎｉ−ＹＳＺ）のスラリーがコーティングされてな
るものであり、このコーティングが施されたハニカムチ
ャネル内壁面２０，２０…により形成される断面長方形
状の空間は、水素（Ｈ_２ ）ガスが流れる燃料ガス流路
２２，２２…としての機能を有している。

【００６６】また、空気極チャネル列１６，１６…は、
ハニカムチャネル内壁面２０，２０…に空気極（カソー
ド：＋極）としてランタンストロンチウムマンガナイト
（Ｌａ_１−ｘＳｒ_ｘＭｎＯ_３：ｘ＝０．１〜０．４）
のスラリーがコーティングされてなるものであり、この
コーティングが施されたハニカムチャネル内壁面２０，
２０…により形成される断面長方形状の空間は、空気が
流れる空気流路２４，２４…としての機能を有してい
る。

【００６７】セパレータ構造壁１９，１９…の材料とし
ては、ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ_３ ）あるいは
ランタンクロマイト系に電子導電性、焼結性の改善のた
め、ランタン（Ｌａ）やクロム（Ｃｒ）の一部をアルカ
リ土類金属やニッケル（Ｎｉ）で置換した酸化物 （Ｌ
ａ_１−ｘＣａ_ｘＣｒ_１−ｙＮｉ_ｙＯ_３：ｘ＝０〜０．
２，ｙ＝０〜０．１）が用いられる。

【００６８】図９は、図８に示したハニカム一体構造の
固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）の正面拡大図であ
り、ジルコニア構造壁１１，１１…とセパレータ構造壁
１９，１９…とにより挟まれる２列からなるハニカムチ
ャネル列には燃料極チャネル列１４，１４…（Ａ）及び
空気極チャネル列１６，１６…（Ｃ）が形成されてい
る。そして燃料極チャネル列１４，１４…には燃料極が
コーティングされ、空気極チャネル列１６，１６…には
空気極がコーティングされている。また、同図には、ハ
ニカムチャネル内壁面２０，２０…、燃料ガス流路２
２，２２…及び空気流路２４，２４…等が拡大して示さ
れている。

【００６９】このような構成を有するＳＯＦＣ１０の製
造方法について説明する。まず、このＳＯＦＣ１０に供
される固体電解質材料の製造方法について説明すると、
初めにその主材料であるジルコニア（ＺｒＯ_２ ）の粉
末粒子と安定化材料であるイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）の粉
末粒子とを適当な配合比率で混合する。この混合粉末の
平均粒径は３μｍ程度である。なお、安定化材料として
スカンジウム（Ｓｃ）の粉末粒子を適用する場合には、
ジルコニア（ＺｒＯ_２ ）に対してスカンジア（Ｓｃ_２
Ｏ_３）の配合比率が８〜１５モル％になるように調製す
ればよい点は、上述したとおりである。

【００７０】次に、セパレータ材料の製造方法について
説明する。ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ_３ ）ある
いはランタンクロマイト系に電子導電性、焼結性の改善
のため、ランタン（Ｌａ）やクロム（Ｃｒ）の一部をア
ルカリ土類金属やニッケル（Ｎｉ）で置換した酸化物
（Ｌａ_１−ｘＣａ_ｘＣｒ_１−ｙＮｉ_ｙＯ_３：ｘ＝０〜
０．２、ｙ＝０〜０．１）の粉末粒子を調製する。ゾル
ゲル法や共沈法などの液相製造プロセスを適用すれば不
純物が少なく、均一な混合粉末を得ることができる。

【００７１】このようにして、イットリア安定化ジルコ
ニア材料とランタンクロマイト材料とをハニカム構造体
の断面形状を有する金型（ダイス）がセットされる押出
機により同時に別々の注湯口より押出す。これにより、
焼成後の大きさが縦横１０ｃｍ×１０ｃｍ程度の大きさ
になり、しかも大きさの異なる長方形状のハニカムチャ
ネル１２，１２…が交互に配列した成形体が押し出し成
形される。このハニカムチャネル１２，１２…は、焼成
後にその肉厚が０．１〜０．３ｍｍ程度になるように成
形される。

【００７２】そしてこのジルコニア／ランタンクロマイ
トのハニカム成形体を１５００℃〜１７００℃の温度で
焼成する。これによりイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）がジルコ
ニア（ＺｒＯ_２ ）中に固溶化されたイットリア安定化
ジルコニア（ＹＳＺ）材料及びランタンクロマイト材料
から成るジルコニア／ランタンクロマイトのハニカム焼
成体が得られる。

【００７３】なお、得られたジルコニアハニカムに対
し、スラリーコーティング法により、燃料極及び空気極
を形成する点は、上述と同様である。これにより、大き
さの異なる長方形が交互に並んだ燃料極チャネル列１
４、１４…及び空気極チャネル列１６、１６…を有し、
しかも、一つの単位電池の燃料極チャネル列１４、１４
…と、他の一つの単位電池の空気極チャネル列１６、１
６…とが、ランタンクロマイトからなる隔壁で仕切られ
たＳＯＦＣを得ることが可能となる。

【００７４】このようにして得られたＳＯＦＣは、燃料
極チャネル列１４、１４…と空気極チャネル列１６、１
６…とは、横方向の隔壁と、縦方向の隔壁の一部で仕切
られることになり、横方向の隔壁のみならず、縦方向の
隔壁の一部も電池として動作する。これにより、従来の
ように正方形の断面を有するチャネル列を列設した構造
と異なり、電池の有効面積を約２倍とすることが可能と
なる。よって、反応面積が増大し、電池を大面積化した
のと同じ効果が得られるため、発電性能を向上させるこ
とができる。

【００７５】以上本発明の各実施例について説明した
が、上述のように、大きさの異なる大小の長方形を交互
に配置した燃料極チャネル列及び空気極チャネル列を設
けることにより、発電性能を向上させることができ、し
かも、ハニカム構造体をジルコニア及びランタンクロマ
イト材料を用いて一体的に構成すると、積層電池内に別
個の構成部材の接触部が必要なくなり、接触抵抗による
電力ロスが少なくなる。また、各積層電池内の燃料ガス
流路や空気流路は、直線状の流路になるから圧力損失が
少なくなるという利点がある。

【００７６】さらに、ジルコニア／ランタンクロマイト
のハニカム構造体は、イットリア安定化ジルコニア（Ｙ
ＳＺ）あるいはスカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳ
Ｚ）のみから成るジルコニアハニカムよりも電池抵抗が
低く、高出力化が図られることになる。また、各積層体
の薄型化が図られれば、電池の発電電力密度が増加する
ことになるため、材料面及び構造面の両面から材料の高
性能化が図られることになる。

【００７７】さらに、固体電解質型燃料電池（ＳＯＦ
Ｃ）自体は、多数のハニカムチャネルから構成される薄
肉の構造体であるが、一体的に構成されることが極めて
高い構造強度に寄与している。このため、セリア（Ｃｅ
Ｏ_２ ）などのように、比較的強度が低い材料でも、信
頼性が高い構造体が形成される。また、ガスシール特性
に関しては、燃料ガス流路や空気流路に沿った内壁面は
外雰囲気に対して完全にガスシールが実現されるからガ
スシールのための特別な構造は必要なくなるという設計
上の利点がある。一方、断面多角形状をした両端面はガ
スシールが必要であるが、シールされる部位は大きさが
異なるとはいえ、規則的な形状をしているからガスシー
ルは容易である。

【００７８】尚、本発明は、上記した実施の形態に何ら
限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範
囲で種々の改変が可能である。例えば、上記の実施例に
おいてはハニカム構造体のジルコニア構造壁の材料とし
て、イットリア安定化ジルコニア（Ｙ_２Ｏ_３ Ｓｔａｂ
ｉｌｉｚｅｄ ＺｒＯ_２） あるいはスカンジア安定化
ジルコニア（Ｓｃ_２Ｏ_３ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｚｒ
Ｏ_２） を適用するようにしたが、これに限られる事な
く、イッテルビウム（Ｙｂ）をドープしたジルコニア
（ＺｒＯ_２） 等の固体電解質や、カドリニウム（Ｇ
ｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、イットリウム（Ｙ）をドー
プした酸化セリウム（ＣｅＯ_２） 等、酸素イオン（Ｏ
^２−）を透過する固体電解質が一般に適用できる。

【００７９】

【発明の効果】本発明のハニカム一体構造の固体電解質
型燃料電池（ＳＯＦＣ）は、断面多角形状をした多数の
ハニカムチャネルが縦横に列設されるハニカム構造体を
固体電解質材料により一体的に形成し、該ハニカム構造
体のハニカムチャネル内壁面に燃料極が設けられた燃料
極チャネル列と、ハニカムチャネル内壁面に空気極が設
けられた空気極チャネル列と、ハニカムチャネル内壁面
にセパレータが設けられたセパレータチャネル列とを順
次積層状に形成すると共に、前記燃料極チャネルと前記
空気極チャネルの断面形状を夫々積層方向に交互に大小
組み合わせ、該各燃料極チャネルと空気極チャネルとの
境界の電池としての動作面を凹凸を持つ矩形平面形状と
したので、電池の有効面積を約２倍に増やすことがで
き、電池を大面積化したのと同じ効果が得られる。

【００８０】また、ハニカム構造壁を固体電解質材料に
よるものとセパレータ材料によるものとで交互に一体的
に形成し、そこに燃料極チャネル列と空気極チャネル列
とを積層状に形成すると共に、前記燃料極チャネルと前
記空気極チャネルの断面形状を夫々積層方向に交互に大
小組み合わせ、該各燃料極チャネルと空気極チャネルと
の境界の電池としての動作面を凹凸を持つ矩形平面形状
としたので、電池の有効面積を約２倍に増やすことがで
き、電池を大面積化したのと同じ効果が得られる。しか
も、ハニカム一体構造としたことにより、構造強度に優
れることはもとより、接触部を持たないことで、接触抵
抗による電力ロスの低減、あるいはより一層の高出力化
等を図ることができる。また、このＳＯＦＣのハニカム
構造体は２種類の材料の同時の押出成形により一体的に
製造され、また燃料極や空気極の形成も容易であるから
大量生産も図られることから、その実用化が大いに期待
されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るハニカム一体構造
の固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）の外観斜視図であ
る。

【図２】図１に示したハニカム一体構造の固体電解質型
燃料電池（ＳＯＦＣ）の正面拡大図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るハニカム一体構造
の固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）の分解斜視図であ
る。

【図４】図３に示した押え板２６ａ，２６ｂの平面図で
ある。

【図５】図３に示したガス供給板２８ａ及びガス排出板
２８ｂの平面図である。

【図６】本発明の一実施の形態に係るハニカム一体構造
の固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）による４ｋＷモジ
ュールの分解斜視図である。

【図７】本発明の一実施の形態に係るハニカム一体構造
の固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）による８０ｋＷス
タックの組立構成図である。

【図８】本発明の他の実施の形態に係るハニカム構造を
示す図である。

【図９】図８に示したハニカム一体構造の固体電解質型
燃料電池（ＳＯＦＣ）の正面拡大図である。

【図１０】従来一般的に知られる積層構造の固体電解質
型燃料電池（ＳＯＦＣ）の外観斜視図である。

【図１１】従来一般的に知られているハニカム一体構造
のの固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）の外観斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０ 固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ） １１ ジルコニア構造壁 １２ ハニカムチャネル １４ 燃料極チャネル列 １６ 空気極チャネル列 １８ セパレータチャネル列 １９ セパレータ構造壁 ２０ ハニカムチャネル内壁面 ２２ 燃料ガス流路 ２４ 空気流路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面多角形状をした多数のハニカムチャ
   ネルが縦横に列設されるハニカム構造体を固体電解質材
   料により一体的に形成し、 該ハニカム構造体のハニカムチャネル内壁面に燃料極が
   設けられた燃料極チャネル列と、ハニカムチャネル内壁
   面に空気極が設けられた空気極チャネル列と、ハニカム
   チャネル内壁面にセパレータが設けられたセパレータチ
   ャネル列とを順次積層状に形成すると共に、 前記燃料極チャネルと前記空気極チャネルの断面形状を
   夫々積層方向に交互に大小組み合わせ、該各燃料極チャ
   ネルと空気極チャネルとの境界の電池としての動作面を
   凹凸を持つ矩形平面形状としたことを特徴とするハニカ
   ム一体構造の固体電解質型燃料電池。
2. 【請求項２】 前記ハニカム構造体の固体電解質材料が
   イットリア安定化ジルコニア又はスカンジア安定化ジル
   コニアあるいはセリアのいずれか選択された一種である
   ことを特徴とする請求項１に記載されるハニカム一体構
   造の固体電解質型燃料電池。
3. 【請求項３】 前記ハニカム構造体のセパレータがラン
   タンクロマイト又は該ランタンクロマイトのランタンや
   クロムの一部をアルカリ土類金属やニッケルで置換した
   酸化物のいずれか選択された一種であることを特徴とす
   る請求項１又は２に記載されるハニカム一体構造の固体
   電解質型燃料電池。
4. 【請求項４】 断面多角形をした多数のハニカムチャネ
   ルが縦横に列設されるハニカム構造体の各ハニカムチャ
   ネル列間のハニカム構造壁を固体電解質材料によるもの
   とセパレータ材料によるものとで交互に形成し、該ハニ
   カム構造体のハニカムチャネル内壁面に燃料極が設けら
   れた燃料極チャネル列と、ハニカムチャネル内壁面に空
   気極が設けられた空気極チャネル列とを順次積層状に形
   成すると共に、 前記燃料極チャネルと前記空気極チャネルの断面形状を
   夫々積層方向に交互に大小組み合わせ、該各燃料極チャ
   ネルと空気極チャネルとの境界の電池としての動作面を
   凹凸を持つ矩形平面形状としたことを特徴とするハニカ
   ム一体構造の固体電解質型燃料電池。
5. 【請求項５】 前記ハニカム構造体の固体電解質材料が
   イットリア安定化ジルコニア又はスカンジア安定化ジル
   コニアあるいはセリアのいずれか選択された一種である
   ことを特徴とする請求項４に記載されるハニカム一体構
   造の固体電解質型燃料電池。
6. 【請求項６】 前記ハニカム構造体のセパレータ材料が
   ランタンクロマイト又は該ランタンクロマイトのランタ
   ンやクロムの一部をアルカリ土類金属やニッケルで置換
   した酸化物のいずれか選択された一種であることを特徴
   とする請求項４乃至５に記載されるハニカム一体構造の
   固体電解質型燃料電池。
7. 【請求項７】 前記ハニカム構造体が固体電解質材料と
   セパレータ材料の二種類の材料により一体的に押出成形
   されたものであることを特徴とする請求項４乃至６に記
   載されるハニカム一体構造の固体電解質型燃料電池。