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JP2003331866A - Solid oxide fuel cell - Google Patents

Solid oxide fuel cell

Info

Publication number
JP2003331866A
JP2003331866A JP2002139766A JP2002139766A JP2003331866A JP 2003331866 A JP2003331866 A JP 2003331866A JP 2002139766 A JP2002139766 A JP 2002139766A JP 2002139766 A JP2002139766 A JP 2002139766A JP 2003331866 A JP2003331866 A JP 2003331866A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
electrode layer
air electrode
electrolyte layer
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.)
Pending
Application number
JP2002139766A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takehiro Hayashi
健博 林
Toru Inagaki
亨 稲垣
Hiroyuki Yoshida
洋之 吉田
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.)
Kansai Electric Power Co Inc
Daito Co Ltd
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
Daito Co 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 Kansai Electric Power Co Inc, Daito Co Ltd filed Critical Kansai Electric Power Co Inc
Priority to JP2002139766A priority Critical patent/JP2003331866A/en
Publication of JP2003331866A publication Critical patent/JP2003331866A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
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  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid oxide fuel cell stably realizing efficient power generation even at a low temperature. <P>SOLUTION: This solid electrolyte fuel cell is constituted by arranging an electrolyte layer 2 between an air electrode layer 3 and a fuel electrode layer 4, and the electrolyte layer 2 is made of lanthanum gallate base oxides, and the air electrode layer 3 is made of lanthanum cobaltite base oxides, and an intermediate layer comprising ceria base oxides and having a thickness of 20 μm or less is formed between the electrolyte layer 2 and the air electrode layer 3 by a spin coating method or a dip coating method. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体酸化物型燃料
電池、詳しくは、電解質層が空気極層と燃料極層との間
に配置されている固体酸化物型燃料電池 (SOFC)に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid oxide fuel cell, and more particularly to a solid oxide fuel cell (SOFC) in which an electrolyte layer is disposed between an air electrode layer and a fuel electrode layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体酸化物型燃料電池(SOFC)は、
燃料電池の中でも発電能力が高いことから、パワープラ
ントなどの用途として、実用化に向けた研究開発が進め
られている。
2. Description of the Related Art Solid oxide fuel cells (SOFC) are
Since the power generation capacity is high among fuel cells, research and development for practical use are being advanced for applications such as power plants.

【0003】このような固体酸化物型燃料電池は、電解
質層が空気極層と燃料極層との間に配置される複数の単
セルと、これら単セルを電気的に接続するインタコネク
タなどから構成されており、空気極層に空気などの酸化
ガスを供給するとともに、燃料極層に水素などの燃料ガ
スを供給して、空気極層においては、供給された酸化ガ
ス中の酸素に、電子を与えてイオン化し、その酸素イオ
ン(O2−)を、電解質層内において燃料極層に向けて
拡散移動させ、燃料極層においては、その燃料極層に到
達した酸素イオンを燃料ガスと反応させて、水や炭酸ガ
スを生成させると同時に電子を放出させることによっ
て、電力を得るようにしている。
In such a solid oxide fuel cell, an electrolyte layer is composed of a plurality of unit cells arranged between an air electrode layer and a fuel electrode layer, and an interconnector for electrically connecting the unit cells. It is configured to supply an oxidizing gas such as air to the air electrode layer, and to supply a fuel gas such as hydrogen to the fuel electrode layer, and to supply oxygen to the oxygen in the supplied oxidizing gas to the electron in the air electrode layer. Is given to ionize the oxygen ions (O 2− ) to diffusely move toward the fuel electrode layer in the electrolyte layer. In the fuel electrode layer, the oxygen ions reaching the fuel electrode layer react with the fuel gas. Then, electric power is obtained by generating water and carbon dioxide gas and at the same time emitting electrons.

【0004】そして、このような固体酸化物型燃料電池
の電解質層には、酸素イオン導電率が高く、また、化学
的に安定な、イットリウムを添加した安定化ジルコニア
(YSZ)が広く用いられている。しかし、この安定化
ジルコニアは、通常、1000℃前後で運転する必要が
あり、運転温度が低くなるとイオン導電率が低下すると
いう不具合を有している。
In addition, yttrium-doped stabilized zirconia (YSZ), which has high oxygen ion conductivity and is chemically stable, is widely used in the electrolyte layer of such a solid oxide fuel cell. There is. However, this stabilized zirconia usually needs to be operated at around 1000 ° C., and has a defect that the ionic conductivity is lowered when the operating temperature is lowered.

【0005】そのため、近年、電解質層として、安定化
ジルコニアよりも高い酸素イオン導電率を有し、かつ、
運転温度を低下させても酸素イオン導電率の低下が少な
い、ペロブスカイト型構造のランタンガレート系酸化物
を用いて、固体酸化物型燃料電池の運転温度を低下させ
る試みが各種報告されている。
Therefore, in recent years, as an electrolyte layer, it has a higher oxygen ion conductivity than that of stabilized zirconia, and
Various attempts have been made to reduce the operating temperature of a solid oxide fuel cell by using a lanthanum gallate-based oxide having a perovskite structure, in which the decrease in oxygen ion conductivity is small even when the operating temperature is lowered.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、電解質層に、
ランタンガレート系酸化物を用いると、長期の運転によ
って、電解質層と空気極層との間において、これら各層
が含有している金属元素の相互拡散や、両層の化学反応
による電解質層と空気極層との材料組成の変化などか
ら、電解質層と空気極層との間の界面に、高い抵抗値を
有する不純物層や絶縁抵抗層が生成して、電極過電圧が
経時的に上昇してしまい、その結果、長期運転時におい
て、電極過電圧の上昇などに起因する発電電圧の低下を
招き、発電性能が低下するという不具合を生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the electrolyte layer,
When a lanthanum gallate-based oxide is used, long-term operation causes a mutual diffusion of the metal elements contained in each layer between the electrolyte layer and the air electrode layer, and a chemical reaction between both layers causes the electrolyte layer and the air electrode to react. From a change in material composition with the layer, an impurity layer or an insulation resistance layer having a high resistance value is generated at the interface between the electrolyte layer and the air electrode layer, and the electrode overvoltage rises with time. As a result, during a long-term operation, the power generation voltage is lowered due to an increase in the electrode overvoltage, and the power generation performance is degraded.

【0007】本発明は、上記した不具合に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、低い運転温度で
も、効率的な発電を長期にわたって安定して実現するこ
とのできる、固体酸化物型燃料電池を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is a solid oxide type which can stably realize efficient power generation for a long time even at a low operating temperature. It is to provide a fuel cell.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、電解質層が空気極層と燃料極層との間に
配置された固体酸化物型燃料電池であって、前記電解質
層が、下記一般式(1)で示されるランタンガレート系
酸化物からなり、 La1−xGa1−y3−α (1) (式中、AはSr、Ca、Baを、BはCo、Mg、F
e、Ni、Mn、Cuを示し、xは0≦x≦0.2、y
は0≦y≦0.25の数値を示す。)前記空気極層が、
下記一般式(2)で示されるランタンコバルタイト系酸
化物からなり、 La1−mA’Co1−nB’3−β (2) (式中、A’はSr、Ba、Caを、B’はFe、M
n、Cu、Niを示し、mは0≦m<1.0、nは0≦
n<1.0の数値を示す。) 前記電解質層と前記空気極層との間に、下記一般式
(3)で示されるセリア系酸化物 Ce1−zA’’2−γ (3) (A’’は希土類元素、アルカリ土類元素、アルカリ元
素から選ばれる少なくとも1種の元素を示し、zは0<
z≦0.6の数値を示す。)からなる中間層が設けられ
ていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a solid oxide fuel cell in which an electrolyte layer is arranged between an air electrode layer and a fuel electrode layer, The layer is made of a lanthanum gallate-based oxide represented by the following general formula (1): La 1-x A x Ga 1- y By O 3-α (1) (wherein A is Sr, Ca, Ba) , B is Co, Mg, F
e, Ni, Mn, Cu, x is 0 ≦ x ≦ 0.2, y
Indicates a numerical value of 0 ≦ y ≦ 0.25. ) The cathode layer is
It consists of a lanthanum cobaltite oxide represented by the following general formula (2): La 1-m A'm Co 1-n B'n O 3-β (2) (In the formula, A'is Sr, Ba, Ca, B'is Fe, M
n, Cu, Ni, m is 0 ≦ m <1.0, n is 0 ≦
A numerical value of n <1.0 is shown. ) Wherein between the electrolyte layer and the air electrode layer, ceria based oxide Ce 1-z A '' z O 2-γ (3) (A ' represented by the following general formula (3)' is a rare earth element, At least one element selected from alkaline earth elements and alkaline elements is shown, and z is 0 <
A numerical value of z ≦ 0.6 is shown. ) Is provided as an intermediate layer.

【0009】また、本発明の固体酸化物型燃料電池は、
前記中間層の厚さが、20μm以下であることが好まし
く、前記中間層が、スピンコーティング法またはディッ
プコーティング法により形成されていることが好まし
い。
Further, the solid oxide fuel cell of the present invention is
The thickness of the intermediate layer is preferably 20 μm or less, and the intermediate layer is preferably formed by a spin coating method or a dip coating method.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の固体酸化物型燃
料電池の単セルの一実施形態を示す概略説明図である。
図1において、この単セル1は、電解質層2と、その電
解質層2の両側に配置される空気極層3および燃料極層
4とを備えており、電解質層2と空気極層3との間に
は、さらに、中間層5が設けられている。
1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of a single cell of a solid oxide fuel cell of the present invention.
In FIG. 1, the single cell 1 includes an electrolyte layer 2 and an air electrode layer 3 and a fuel electrode layer 4 which are arranged on both sides of the electrolyte layer 2, respectively. An intermediate layer 5 is further provided between them.

【0011】電解質層2は、下記一般式(1)で示され
るランタンガレート系酸化物から形成されている。
The electrolyte layer 2 is formed of a lanthanum gallate oxide represented by the following general formula (1).

【0012】 La1−xGa1−y3−α (1) (式中、AはSr、Ca、Baを、BはCo、Mg、F
e、Ni、Mn、Cuを示し、xは0≦x≦0.2、y
は0≦y≦0.25の数値を示す。) すなわち、電解質層2は、ペロブスカイト型構造(AB
)を有し、Aサイトを、LaおよびA元素(Sr、
Ca、Baから選ばれる少なくとも1種の元素)が占
め、Bサイトを、GaおよびB元素(Co、Mg、F
e、Ni、Mn、Cuから選ばれる少なくとも1種の元
素)が占め、A元素およびB元素に起因して生ずる酸素
空孔によって、酸素イオン導電率が発現されている。な
お、酸素原子数は、酸素空孔の分だけ減少している。
[0012] La in 1-x A x Ga 1- y B y O 3-α (1) ( wherein, A is Sr, Ca, and Ba, B is Co, Mg, F
e, Ni, Mn, Cu, x is 0 ≦ x ≦ 0.2, y
Indicates a numerical value of 0 ≦ y ≦ 0.25. That is, the electrolyte layer 2 has a perovskite structure (AB
O 3 ), and the A site has La and A elements (Sr,
At least one element selected from Ca and Ba occupies the B site, and Ga and B elements (Co, Mg, F)
At least one element selected from e, Ni, Mn, and Cu) occupies, and oxygen vacancies generated due to the A element and the B element express oxygen ion conductivity. The number of oxygen atoms is reduced by the amount of oxygen vacancies.

【0013】A元素として、好ましくはSrが挙げら
れ、B元素として、好ましくはMgが挙げられる。
The element A is preferably Sr, and the element B is preferably Mg.

【0014】xは、A元素の原子割合であり、0〜0.
2の範囲、すなわち、A元素は、含有されていないか、
含有されている場合には0.2以下の範囲であり、好ま
しくは、0.05〜0.15の範囲とされる。A元素の
原子割合が0.2を超えると、A元素を主成分とする不
純物を生ずる。
X is the atomic ratio of the A element, and is 0 to 0.
2 range, that is, A element is not contained,
When it is contained, it is in the range of 0.2 or less, preferably in the range of 0.05 to 0.15. When the atomic ratio of the A element exceeds 0.2, impurities containing the A element as a main component are generated.

【0015】また、yは、B元素の原子割合であり、0
〜0.25の範囲、すなわち、B元素は、含有されてい
ないか、含有されている場合には0.25以下の範囲で
あり、好ましくは、0.1〜0.2の範囲とされる。B
元素の原子割合が0.25を超えると、B元素を主成分
とする不純物を生ずる。
Further, y is the atomic ratio of the B element, and is 0
To 0.25, that is, B element is not contained, or, if contained, is 0.25 or less, preferably 0.1 to 0.2. . B
If the atomic ratio of the elements exceeds 0.25, impurities containing the B element as the main component are produced.

【0016】なお、実際には、酸素空孔を生じさせる必
要があることから、A元素およびB元素の少なくともい
ずれかが含有されている。
Actually, since it is necessary to generate oxygen vacancies, at least one of the A element and the B element is contained.

【0017】電解質層2を、このようなランタンガレー
ト系酸化物から形成すれば、高温の酸化雰囲気から還元
雰囲気まで安定で、しかも、安定化ジルコニアに比べて
いずれの温度でも酸素イオン導電率が高いため、たとえ
ば、800℃以下の運転温度でも効率的な発電を実現す
ることができる。
When the electrolyte layer 2 is formed from such a lanthanum gallate-based oxide, it is stable from a high temperature oxidizing atmosphere to a reducing atmosphere and has a higher oxygen ion conductivity at any temperature than that of stabilized zirconia. Therefore, for example, efficient power generation can be realized even at an operating temperature of 800 ° C. or lower.

【0018】なお、このような電解質層2は、たとえ
ば、上記の各成分を含む塩が、上記の組成割合で配合さ
れているスラリーを調製して、グリーンシートなどを成
形し、その後、焼成するなど、特に限定されず、公知の
方法によって形成することができる。また、電解質層2
は、その厚さが、たとえば、200〜500μm程度と
して形成される。
For such an electrolyte layer 2, for example, a slurry in which a salt containing each of the above components is blended in the above composition ratio is prepared, a green sheet or the like is molded, and then fired. It is not particularly limited and can be formed by a known method. In addition, the electrolyte layer 2
Is formed to have a thickness of, for example, about 200 to 500 μm.

【0019】また、空気極層3は、下記一般式(2)で
示されるランタンコバルタイト系酸化物から形成されて
いる。
The air electrode layer 3 is made of a lanthanum cobaltite oxide represented by the following general formula (2).

【0020】 La1−mA’Co1−nB’3−β (2) (式中、A’はSr、Ba、Caを、B’はFe、M
n、Cu、Niを示し、mは0≦m<1.0、nは0≦
n<1.0の数値を示す。) すなわち、空気極層3は、電解質層2と同様に、ペロブ
スカイト型構造(ABO)を有し、Aサイトを、La
およびA’元素(Sr、Ca、Baから選ばれる少なく
とも1種の元素)が占め、Bサイトを、CoおよびB’
元素(Fe、Mn、Cu、Niから選ばれる少なくとも
1種の元素)が占め、A元素およびB元素に起因して生
ずる酸素空孔によって、酸素イオン導電率が発現されて
いる。なお、酸素原子数は、酸素空孔の分だけ減少して
いる。
La 1-m A'm Co 1-n B'n O 3-β (2) (In the formula, A'is Sr, Ba and Ca, and B'is Fe and M.
n, Cu, Ni, m is 0 ≦ m <1.0, n is 0 ≦
A numerical value of n <1.0 is shown. That is, the air electrode layer 3 has a perovskite structure (ABO 3 ), similar to the electrolyte layer 2, and the A site is La.
And A'element (at least one element selected from Sr, Ca and Ba) occupies the B site, Co and B '
An element (at least one element selected from Fe, Mn, Cu, and Ni) is occupied, and oxygen vacancies generated due to the elements A and B express oxygen ion conductivity. The number of oxygen atoms is reduced by the amount of oxygen vacancies.

【0021】A’元素として、好ましくはSrが挙げら
れ、B’元素として、好ましくはFeが挙げられる。
The A'element is preferably Sr, and the B'element is preferably Fe.

【0022】mは、A’元素の原子割合であり、0〜
1.0(未満)の範囲、すなわち、A’元素は、含有さ
れていないか、含有されている場合には1.0未満の範
囲であり、好ましくは、0.1〜0.5の範囲とされ
る。
M is the atomic ratio of the element A ', and is 0 to
The range of 1.0 (less than), that is, the A'element is not contained or, if contained, is less than 1.0, and preferably in the range of 0.1 to 0.5. It is said that

【0023】nは、B’元素の原子割合であり、0〜
1.0(未満)の範囲、すなわち、B’元素は、含有さ
れていないか、含有されている場合には1.0未満の範
囲であり、好ましくは、0〜0.3の範囲とされる。
N is the atomic ratio of the B'element, and is 0 to
The range of 1.0 (less than), that is, the B ′ element is not contained, or, if contained, is less than 1.0, preferably 0 to 0.3. It

【0024】なお、実際には、酸素空孔を生じさせる必
要があることから、A’元素およびB’元素の少なくと
もいずれかが含有されている。
Actually, since it is necessary to generate oxygen vacancies, at least one of A'element and B'element is contained.

【0025】空気極層3を、このようなランタンコバル
タイト系酸化物から形成すれば、800℃以下の運転温
度でも、過電圧の小さい空気極層3を形成することがで
きる。
If the air electrode layer 3 is formed of such a lanthanum cobaltite oxide, the air electrode layer 3 with a small overvoltage can be formed even at an operating temperature of 800 ° C. or lower.

【0026】なお、このような空気極層3は、たとえ
ば、上記の各成分を含む塩が、上記の組成割合で配合さ
れているスラリーを調製して、そのスラリーを、後述す
る電解質層2上に形成されている中間層5上に、ドクタ
ーブレード法やスクリーン印刷法によって塗布した後、
焼き付けることにより形成することができる。また、空
気極層3は、その厚さが、たとえば、50〜100μm
程度として形成される。
The air electrode layer 3 as described above is prepared, for example, by preparing a slurry in which a salt containing each of the above-mentioned components is blended in the above-mentioned composition ratio, and preparing the slurry on the electrolyte layer 2 described later. After applying by a doctor blade method or a screen printing method on the intermediate layer 5 formed in
It can be formed by baking. The thickness of the air electrode layer 3 is, for example, 50 to 100 μm.
Formed as a degree.

【0027】また、燃料極層4は、固体酸化物型燃料電
池の燃料極層として用いられるものであれば、特に限定
されないが、たとえば、Niと、後述する中間層5と同
様のセリア系酸化物(Ce1−xA’’2−x)と
の複合材料である、サーメット材料などから、公知の方
法によって、形成されている。なお、燃料極層4は、そ
の厚さが、たとえば、50〜100μm程度として形成
される。
The fuel electrode layer 4 is not particularly limited as long as it can be used as a fuel electrode layer of a solid oxide fuel cell. For example, Ni and ceria-based oxide similar to the intermediate layer 5 described later can be used. It is formed by a known method from a cermet material or the like, which is a composite material with a product (Ce 1-x A ″ x O 2-x ). The fuel electrode layer 4 is formed to have a thickness of, for example, about 50 to 100 μm.

【0028】そして、中間層5は、電解質層2と空気極
層3との間に設けられており、下記一般式(3)で示さ
れるセリア系酸化物から形成されている。
The intermediate layer 5 is provided between the electrolyte layer 2 and the air electrode layer 3, and is made of a ceria-based oxide represented by the following general formula (3).

【0029】 Ce1−zA’’2−γ (3) (A’’は希土類元素、アルカリ土類元素、アルカリ元
素から選ばれる少なくとも1種の元素を示し、zは0<
z≦0.6の数値を示す。) すなわち、中間層5は、ホタル石型構造(AO)を有
し、Aサイトを、CeおよびA’’元素(希土類元素、
アルカリ土類元素、アルカリ元素から選ばれる少なくと
も1種の元素)が占め、A’’元素に起因して生ずる酸
素空孔によって、酸素イオン導電率が発現されている。
なお、酸素原子数は、酸素空孔の分だけ減少している。
Ce 1-z A ″ z O 2-γ (3) (A ″ represents at least one element selected from rare earth elements, alkaline earth elements, and alkali elements, and z is 0 <
A numerical value of z ≦ 0.6 is shown. ) That is, the intermediate layer 5 has a fluorite structure (AO 2 ), and the A site is replaced with Ce and A ″ elements (rare earth elements,
At least one element selected from alkaline earth elements and alkali elements) occupies the oxygen vacancy caused by the A ″ element, and thus oxygen ion conductivity is exhibited.
The number of oxygen atoms is reduced by the amount of oxygen vacancies.

【0030】A’’元素は、希土類元素として、たとえ
ば、Sm、Y、La、Nd、Gd、Yb、Tb、Er、
Prなどが挙げられ、アルカリ土類元素として、たとえ
ば、Ca、Srなどが挙げられ、アルカリ元素として、
たとえば、Na、K、Csなどが挙げられる。A’’元
素は、好ましくは希土類元素、さらに好ましくはSm、
Y、Gdが挙げられる。
The A ″ element is a rare earth element such as Sm, Y, La, Nd, Gd, Yb, Tb, Er,
Examples of the alkaline earth element include Ca and Sr, and examples of the alkaline element include Pr.
For example, Na, K, Cs, etc. may be mentioned. The A ″ element is preferably a rare earth element, more preferably Sm,
Examples thereof include Y and Gd.

【0031】zは、A’’元素の原子割合であり、0
(<)〜0.6の範囲、すなわち、A’’元素は、0.
6以下の範囲であり、好ましくは、高い酸素イオン導電
率を発現させるべく0.2〜0.4の範囲とされる。
Z is the atomic ratio of the A ″ element, and is 0
The range of (<) to 0.6, that is, the A ″ element is 0.
It is in the range of 6 or less, and preferably in the range of 0.2 to 0.4 in order to develop high oxygen ion conductivity.

【0032】なお、A’’元素の原子割合が0.6を超
えると、ホタル石型構造を保つことができなくなる。
If the atomic ratio of the A ″ element exceeds 0.6, the fluorite structure cannot be maintained.

【0033】中間層5を、このようなセリア系酸化物か
ら形成すると、800℃以下の温度で高い酸素イオン導
電率を示し、かつ、ランタンガレート系酸化物からなる
電解質層2に対しては、1250℃以上で一部の成分間
に固溶が認められるものの、反応生成物は生成されず、
また、1200℃以下では成分間の固溶が認められず、
反応生成物も生成せず化学的に安定となる。また、ラン
タンコバルタイト系酸化物からなる空気極層3に対して
も、化学的に安定となる。
When the intermediate layer 5 is formed of such a ceria-based oxide, it exhibits a high oxygen ion conductivity at a temperature of 800 ° C. or lower, and for the electrolyte layer 2 of a lanthanum gallate-based oxide, At 1250 ° C or higher, a solid solution was observed between some components, but no reaction product was produced.
Further, below 1200 ° C., no solid solution between the components was observed,
It becomes chemically stable without the formation of reaction products. Further, it is chemically stable with respect to the air electrode layer 3 made of a lanthanum cobaltite oxide.

【0034】そのため、このような中間層5を設けるこ
とによって、電解質層2の電気化学的作用が妨げられ
ず、かつ、この中間層5が電解質層2および空気極層3
の両層に対して安定であることから、電解質層2と空気
極層3との間における金属元素の相互拡散や化学反応に
よる不純物層や絶縁抵抗層の生成を防止して、長期運転
時における安定した運転を実現することができる。
Therefore, by providing such an intermediate layer 5, the electrochemical action of the electrolyte layer 2 is not hindered, and the intermediate layer 5 serves as the electrolyte layer 2 and the air electrode layer 3.
Since it is stable to both layers, the formation of impurity layers and insulation resistance layers due to mutual diffusion of metal elements and chemical reaction between the electrolyte layer 2 and the air electrode layer 3 is prevented, and long-term operation Stable operation can be realized.

【0035】また、中間層5をセリア系酸化物から形成
すれば、空気極層3の剥離や割れといった作用による、
電気化学的作用の低下を防止でき、かつ、粒子の細かい
中間層5を形成することができるので、空気極層3の三
相界面長の向上に起因する初期性能の向上などを図るこ
とができる。
If the intermediate layer 5 is made of a ceria-based oxide, the air electrode layer 3 may be peeled or cracked.
Since it is possible to prevent the electrochemical action from decreasing and to form the intermediate layer 5 having fine particles, it is possible to improve the initial performance due to the improvement of the three-phase interface length of the air electrode layer 3. .

【0036】このような中間層5は、たとえば、上記の
各成分を含む塩が、上記の組成割合で配合されているス
ラリーを調製して、そのスラリーを、電解質層2の表面
に、たとえば、スピンコーティング法やディップコーテ
ィング法などの液相による薄膜形成法によって塗布する
か、あるいは、スパッタ法やCVD法などの気相による
薄膜成形法などによって薄膜に形成し、その後、焼付け
することにより、厚み20μm以下、好ましくは、10
μm以下で、好ましくは、3μm以上の薄膜として形成
することができる。
For such an intermediate layer 5, for example, a slurry in which a salt containing each of the above components is blended in the above composition ratio is prepared, and the slurry is formed on the surface of the electrolyte layer 2, for example. Applying by liquid phase thin film forming method such as spin coating method or dip coating method, or forming into thin film by vapor phase thin film forming method such as sputtering method or CVD method, and then baking 20 μm or less, preferably 10
It can be formed as a thin film having a thickness of less than or equal to μm, preferably 3 μm or more.

【0037】なお、中間層5の厚みが、20μmを超え
ると、中間層5が抵抗層となって、却って発電性能が低
下する場合がある。また、20μm以下の中間層5を形
成するには、好ましくは、スピンコーティング法やディ
ップコーティング法が用いられる。スピンコーティング
法やディップコーティング法によれば、薄膜を簡易かつ
確実に形成することができる。
When the thickness of the intermediate layer 5 exceeds 20 μm, the intermediate layer 5 serves as a resistance layer, which may rather lower the power generation performance. Further, in order to form the intermediate layer 5 having a thickness of 20 μm or less, the spin coating method or the dip coating method is preferably used. According to the spin coating method or the dip coating method, a thin film can be formed easily and reliably.

【0038】より具体的には、この中間層5は次のよう
にして形成することができる。すなわち、まず、上記組
成の各金属成分の硝酸塩水溶液を調製(たとえば、各金
属成分の硝酸塩を、目標とする酸化物0.02molに
対して硝酸10mlおよび純水10mlの溶液に溶解さ
せて調製する。)し、得られた硝酸塩水溶液に対して、
必要によりエチレングリコールを加え(たとえば、目標
とする酸化物0.02molに対して40mol程度)
攪拌して均一な硝酸塩水溶液を調製する。そして、70
℃〜90℃で加熱して、硝酸塩水溶液の粘度が、0.0
5〜0.2Pa・sとなったところで加熱を停止して、
ポリマー前駆体溶液(スラリー)を得る。その後、上記
したように、スピンコーティング法やディップコーティ
ング法によって、電解質層2上に、ポリマー前駆体の薄
膜を形成する。
More specifically, the intermediate layer 5 can be formed as follows. That is, first, a nitrate aqueous solution of each metal component having the above composition is prepared (for example, a nitrate salt of each metal component is dissolved in a solution of 10 ml of nitric acid and 10 ml of pure water with respect to 0.02 mol of a target oxide). ), And with respect to the obtained nitrate aqueous solution,
Add ethylene glycol if necessary (for example, about 40 mol for 0.02 mol of the target oxide).
Stir to prepare a uniform aqueous nitrate solution. And 70
C. to 90.degree. C., the viscosity of the aqueous nitrate solution is 0.0
When the temperature reaches 5 to 0.2 Pa · s, stop heating and
A polymer precursor solution (slurry) is obtained. Then, as described above, a thin film of the polymer precursor is formed on the electrolyte layer 2 by the spin coating method or the dip coating method.

【0039】たとえば、スピンコーティング法によって
形成する場合には、所定の形状に成形した電解質層2
を、回転数1800〜2500min−1で1分間程度
回転させ、この回転している電解質層2の表面上に、ポ
リマー前駆体溶液を滴下し、その後、得られたポリマー
前駆体の薄膜を、たとえば、320℃〜340℃で1分
間以上加熱する。そして、このような滴下から加熱まで
の処理を数回繰り返すことにより、電解質層2上に、必
要な厚さの薄膜を形成することができる。
For example, in the case of forming by the spin coating method, the electrolyte layer 2 formed into a predetermined shape.
Is rotated for about 1 minute at a rotation speed of 1800 to 2500 min −1 , a polymer precursor solution is dropped on the surface of the rotating electrolyte layer 2, and then a thin film of the obtained polymer precursor is, for example, Heat at 320 ° C. to 340 ° C. for 1 minute or more. Then, a thin film having a required thickness can be formed on the electrolyte layer 2 by repeating such a process from dropping to heating several times.

【0040】そして、このようにして形成されたポリマ
ー前駆体の薄膜を、1000℃〜1150℃で、2〜1
0時間焼付けることによって、中間層5を形成する。
Then, the thin film of the polymer precursor thus formed is heated at 1000 ° C. to 1150 ° C. for 2 to 1
The intermediate layer 5 is formed by baking for 0 hours.

【0041】このような中間層5の形成において、たと
えば、スピンコーティングする場合には、ポリマー前駆
体溶液の粘度は、上記したように、0.05〜0.2P
a・sであることが好ましい。0.05Pa・s未満で
は、回転によって、電解質層2上に膜として固定されず
に大部分が外部に飛散してしまう場合がある。また、
0.2Pa・sを超えると、電解質層2上の全面に均一
に広がらず、均一な膜厚の中間層5を成形することがで
きない場合がある。
In forming the intermediate layer 5 as described above, for example, in the case of spin coating, the viscosity of the polymer precursor solution is 0.05 to 0.2 P as described above.
It is preferably a · s. If it is less than 0.05 Pa · s, most of the particles may not be fixed as a film on the electrolyte layer 2 but may be scattered to the outside due to rotation. Also,
If it exceeds 0.2 Pa · s, it may not spread evenly over the entire surface of the electrolyte layer 2, and the intermediate layer 5 having a uniform film thickness may not be formed.

【0042】また、焼付け温度は、上記したように、1
000℃〜1150℃であることが好ましい。1150
℃を超えると、焼付け時に電解質層2との反応によっ
て、不純物を生成する場合がある。また、1000℃未
満であると、中間層5上に空気極層3を焼付けた時に、
その空気極層3と反応して不純物を生成する場合があ
る。
The baking temperature is 1 as described above.
It is preferably 000 ° C to 1150 ° C. 1150
If the temperature exceeds ° C, impurities may be generated due to the reaction with the electrolyte layer 2 during baking. Further, when the temperature is less than 1000 ° C., when the air electrode layer 3 is baked on the intermediate layer 5,
Impurities may be generated by reacting with the air electrode layer 3.

【0043】そして、本発明の固体酸化物型燃料電池
は、実際には、このような単セル1が、公知の方法によ
って複数積層されており、各単セル1では、空気極層3
に空気などの酸化ガスが供給されるとともに、燃料極層
4に水素などの燃料ガスが供給され、空気極層3におい
ては、供給された酸化ガス中の酸素が、電子の付与によ
りイオン化される。そして、その酸素イオン(O2−
が、中間層5を介して電解質層2に移動され、電解質層
2内において燃料極層4に向けて拡散移動される。その
後、燃料極層4においては、その燃料極層4に到達した
酸素イオンが燃料ガスと反応して、水や炭酸ガスを生成
すると同時に電子が放出さるため、その結果、電力を得
ることができる。
In the solid oxide fuel cell of the present invention, actually, a plurality of such single cells 1 are laminated by a known method, and in each single cell 1, the air electrode layer 3 is formed.
Is supplied with an oxidizing gas such as air, and a fuel gas such as hydrogen is supplied to the fuel electrode layer 4. In the air electrode layer 3, oxygen in the supplied oxidizing gas is ionized by the addition of electrons. . And the oxygen ion (O 2− )
Are transferred to the electrolyte layer 2 through the intermediate layer 5 and diffused and moved in the electrolyte layer 2 toward the fuel electrode layer 4. After that, in the fuel electrode layer 4, oxygen ions that have reached the fuel electrode layer 4 react with the fuel gas to generate water and carbon dioxide gas, and at the same time, electrons are emitted, so that electric power can be obtained. .

【0044】そして、本発明の固体酸化物型燃料電池で
は、ランタンガレート系酸化物からなる電解質層2と、
ランタンコバルタイト系酸化物からなる空気極層3との
組み合わせによって、たとえば、800℃以下の温度で
も、効率のよい発電を実現することができ、しかも、こ
れら電解質層2と空気極層3との間には、これら両層に
対して安定なセリア系酸化物からなる中間層5が設けら
れているので、電解質層2と空気極層3との間における
金属元素の相互拡散や化学反応による不純物層や絶縁抵
抗層の生成を防止することができるので、電解質層2お
よび空気極層3の間での電気化学的作用を安定させるこ
とができる。その結果、長期にわたって効率的な発電を
安定して実現することができる。
In the solid oxide fuel cell of the present invention, an electrolyte layer 2 made of a lanthanum gallate-based oxide,
By combining with the air electrode layer 3 made of a lanthanum cobaltite oxide, for example, efficient power generation can be realized even at a temperature of 800 ° C. or lower, and moreover, the electrolyte layer 2 and the air electrode layer 3 can be combined. Since an intermediate layer 5 made of a ceria-based oxide that is stable with respect to both layers is provided between them, impurities due to mutual diffusion of metal elements or chemical reaction between the electrolyte layer 2 and the air electrode layer 3 are provided. Since it is possible to prevent the formation of a layer or an insulation resistance layer, it is possible to stabilize the electrochemical action between the electrolyte layer 2 and the air electrode layer 3. As a result, efficient power generation can be stably realized over a long period of time.

【0045】[0045]

【実施例】1)酸素イオン導電率の評価 La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.22.85
の組成を有する電解質層2の表面上に、スピンコーティ
ング法によって、0.16Pa・sのポリマー前駆体溶
液を10回繰り返し塗布し、その後、1000℃で2時
間で熱処理することにより、Ce0.8Sm0.2
1.8の組成を有する厚さ10μmの中間層5を形成し
た。この中間層5の酸素イオン導電率を、直流4端子法
で測定したところ、800℃において1.24×10
−1S/cmであった。また、電解質層2のみのイオン
導電率を測定したところ、1.24×10−1S/cm
であった。これらのことから、この中間層5の電解質層
2に対する酸素イオン導電率への影響がないことを確認
することができた。
EXAMPLES 1) Evaluation of oxygen ion conductivity La 0.9 Sr 0.1 Ga 0.8 Mg 0.2 O 2.85
The polymer precursor solution of 0.16 Pa · s was repeatedly applied 10 times by spin coating on the surface of the electrolyte layer 2 having the composition of 0.1, and then heat treatment was performed at 1000 ° C. for 2 hours to obtain Ce 0. 8 Sm 0.2 O
An intermediate layer 5 having a composition of 1.8 and a thickness of 10 μm was formed. When the oxygen ion conductivity of the intermediate layer 5 was measured by a DC 4-terminal method, it was 1.24 × 10 at 800 ° C.
It was -1 S / cm. Moreover, when the ionic conductivity of only the electrolyte layer 2 was measured, it was 1.24 × 10 −1 S / cm.
Met. From these, it was confirmed that the intermediate layer 5 did not affect the oxygen ion conductivity of the electrolyte layer 2.

【0046】2)耐久性の評価 実施例1 La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.22.85
の組成を有する電解質層2と、LaSr0.6Co
0.43−βの組成を有する空気極層3と、Ni/C
0.8Sm0.21.8の組成を有する燃料極層4
と、Ce0.8Sm 0.21.8の組成を有する中間
層5とから構成される単セルの固体酸化物型燃料電池を
作製した。中間層5は、電解質層2上に、スピンコーテ
ィング法によって10回コートし、1100℃で熱処理
することにより形成した。なお、中間層5の厚みは、1
0μmであった。
2) Evaluation of durability Example 1 La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85
Electrolyte layer 2 having a composition of LaSr0.6Co
0.4O3-βAir electrode layer 3 having a composition of Ni / C
e0.8Sm0.2O1.8Electrode layer 4 having the composition
And Ce0.8Sm 0.2O1.8Intermediate with composition
A single cell solid oxide fuel cell comprising layer 5 and
It was made. The intermediate layer 5 is a spin coater on the electrolyte layer 2.
Coating 10 times by coating method and heat treatment at 1100 ℃
It was formed by doing. The thickness of the intermediate layer 5 is 1
It was 0 μm.

【0047】実施例2 La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.22.85
の組成を有する電解質層2と、LaSr0.6Co
0.43−βの組成を有する空気極層3と、Ni/C
0.8Sm0.21.8の組成を有する燃料極層4
と、Ce0.8Sm 0.21.8の組成を有する中間
層5とから構成される単セルの固体酸化物型燃料電池を
作製した。中間層5は、電解質層2上に、スピンコーテ
ィング法によって5回コートし、1000℃で熱処理す
ることにより形成した。なお、中間層5の厚みは、5μ
mであった。
Example 2 La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85
Electrolyte layer 2 having a composition of LaSr0.6Co
0.4O3-βAir electrode layer 3 having a composition of Ni / C
e0.8Sm0.2O1.8Electrode layer 4 having the composition
And Ce0.8Sm 0.2O1.8Intermediate with composition
A single cell solid oxide fuel cell comprising layer 5 and
It was made. The intermediate layer 5 is a spin coater on the electrolyte layer 2.
Coating 5 times by coating method and heat treatment at 1000 ℃
It was formed by The thickness of the intermediate layer 5 is 5 μm.
It was m.

【0048】実施例3 La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.22.85
の組成を有する電解質層2と、LaSr0.6Co
0.43−βの組成を有する空気極層3と、Ni/C
0.8Sm0.21.8の組成を有する燃料極層4
と、Ce0.8Sm 0.21.8の組成を有する中間
層5とから構成される単セルの固体酸化物型燃料電池を
作製した。中間層5は、電解質層2上に、スピンコーテ
ィング法によって3回コートし、1000℃で熱処理す
ることにより形成した。なお、中間層5の厚みは、3μ
mであった。
Example 3 La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85
Electrolyte layer 2 having a composition of LaSr0.6Co
0.4O3-βAir electrode layer 3 having a composition of Ni / C
e0.8Sm0.2O1.8Electrode layer 4 having the composition
And Ce0.8Sm 0.2O1.8Intermediate with composition
A single cell solid oxide fuel cell comprising layer 5 and
It was made. The intermediate layer 5 is a spin coater on the electrolyte layer 2.
Coating 3 times by coating method and heat treatment at 1000 ℃
It was formed by The thickness of the intermediate layer 5 is 3 μm.
It was m.

【0049】比較例1 La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.22.85
の組成を有する電解質層2と、LaSr0.6Co
0.43−βの組成を有する空気極層3と、Ni/C
0.8Sm0.21.8の組成を有する燃料極層4
とから、中間層が形成されていない単セルの固体酸化物
型燃料電池を作製した。
Comparative Example 1 La 0.9 Sr 0.1 Ga 0.8 Mg 0.2 O 2.85
And an electrolyte layer 2 having a composition of LaSr 0.6 Co
Air electrode layer 3 having a composition of 0.4 O 3-β , and Ni / C
e Fuel electrode layer 4 having a composition of 0.8 Sm 0.2 O 1.8
From the above, a single cell solid oxide fuel cell in which the intermediate layer was not formed was produced.

【0050】耐久試験 実施例1〜3および比較例1の各セルに対して、800
℃において、空気極層3に空気を供給するとともに、燃
料極層4に3vol%HO+Hの加湿水素を供給
し、0.3A/cmの電流を印加して発電を500時
間行ない、セル電圧の挙動を観察するとともに、セルの
安定後100時間および500時間のセル電圧を測定し
た。その結果を、表1および図2に示す。
Durability Test 800 for each cell of Examples 1-3 and Comparative Example 1.
At 0 ° C, air is supplied to the air electrode layer 3 and humidified hydrogen of 3 vol% H 2 O + H 2 is supplied to the fuel electrode layer 4, and a current of 0.3 A / cm 2 is applied to generate power for 500 hours. The behavior of the cell voltage was observed, and the cell voltage was measured 100 hours and 500 hours after the cell was stabilized. The results are shown in Table 1 and FIG.

【0051】[0051]

【表1】 また、実施例1および比較例1の各セルに対して、0.
3A/cmの電流を印加した後、電流を遮断し、経時
的に減衰する空気極一参照極間の電圧を測定し、オーム
損による内部抵抗を除いた空気極反応過電圧の経時変化
をカレントインタラプション法により測定した。その結
果を、図3に示す。
[Table 1] For each cell of Example 1 and Comparative Example 1, 0.
After applying a current of 3 A / cm 2 , the current is cut off, the voltage between the air electrode and the reference electrode that decays with time is measured, and the change over time of the air electrode reaction overvoltage excluding the internal resistance due to ohmic loss is measured. It was measured by the interruption method. The result is shown in FIG.

【0052】表1、図2および図3から、実施例1〜3
は、中間層のない比較例1に比べて、空気極過電圧が低
く、初期性能が向上され、かつ、セル電圧が安定である
ことが確認された。
From Table 1, FIG. 2 and FIG. 3, Examples 1-3 are shown.
It was confirmed that, in comparison with Comparative Example 1 having no intermediate layer, the air electrode overvoltage was low, the initial performance was improved, and the cell voltage was stable.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の固体酸化物
型燃料電池によれば、ランタンガレート系酸化物からな
る電解質層と、ランタンコバルタイト系酸化物からなる
空気極層との間に、これら両層に対して安定なセリア系
酸化物からなる中間層が設けられているので、電解質層
と空気極層との間における金属元素の相互拡散や化学反
応による不純物層や絶縁抵抗層の生成を防止することが
できるので、電解質層および空気極層の間での電気化学
的作用を安定させることができる。
As described above, according to the solid oxide fuel cell of the present invention, between the electrolyte layer made of lanthanum gallate type oxide and the air electrode layer made of lanthanum cobaltite type oxide. Since an intermediate layer composed of a stable ceria-based oxide is provided for both of these layers, the impurity layer and the insulation resistance layer due to the mutual diffusion and chemical reaction of the metal element between the electrolyte layer and the air electrode layer are formed. Since the generation can be prevented, the electrochemical action between the electrolyte layer and the air electrode layer can be stabilized.

【0054】また、中間層をセリア系酸化物から形成す
ることにより、空気極層の剥離や割れといった作用によ
る、電気化学的作用の低下を防止でき、かつ、粒子の細
かい中間層を形成することができるので、空気極層の三
相界面長の向上に起因する初期性能の向上などを図るこ
とができる。その結果、長期にわたって効率的な発電を
安定して実現することができる。
Further, by forming the intermediate layer from a ceria-based oxide, it is possible to prevent a decrease in electrochemical action due to the action of peeling or cracking of the air electrode layer, and to form an intermediate layer having fine particles. Therefore, it is possible to improve the initial performance due to the improvement of the three-phase interface length of the air electrode layer. As a result, efficient power generation can be stably realized over a long period of time.

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

【図1】本発明の固体酸化物型燃料電池の単セルの一実
施形態を示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of a single cell of a solid oxide fuel cell of the present invention.

【図2】実施例1〜3および比較例1の500時間運転
時のセル電圧の経時変化を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing changes with time in cell voltage of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 during 500 hours of operation.

【図3】実施例1および比較例1の500時間運転時の
空気極反応過電圧の経時変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a change with time of an air electrode reaction overvoltage in Example 1 and Comparative Example 1 during a 500-hour operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単セル 2 電解質層 3 空気極層 4 燃料極層 5 中間層 1 single cell 2 Electrolyte layer 3 Air electrode layer 4 Fuel pole layer 5 Middle class

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 亨 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 吉田 洋之 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 Fターム(参考) 5H018 AA06 AS03 EE13 HH05 5H026 AA06 BB03 BB04 EE13 HH03 HH05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toru Inagaki             3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture             Kansai Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Hiroyuki Yoshida             3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture             Kansai Electric Power Co., Inc. F term (reference) 5H018 AA06 AS03 EE13 HH05                 5H026 AA06 BB03 BB04 EE13 HH03                       HH05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電解質層が空気極層と燃料極層との間に
配置された固体酸化物型燃料電池であって、 前記電解質層が、下記一般式(1)で示されるランタン
ガレート系酸化物からなり、 La1−xGa1−y3−α (1) (式中、AはSr、Ca、Baを、BはCo、Mg、F
e、Ni、Mn、Cuを示し、xは0≦x≦0.2、y
は0≦y≦0.25の数値を示す。) 前記空気極層が、下記一般式(2)で示されるランタン
コバルタイト系酸化物からなり、 La1−mA’Co1−nB’3−β (2) (式中、A’はSr、Ba、Caを、B’はFe、M
n、Cu、Niを示し、mは0≦m<1.0、nは0≦
n<1.0の数値を示す。)前記電解質層と前記空気極
層との間に、下記一般式(3)で示されるセリア系酸化
物 Ce1−zA’’2−γ (3) (A’’は希土類元素、アルカリ土類元素、アルカリ元
素から選ばれる少なくとも1種の元素を示し、zは0<
z≦0.6の数値を示す。)からなる中間層が設けられ
ていることを特徴とする、固体酸化物型燃料電池。
1. A solid oxide fuel cell in which an electrolyte layer is disposed between an air electrode layer and a fuel electrode layer, wherein the electrolyte layer is a lanthanum gallate-based oxide represented by the following general formula (1). made things, La in 1-x a x Ga 1- y B y O 3-α (1) ( wherein, a is Sr, Ca, and Ba, B is Co, Mg, F
e, Ni, Mn, Cu, x is 0 ≦ x ≦ 0.2, y
Indicates a numerical value of 0 ≦ y ≦ 0.25. ) The air cathode layer is made of a lanthanum cobaltite oxide represented by the following general formula (2): La 1-m A'm Co 1-n B'n O 3-β (2) (wherein A'is Sr, Ba, Ca, B'is Fe, M
n, Cu, Ni, m is 0 ≦ m <1.0, n is 0 ≦
A numerical value of n <1.0 is shown. ) Wherein between the electrolyte layer and the air electrode layer, ceria based oxide Ce 1-z A '' z O 2-γ (3) (A ' represented by the following general formula (3)' is a rare earth element, At least one element selected from alkaline earth elements and alkaline elements is shown, and z is 0 <
A numerical value of z ≦ 0.6 is shown. ), A solid oxide fuel cell.
【請求項2】 前記中間層の厚さが、20μm以下であ
ることを特徴とする、請求項1に記載の固体酸化物型燃
料電池。
2. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the thickness of the intermediate layer is 20 μm or less.
【請求項3】 前記中間層が、スピンコーティング法ま
たはディップコーティング法により形成されていること
を特徴とする、請求項1または2に記載の固体酸化物型
燃料電池。
3. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the intermediate layer is formed by a spin coating method or a dip coating method.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005108719A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Toto Ltd Solid oxide fuel cell
JP2005158528A (en) * 2003-11-26 2005-06-16 Kyocera Corp Fuel battery cell and fuel battery
JP2005216760A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Kyocera Corp Fuel cell and its manufacturing method
JP2006073230A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 Kyocera Corp Fuel cell
JP2006164821A (en) * 2004-12-09 2006-06-22 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2006278089A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Kyocera Corp Fuel battery cell and fuel battery
JP2006302709A (en) * 2005-04-21 2006-11-02 Toto Ltd Solid oxide fuel cell
JP2007073272A (en) * 2005-09-05 2007-03-22 Noritake Co Ltd Electron non-conductive composition inclination solid electrolyte membrane
JP2007149431A (en) * 2005-11-25 2007-06-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid oxide fuel cell and its formation method
JP2008305669A (en) * 2007-06-07 2008-12-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid electrolyte fuel battery cell
US9070946B2 (en) 2010-01-19 2015-06-30 Honda Motor Co., Ltd. Electrolyte-electrode joined assembly and method for producing the same

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4496749B2 (en) * 2003-09-30 2010-07-07 Toto株式会社 Solid oxide fuel cell
JP2005108719A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Toto Ltd Solid oxide fuel cell
JP2005158528A (en) * 2003-11-26 2005-06-16 Kyocera Corp Fuel battery cell and fuel battery
JP2005216760A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Kyocera Corp Fuel cell and its manufacturing method
JP2006073230A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 Kyocera Corp Fuel cell
JP2006164821A (en) * 2004-12-09 2006-06-22 Toyota Motor Corp Fuel cell
JP2006278089A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Kyocera Corp Fuel battery cell and fuel battery
JP2006302709A (en) * 2005-04-21 2006-11-02 Toto Ltd Solid oxide fuel cell
JP2007073272A (en) * 2005-09-05 2007-03-22 Noritake Co Ltd Electron non-conductive composition inclination solid electrolyte membrane
JP2007149431A (en) * 2005-11-25 2007-06-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid oxide fuel cell and its formation method
JP4620572B2 (en) * 2005-11-25 2011-01-26 日本電信電話株式会社 Solid oxide fuel cell and method for producing the same
JP2008305669A (en) * 2007-06-07 2008-12-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid electrolyte fuel battery cell
US9070946B2 (en) 2010-01-19 2015-06-30 Honda Motor Co., Ltd. Electrolyte-electrode joined assembly and method for producing the same

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