燃料電池の構造体
【課題】「横縞型」の燃料電池の構造体であって、支持基板が外力を受けた場合において支持基板が変形し難く且つ支持基板の凹部に埋設された燃料極の剥離の発生が抑制され得るものを提供すること。
【解決手段】平板状の支持基板の主面に形成された凹部１２に埋設された燃料極（微細なドットで示した領域）の直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含むそれぞれの断面形状について、「Ｅ≦２．０・ｄ」という関係が成立する。値ｄは、「前記断面形状の輪郭のうち燃料極の外側面に対応する部分」から法線を引いたときの「法線における燃料極に含まれる範囲」の長さの最大値である。値Ｅは、支持基板の主面に対応する基準直線と平行であり且つ前記断面形状の面積を２等分する中立直線と、前記断面形状の輪郭における前記中立直線に対して内側に位置する部分のうち前記中立直線から最も離れた最深点との距離である。
【解決手段】平板状の支持基板の主面に形成された凹部１２に埋設された燃料極（微細なドットで示した領域）の直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含むそれぞれの断面形状について、「Ｅ≦２．０・ｄ」という関係が成立する。値ｄは、「前記断面形状の輪郭のうち燃料極の外側面に対応する部分」から法線を引いたときの「法線における燃料極に含まれる範囲」の長さの最大値である。値Ｅは、支持基板の主面に対応する基準直線と平行であり且つ前記断面形状の面積を２等分する中立直線と、前記断面形状の輪郭における前記中立直線に対して内側に位置する部分のうち前記中立直線から最も離れた最深点との距離である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、「ガス流路が内部に形成された電子伝導性を有さない多孔質の支持基板」と、「前記支持基板の表面における互いに離れた複数の箇所にそれぞれ設けられ、燃料極、固体電解質、及び空気極が積層されてなる複数の発電素子部」と、「１組又は複数組の隣り合う前記発電素子部の間にそれぞれ設けられ、隣り合う前記発電素子部の一方の燃料極と他方の空気極とを電気的に接続する電子伝導性を有する１つ又は複数の電気的接続部」とを備えた固体酸化物形燃料電池の構造体が知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。このような構成は、「横縞型」とも呼ばれる。
【０００３】
以下、支持基板の形状に着目する。特許文献１に記載の「横縞型」の固体酸化物形燃料電池の構造体では、支持基板が円筒状を呈している。円筒状の支持基板の表面（円筒面）には、燃料極を埋設するための複数の「環状溝」が軸方向の複数の箇所においてそれぞれ形成されている（図３を参照）。従って、支持基板において「環状溝」が形成された部分の外径が小さくなっている。このことに起因して、この構造体は、支持基板に曲げ方向やねじり方向の外力が加えられた場合に変形し易い構造であるといえる。
【０００４】
また、特許文献２に記載の「横縞型」の固体酸化物形燃料電池の構造体では、支持基板が長手方向を有する平板状を呈している。平板状の支持基板の主面（平面）には、燃料極等を埋設するための「長手方向に延び且つ長手方向に開放された長溝」が形成されている（図３（ｂ）を参照）。従って、支持基板において「長溝」が形成された部分の厚さが小さくなっている。
【０００５】
加えて、「長溝」は、長手方向に直交する幅方向の両端部において長手方向に延びる側壁を有する一方で、長手方向の両端部において幅方向に延びる側壁を有していない。即ち、「長溝」は、その周方向に閉じた側壁を有していない。従って、支持基板において「長溝」を囲む枠体が形成されていない。これらのことに起因して、この構造体は、特に支持基板にねじり方向の外力が加えられた場合に変形し易い構造であるといえる。以上のことから、「横縞型」の燃料電池の構造体において、支持基板が外力を受けた場合における支持基板の変形を抑制することが望まれていたところである。
【０００６】
更には、上記の燃料電池の構造体は、一般に、焼成によって形成される。焼成の際、支持基板の凹部に埋設される燃料極（即ち、内側電極）の形状によっては、内側電極の底部と凹部の底壁との界面において内側電極の部分的な剥離が発生し易いことが判明した（詳細は後述する）。従って、係る剥離の発生を抑制することも重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１０６９１６号公報
【特許文献２】特開２００８−２２６７８９号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、「横縞型」の燃料電池の構造体であって、支持基板が外力を受けた場合において支持基板が変形し難く、且つ支持基板の凹部に埋設された内側電極の剥離の発生が抑制され得るものを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明に係る燃料電池の構造体は、ガス流路が内部に形成された電子伝導性を有さない平板状の多孔質の支持基板と、前記平板状の支持基板の主面における互いに離れた複数の箇所にそれぞれ設けられ「少なくとも内側電極、固体電解質、及び外側電極が積層されてなる複数の発電素子部」と、１組又は複数組の隣り合う前記発電素子部の間にそれぞれ設けられ、隣り合う前記発電素子部の一方の内側電極と他方の外側電極とを電気的に接続する電子伝導性を有する１つ又は複数の電気的接続部とを備える。即ち、この構造体は、「横縞型」の燃料電池の構造体である。
【００１０】
本発明に係る燃料電池の構造体の特徴は、前記平板状の支持基板の主面における前記複数の箇所に、前記支持基板の材料からなる底壁と全周に亘って前記支持基板の材料からなる周方向に閉じた側壁とを有する第１凹部がそれぞれ形成され、前記各第１凹部に、対応する前記発電素子部の内側電極（の全体）がそれぞれ埋設された点、前記各内側電極の外側面において前記支持基板の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と前記支持基板の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在する点、並びに、前記支持基板の厚さ方向に平行な内側電極の断面の形状が請求項１の後半部に記載の特徴「Ｅ≦２．０・ｄ」を有する点にある。なお、前記「第１凹部の側壁」は、全周に亘って前記支持基板の主面に対して内側に窪んでいるが、前記「第１凹部の底壁」は、部分的に前記支持基板の主面に対して外側に膨らんでいてもよい。
【００１１】
このように、本発明に係る「横縞型」の燃料電池の構造体では、内側電極を埋設するための各第１凹部が周方向に閉じた側壁を有している。換言すれば、支持基板において各第１凹部を囲む枠体がそれぞれ形成されている。従って、この構造体は、支持基板が外力を受けた場合に変形し難い構造であるといえる。
【００１２】
加えて、前記内側電極の断面形状が請求項１の後半部に記載の特徴「Ｅ≦２．０・ｄ」を有することによって、燃料極の底部と第１凹部の底壁との界面において燃料極の部分的な剥離が発生し難くなることが判明した（詳細は後述する）。
【００１３】
前記内側電極の外側面の平面形状（支持基板の主面に垂直の方向からみた場合の形状）は、例えば、長方形、正方形、円形、楕円形、長円形である。また、前記支持基板が長手方向を有し、且つ、前記複数の第１凹部が長手方向に沿って所定の間隔をおいて配置されていることが好適である。また、前記内側電極及び前記外側電極はそれぞれ、空気極及び燃料極であってもよいし、燃料極及び空気極であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る燃料電池の構造体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す燃料電池の構造体の２−２線に対応する断面図である。
【図３】図１に示す支持基板の凹部に埋設された燃料極及びインターコネクタの状態を示した平面図である。
【図４】図１に示す燃料電池の構造体の作動状態を説明するための図である。
【図５】図１に示す燃料電池の構造体の作動状態における電流の流れを説明するための図である。
【図６】図１に示す支持基板を示す斜視図である。
【図７】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第１段階における図２に対応する断面図である。
【図８】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第２段階における図２に対応する断面図である。
【図９】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第３段階における図２に対応する断面図である。
【図１０】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第４段階における図２に対応する断面図である。
【図１１】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第５段階における図２に対応する断面図である。
【図１２】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第６段階における図２に対応する断面図である。
【図１３】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第７段階における図２に対応する断面図である。
【図１４】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第８段階における図２に対応する断面図である。
【図１５】図１に示す支持基板の凹部に埋設される燃料極の詳細な形状を説明するための図である。
【図１６】支持基板の凹部に埋設される燃料極の詳細な形状の種々のパターンを示した図である。
【図１７】本発明に係る燃料電池の構造体の第１変形例の図１５に対応する断面図である。
【図１８】本発明に係る燃料電池の構造体の第２変形例の図１５に対応する断面図である。
【図１９】本発明に係る燃料電池の構造体の第３変形例の図２に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（構成）
図１は、本発明の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）の構造体を示す。このＳＯＦＣの構造体は、長手方向（ｘ軸方向）を有する平板状の支持基板１０の上下面（互いに平行な両側の主面（平面））のそれぞれに、電気的に直列に接続された複数（本例では、４つ）の同形の発電素子部Ａが長手方向において所定の間隔をおいて配置された、所謂「横縞型」と呼ばれる構成を有する。
【００１６】
このＳＯＦＣの構造体の全体を上方からみた形状は、例えば、長手方向の辺の長さが５０〜５００ｍｍで長手方向に直交する幅方向（ｙ軸方向）の長さが１０〜１００ｍｍの長方形である。このＳＯＦＣの構造体の全体の厚さは、１〜５ｍｍである。このＳＯＦＣの構造体の全体は、厚さ方向の中心を通り且つ支持基板１０の主面に平行な面に対して上下対称の形状を有する。以下、図１に加えて、このＳＯＦＣの構造体の図１に示す２−２線に対応する部分断面図である図２を参照しながら、このＳＯＦＣの構造体の詳細について説明する。図２は、代表的な１組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａのそれぞれの構成（の一部）、並びに、発電素子部Ａ，Ａ間の構成を示す部分断面図である。その他の組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａ間の構成も、図２に示す構成と同様である。
【００１７】
支持基板１０は、電子伝導性を有さない多孔質の材料からなる平板状の焼成体である。後述する図６に示すように、支持基板１０の内部には、長手方向に延びる複数（本例では、６本）の燃料ガス流路１１（貫通孔）が幅方向において所定の間隔をおいて形成されている。本例では、各凹部１２は、支持基板１０の材料からなる底壁と、全周に亘って支持基板１０の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された略直方体状の窪みである。各凹部１２の底壁と側壁の平面部とが交差する部分は円弧状になっている。
【００１８】
支持基板１０は、例えば、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ２Ｏ３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）とＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）とから構成されてもよい。
【００１９】
支持基板１０は、「遷移金属酸化物又は遷移金属」と、絶縁性セラミックスとを含んで構成される。「遷移金属酸化物又は遷移金属」としては、ＮｉＯ（酸化ニッケル）又はＮｉ（ニッケル）が好適である。遷移金属は、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。
【００２０】
また、絶縁性セラミックスとしては、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、又は、「ＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）とＭｇＯ（酸化マグネシウム）の混合物」が好適である。また、絶縁性セラミックスとして、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）、Ｙ２Ｏ３（イットリア）が使用されてもよい。
【００２１】
このように、支持基板１０が「遷移金属酸化物又は遷移金属」を含むことによって、改質前の残存ガス成分を含んだガスが多孔質の支持基板１０の内部の多数の気孔を介して燃料ガス流路１１から燃料極に供給される過程において、上記触媒作用によって改質前の残存ガス成分の改質を促すことができる。加えて、支持基板１０が絶縁性セラミックスを含むことによって、支持基板１０の絶縁性を確保することができる。この結果、隣り合う燃料極間における絶縁性が確保され得る。
【００２２】
支持基板１０の厚さは、１〜５ｍｍである。以下、この構造体の形状が上下対称となっていることを考慮し、説明の簡便化のため、支持基板１０の上面側の構成についてのみ説明していく。支持基板１０の下面側の構成についても同様である。
【００２３】
図２及び図３に示すように、支持基板１０の上面（上側の主面）に形成された各凹部１２には、燃料極集電部２１の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極集電部２１は直方体状を呈している。各燃料極集電部２１の上面（外側面）には、凹部２１ａが形成されている。各凹部２１ａは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、全周に亘って燃料極集電部２１の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と、幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。なお、各凹部２１ａは、凹部１２の幅方向において凹部１２の全幅に亘って延在していてもよい。この場合、各凹部２１ａは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みであるものの、周方向に閉じた側壁のうち、長手方向に沿う２つの側壁は支持基板１０の材料からなり、幅方向に沿う２つの側壁は燃料極集電部２１の材料からなる。
【００２４】
各凹部２１ａには、燃料極活性部２２の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極活性部２２は直方体状を呈している。燃料極集電部２１と燃料極活性部２２とにより燃料極２０が構成される。燃料極２０（燃料極集電部２１＋燃料極活性部２２）は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。各燃料極活性部２２の幅方向に沿う２つの側面と底面とは、凹部２１ａ内で燃料極集電部２１と接触している。
【００２５】
各燃料極集電部２１の上面（外側面）における凹部２１ａを除いた部分には、凹部２１ｂが形成されている。各凹部２１ｂは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、全周に亘って燃料極集電部２１の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と、幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。なお、各凹部２１ｂは、凹部１２の幅方向において凹部１２の全幅に亘って延在していてもよい。この場合、各凹部２１ｂは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みであるものの、周方向に閉じた側壁のうち、長手方向に沿う２つの側壁は支持基板１０の材料からなり、幅方向に沿う２つの側壁は燃料極集電部２１の材料からなる。
【００２６】
各凹部２１ｂには、インターコネクタ３０が埋設（充填）されている。従って、各インターコネクタ３０は直方体状を呈している。インターコネクタ３０は、電子伝導性を有する緻密な材料からなる焼成体である。各インターコネクタ３０の４つの側面の全てと底面とは、凹部２１ｂ内で燃料極集電部２１と接触している。
【００２７】
後述するように、燃料極２０（燃料極集電部２１及び燃料極活性部２２）の上面（外側面）には、支持基板１０の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、支持基板１０の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在する。燃料極２０の外側面と、インターコネクタ３０の上面（外側面）と、支持基板１０の主面とにより、段差のない滑らかな１つの面が構成されている。
【００２８】
燃料極活性部２２は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）とから構成されてもよい。燃料極集電部２１は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ２Ｏ３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）とから構成されてもよい。燃料極活性部２２の厚さは、５〜３０μｍであり、燃料極集電部２１の厚さ（即ち、凹部１２の深さ）は、５０〜５００μｍである。
【００２９】
このように、燃料極集電部２１は、電子伝導性を有する物質を含んで構成される。燃料極活性部２２は、電子伝導性を有する物質と酸素イオン伝導性を有する物質とを含んで構成される。燃料極活性部２２における「気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合」は、燃料極集電部２１における「気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合」よりも大きい。
【００３０】
インターコネクタ３０は、例えば、ＬａＣｒＯ３（ランタンクロマイト）から構成され得る。或いは、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ３（ストロンチウムチタネート）から構成されてもよい。インターコネクタ３０の厚さは、１０〜１００μｍである。
【００３１】
燃料極２０及びインターコネクタ３０がそれぞれの凹部１２に埋設された状態の支持基板１０における長手方向に延びる外周面において複数のインターコネクタ３０が形成されたそれぞれの部分の長手方向中央部を除いた全面は、固体電解質膜４０により覆われている。固体電解質膜４０は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料からなる焼成体である。固体電解質膜４０は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。固体電解質膜４０の厚さは、３〜５０μｍである。
【００３２】
即ち、燃料極２０がそれぞれの凹部１２に埋設された状態の支持基板１０における長手方向に延びる外周面の全面は、インターコネクタ３０と固体電解質膜４０とからなる緻密層により覆われている。この緻密層は、緻密層の内側の空間を流れる燃料ガスと緻密層の外側の空間を流れる空気との混合を防止するガスシール機能を発揮する。
【００３３】
なお、図２に示すように、本例では、固体電解質膜４０が、燃料極２０の上面、インターコネクタ３０の上面における長手方向の両側端部、及び支持基板１０の主面を覆っている。ここで、上述したように、燃料極２０の上面とインターコネクタ３０の上面と支持基板１０の主面との間で段差が形成されていない。従って、固体電解質膜４０において段差が形成されない。この結果、固体電解質膜４０に段差が形成される場合に比して、応力集中に起因する固体電解質膜４０でのクラックの発生が抑制され得、固体電解質膜４０が有するガスシール機能の低下が抑制され得る。
【００３４】
固体電解質膜４０における各燃料極活性部２２と接している箇所の上面には、反応防止膜５０を介して空気極６０が形成されている。反応防止膜５０は、緻密な材料からなる焼成体であり、空気極６０は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。反応防止膜５０及び空気極６０を上方からみた形状は、燃料極活性部２２と略同一の長方形である。
【００３５】
反応防止膜５０は、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ２（ガドリニウムドープセリア）から構成され得る。反応防止膜５０の厚さは、３〜５０μｍである。空気極６０は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ３（ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＮＦ＝Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンニッケルフェライト）、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）等から構成されてもよい。また、空気極６０は、ＬＳＣＦからなる第１層（内側層）とＬＳＣからなる第２層（外側層）との２層によって構成されてもよい。空気極６０の厚さは、１０〜１００μｍである。
【００３６】
なお、反応防止膜５０が介装されるのは、ＳＯＦＣ作製時又は作動中のＳＯＦＣ内において固体電解質膜４０内のＹＳＺと空気極６０内のＳｒとが反応して固体電解質膜４０と空気極６０との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するためである。
【００３７】
ここで、燃料極２０と、固体電解質膜４０と、反応防止膜５０と、空気極６０とが積層されてなる積層体が、「発電素子部Ａ」に対応する（図２を参照）。即ち、支持基板１０の上面には、複数（本例では、４つ）の発電素子部Ａが、長手方向において所定の間隔をおいて配置されている。
【００３８】
各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、一方の（図２では、左側の）発電素子部Ａの空気極６０と、他方の（図２では、右側の）発電素子部Ａのインターコネクタ３０とを跨ぐように、空気極６０、固体電解質膜４０、及び、インターコネクタ３０の上面に、空気極集電膜７０が形成されている。空気極集電膜７０は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。空気極集電膜７０を上方からみた形状は、長方形である。
【００３９】
空気極集電膜７０は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）から構成されてもよい。或いは、Ａｇ（銀）、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム合金）から構成されてもよい。空気極集電膜７０の厚さは、５０〜５００μｍである。
【００４０】
このように各空気極集電膜７０が形成されることにより、各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、一方の（図２では、左側の）発電素子部Ａの空気極６０と、他方の（図２では、右側の）発電素子部Ａの燃料極２０（特に、燃料極集電部２１）とが、電子伝導性を有する「空気極集電膜７０及びインターコネクタ３０」を介して電気的に接続される。この結果、支持基板１０の上面に配置されている複数（本例では、４つ）の発電素子部Ａが電気的に直列に接続される。ここで、電子伝導性を有する「空気極集電膜７０及びインターコネクタ３０」が、「電気的接続部」に対応する。
【００４１】
なお、インターコネクタ３０は、前記「電気的接続部」における前記「緻密な材料で構成された第１部分」に対応し、気孔率は１０％以下である。空気極集電膜７０は、前記「電気的接続部」における前記「多孔質の材料で構成された第２部分」に対応し、気孔率は２０〜６０％である。
【００４２】
以上、説明した「横縞型」のＳＯＦＣの構造体に対して、図４に示すように、支持基板１０の燃料ガス流路１１内に燃料ガス（水素ガス等）を流すとともに、支持基板１０の上下面（特に、各空気極集電膜７０）を「酸素を含むガス」（空気等）に曝す（或いは、支持基板１０の上下面に沿って酸素を含むガスを流す）ことにより、固体電解質膜４０の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。更に、この構造体を外部の負荷に接続すると、下記（１）、（２）式に示す化学反応が起こり、電流が流れる(発電状態)。
（１／２）・Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２− （於：空気極６０） …（１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ− （於：燃料極２０） …（２）
【００４３】
発電状態においては、図５に示すように、各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、電流が、矢印で示すように流れる。この結果、図４に示すように、このＳＯＦＣの構造体全体から（具体的には、図４において最も手前側の発電素子部Ａのインターコネクタ３０と最も奥側の発電素子部Ａの空気極６０とを介して）電力が取り出される。
【００４４】
（製造方法）
次に、図１に示した「横縞型」のＳＯＦＣの構造体の製造方法の一例について図６〜図１４を参照しながら簡単に説明する。図６〜図１４において、各部材の符号の末尾の「ｇ」は、その部材が「焼成前」であることを表す。
【００４５】
先ず、図６に示す形状を有する支持基板の成形体１０ｇが作製される。この支持基板の成形体１０ｇは、例えば、支持基板１０の材料（例えば、ＣＳＺ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、押し出し成形、切削等の手法を利用して作製され得る。以下、図６に示す７−７線に対応する部分断面を表す図７〜図１４を参照しながら説明を続ける。
【００４６】
図７に示すように、支持基板の成形体１０ｇが作製されると、次に、図８に示すように、支持基板の成形体１０ｇの上下面に形成された各凹部に、燃料極集電部の成形体２１ｇがそれぞれ埋設・形成される。次いで、図９に示すように、各燃料極集電部の成形体２１ｇの外側面に形成された各凹部に、燃料極活性部の成形体２２ｇがそれぞれ埋設・形成される。各燃料極集電部の成形体２１ｇ、及び各燃料極活性部２２ｇは、例えば、燃料極２０の材料（例えば、ＮｉとＹＳＺ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して埋設・形成される。
【００４７】
続いて、図１０に示すように、各燃料極集電部の成形体２１ｇの外側面における「燃料極活性部の成形体２２ｇが埋設された部分を除いた部分」に形成された各凹部に、インターコネクタの成形体３０ｇがそれぞれ埋設・形成される。各インターコネクタの成形体３０ｇは、例えば、インターコネクタ３０の材料（例えば、ＬａＣｒＯ３）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して埋設・形成される。
【００４８】
次に、図１１に示すように、複数の燃料極の成形体（２１ｇ＋２２ｇ）及び複数のインターコネクタの成形体３０ｇがそれぞれ埋設・形成された状態の支持基板の成形体１０ｇにおける長手方向に延びる外周面において複数のインターコネクタの成形体３０ｇが形成されたそれぞれの部分の長手方向中央部を除いた全面に、固体電解質膜の成形膜４０ｇが形成される。固体電解質膜の成形膜４０ｇは、例えば、固体電解質膜４０の材料（例えば、ＹＳＺ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法、ディッピング法等を利用して形成される。
【００４９】
次に、図１２に示すように、固体電解質膜の成形体４０ｇにおける各燃料極の成形体２２ｇと接している箇所の外側面に、反応防止膜の成形膜５０ｇが形成される。各反応防止膜の成形膜５０ｇは、例えば、反応防止膜５０の材料（例えば、ＧＤＣ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００５０】
そして、このように種々の成形膜が形成された状態の支持基板の成形体１０ｇが、空気中にて１５００℃で３時間焼成される。これにより、図１に示したＳＯＦＣの構造体において空気極６０及び空気極集電膜７０が形成されていない状態の構造体が得られる。
【００５１】
次に、図１３に示すように、各反応防止膜５０の外側面に、空気極の成形膜６０ｇが形成される。各空気極の成形膜６０ｇは、例えば、空気極６０の材料（例えば、ＬＳＣＦ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００５２】
次に、図１４に示すように、各組の隣り合う発電素子部について、一方の発電素子部の空気極の成形膜６０ｇと、他方の発電素子部のインターコネクタ３０とを跨ぐように、空気極の成形膜６０ｇ、固体電解質膜４０、及び、インターコネクタ３０の外側面に、空気極集電膜の成形膜７０ｇが形成される。各空気極集電膜の成形膜７０ｇは、例えば、空気極集電膜７０の材料（例えば、ＬＳＣＦ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００５３】
そして、このように成形膜６０ｇ、７０ｇが形成された状態の支持基板１０が、空気中にて１０５０℃で３時間焼成される。これにより、図１に示したＳＯＦＣの構造体が得られる。以上、図１に示したＳＯＦＣの構造体の製造方法の一例について説明した。
【００５４】
（支持基板の凹部に埋設された燃料極の形状）
次に、図１に示した支持基板１０の凹部１２に埋設された燃料極２０の形状について図１５、１６を参照しながら説明する。この説明の準備のため、直線Ｌ１〜Ｌ６（図１５を参照）、並びに、値ｄ、Ｅ（図１６を参照）を、以下のように定義する。
【００５５】
図１５の上図は、支持基板１０の主面に形成された複数の凹部１２に埋設された燃料極２０のうちの１つを支持基板１０の主面に垂直な方向（ｚ軸方向）からみたときの燃料極２０の外側面の平面形状を示す（微細なドットで示した領域を参照）。この例では、燃料極２０の外側面の平面形状は（４角が丸められた）長方形である。なお、図１５の上図における「微細なドットで示した領域」は、より詳細には、燃料極集電部２１の外側面に燃料極活性部２２及びインターコネクタ３０が埋設されない状態における、燃料極集電部２１の領域に対応する（図１５の下図、並びに、図１６〜１８についても同様）。
【００５６】
直線Ｌ１は、前記平面形状の代表長さに対応する線分と平行であり、且つ、前記平面形状の重心を通る直線である。この例では、代表長さとして、前記長方形の長辺（図１５の上図において上下方向に延びる２本の線分）の長さが採用された。代表長さとして、前記長方形の短辺（図１５の上図において左右方向に延びる２本の線分）の長さが採用されてもよい。
【００５７】
直線Ｌ２は、直線Ｌ１と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における直線Ｌ１に対して一方側（図１５の上図において左側）に位置する部分のうち直線Ｌ１から最も離れた点と直線Ｌ１との距離を２等分する直線である。
【００５８】
直線Ｌ３は、直線Ｌ１と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における直線Ｌ１に対して他方側（図１５の上図において右側）に位置する部分のうち直線Ｌ１から最も離れた点と直線Ｌ１との距離を２等分する直線である。
【００５９】
直線Ｌ４は、直線Ｌ１と直交し、且つ、前記平面形状の重心を通る直線である。
【００６０】
直線Ｌ５は、直線Ｌ４と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における直線Ｌ４に対して一方側（図１５の上図において上側）に位置する部分のうち直線Ｌ４から最も離れた点と直線Ｌ４との距離を２等分する直線である。
【００６１】
直線Ｌ６は、直線Ｌ４と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における直線Ｌ４に対して他方側（図１５の上図において下側）に位置する部分のうち直線Ｌ４から最も離れた点と直線Ｌ４との距離を２等分する直線である。
【００６２】
図１５の下図は、支持基板１０の厚さ方向（ｚ軸方向）に平行であり、且つ、直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含む燃料極２０の断面の形状を示す（微細なドットで示した領域を参照）。図１５の下図に示すように、支持基板１０の各凹部１２に埋設された燃料極２０の外側面には、支持基板１０の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、支持基板１０の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在する。図１５の下図から理解できるように、この凹部には、凹部２１ａに埋設された燃料極活性部２２が位置し、この凸部には、凹部２１ｂに埋設されたインターコネクタ３０が位置する。支持基板１０の厚さ方向（ｚ軸方向）における、燃料極２０の外側面の「凸部の最頂部」と「凹部の最底部」との距離（凹凸の高低差）Ｈは、３０〜５００μｍであり、好ましくは４０〜４００μｍであり、更に好ましくは５０〜２００μｍである。なお、図１５の下図に示す燃料極２０の断面形状は、実際の断面形状に対して横方向に圧縮して描かれている（図１７の下図、及び、図１８の下図も同様）。
【００６３】
値ｄは、「前記断面形状の輪郭のうち燃料極２０の外側面に対応する部分」から法線を引いたときの「前記法線における燃料極２０に含まれる範囲」の長さの最大値（焼成後の値）である。値Ｅは、支持基板１０の主面に対応する基準直線と平行であり且つ前記断面形状の面積を２等分する中立直線（図１６の破線を参照）と、前記断面形状の輪郭における前記中立直線に対して内側に位置する部分のうち前記中立直線から最も離れた最深点と、の距離（焼成後の値）である。
【００６４】
図１６は、値ｄ、Ｅの種々のパターンを示す。図１６に示すように、凹部１２に埋設された燃料極２０の外側面は、支持基板１０の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、支持基板１０の主面に対して内側に窪んでいる凹部とを有する一方で、燃料極２０の底面（内側面）は、平坦であっても、外側に窪んでいても、内側に膨らんでいてもよい。なお、図１５等と同様、図１６に示す燃料極２０の断面形状も、実際の断面形状に対して横方向に圧縮して描かれている。換言すれば、実際の断面形状に対して上下方向に誇張して描かれている。
【００６５】
図１６に示した燃料極の断面形状の種々のパターンは、上記実施形態に係るＳＯＦＣの構造体について実際に作製された多数のサンプル品における燃料極の断面形状をそれぞれ測定した結果の一例である。図１６に示した燃料極の種々の断面形状は、意図して作製されたものではなく、製造過程において発生し得る、支持基板１０の成形時の凹部１２の形状のばらつき、凹部１２内に埋設された燃料極の成形体（焼成前）の形状のばらつき、燃料極の成形体用のスラリーの特性のばらつき、焼成時の温度のばらつき等、種々の要因が重なって結果的に出現したものの一例である。図１６から理解できるように、支持基板１０の凹部１２に埋設された燃料極２０の外側面には、上記の種々のばらつき等に起因して、実際には、支持基板１０の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、支持基板１０の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが、意図せずに出現する。
【００６６】
本発明者は、各凹部１２に埋設された燃料極２０について、且つ、直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含むそれぞれの断面形状について、「Ｅ≦２．０・ｄ」という関係が成立する場合に、そうでない場合と比べて、「燃料極２０（燃料極集電部２１）の底部」と「支持基板１０の凹部１２の底壁」との界面において燃料極（燃料極集電部２１）の部分的な剥離が発生し難いこと」を見出した。この剥離は、支持基板１０の凹部１２と燃料極２０（具体的には燃料極集電部２１）とが共焼成によって一体化される際に発生するものである。以下、このことを確認した試験について説明する。
【００６７】
この試験では、上記実施形態に係るＳＯＦＣの構造体に対して、上記値ｄ、Ｅの組み合わせが異なる複数のサンプルが焼成によって作製された。具体的には、表１に示すように、９種類の水準（組み合わせ）が準備された。表１における水準１〜９で使用された燃料極の形状は、図１６に示すパターン１〜６に示す形状の何れか、又は、何れかに類似する形状であった。各水準につき、６つのサンプルが作製された。
【００６８】
【表１】
【００６９】
これらのサンプルにおいて、凹部１２の開口の平面形状は長方形であり、前記平面形状の面積（焼成後の値）は１００〜５００ｍｍ２とされた。また、支持基板１０の材料としてＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）とＭｇＯ（酸化マグネシウム）の混合物が使用され、燃料極２０（燃料極集電部２１）の材料としてＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）が使用された。支持基板１０の材料の気孔率（焼成後の値）は２０〜５０％であり、燃料極２０（燃料極集電部２１）の材料の気孔率（焼成後の値）は２５〜４５％であった。サンプル作製時の共焼成温度（支持基板１０の凹部１２と燃料極集電部２１とが共焼成によって一体化される際の焼成温度）は、１３５０〜１５００℃であり、共焼成時間は１〜２０時間であった。
【００７０】
各サンプルについて、燃料極集電部２１の底部と支持基板１０の凹部１２の底壁との界面における燃料極集電部２１の剥離の有無は、直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含むそれぞれの実際の断面を、目視、或いは顕微鏡等を使用して確認することにより判定された。なお、表１では、各水準につき、６つのサンプルのうちでＥ/ｄが最大となる組み合わせの数値（ｄ、Ｅ、Ｅ/ｄ）が示されている。直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含むそれぞれの燃料極の断面形状について、値ｄ、値Ｅの調整（従って、Ｅ/ｄの調整）は、例えば、支持基板の凹部１２の底面の形状、凹部１２の深さ、凹部１２に埋設される燃料極成形体（焼成前）の厚さの分布等を変更することによって、意図的にも達成され得る。
【００７１】
表１から理解できるように、「Ｅ/ｄ≦２．０」（従って、「Ｅ≦２．０・ｄ」）という関係が成立している場合に、そうでない場合と比べて前記剥離が発生し難い、ということができる。
【００７２】
この結果は、以下の理由に基づくと考えられる。即ち、一般に、支持基板１０の焼成時の収縮率は、燃料極２０（燃料極集電部２１）の焼成時の収縮率より大きい。従って、上述のように両者が共焼成によって一体化される際、支持基板１０の凹部１２に充填・埋設された燃料極（燃料極集電部２１）は圧縮応力を受ける。このとき、「Ｅ/ｄ＞２．０」という関係が成立する場合には、何らかの理由によって、燃料極２０（燃料極集電部２１）に対して曲げ応力（図１６において燃料極２０に対応する領域（微細なドットで示した領域）を上に凸の形状となる方向に曲げる応力）が作用し易い。この結果、「屈曲した梁とみなし得る燃料極２０」に対して所謂「梁の座屈」に類する現象が発生して、前記剥離が発生し易いと考えられる。これに対し、「Ｅ/ｄ≦２．０」という関係が成立する場合には、このような曲げ応力が作用し難く（即ち、所謂「梁の座屈」に類する現象が発生し難く）、従って、前記剥離が発生し難いと考えられる。
【００７３】
なお、以上の試験では、凹部１２に埋設された燃料極２０の平面形状が長方形であるサンプルが使用されていたが、図１７に示すように前記平面形状が円形である場合、或いは、図１８に示すように前記平面形状が長穴形である場合等においても、上述と同様、「Ｅ/ｄ≦２．０」（従って、「Ｅ≦２．０・ｄ」）という関係が成立している場合に、そうでない場合と比べて前記剥離が発生し難い、ということが確認されている。また、燃料極２０（集電部２１）の外側面に燃料極活性部２２及びインターコネクタ３０が埋設されているか否かにかかわらず、「Ｅ/ｄ≦２．０」（従って、「Ｅ≦２．０・ｄ」）という関係が成立している場合に、そうでない場合と比べて前記剥離が発生し難い、ということも確認されている。
【００７４】
（作用・効果）
以上、説明したように、上記本発明の実施形態に係る「横縞型」のＳＯＦＣの構造体では、支持基板１０の上下面に形成されている、燃料極２０を埋設するための複数の凹部１２のそれぞれが、全周に亘って支持基板１０の材料からなる周方向に閉じた側壁を有している。換言すれば、支持基板１０において各凹部１２を囲む枠体がそれぞれ形成されている。従って、この構造体は、支持基板１０が外力を受けた場合に変形し難い。
【００７５】
また、支持基板１０の各凹部１２内に燃料極２０及びインターコネクタ３０等の部材が隙間なく充填・埋設された状態で、支持基板１０と前記埋設された部材とが共焼結される。従って、部材間の接合性が高く且つ信頼性の高い焼結体が得られる。
【００７６】
また、支持基板１０の凹部１２の形状について、上述した「Ｅ≦２．０・ｄ」という関係が成立することによって、燃料極２０（燃料極集電部２１）の底部と支持基板１０の凹部１２の底壁との界面において燃料極２０の部分的な剥離が発生し難くなる。
【００７７】
また、インターコネクタ３０が、燃料極集電部２１の外側面に形成された凹部２１ｂに埋設され、この結果、直方体状のインターコネクタ３０の４つの側面の全てと底面とが、凹部２１ｂ内で燃料極集電部２１と接触している。従って、燃料極集電部２１の外側平面上に直方体状のインターコネクタ３０が積層される（接触する）構成が採用される場合に比べて、燃料極２０（集電部２１）とインターコネクタ３０との界面の面積を大きくできる。従って、燃料極２０とインターコネクタ３０との間における電子伝導性を高めることができ、この結果、燃料電池の発電出力を高めることができる。
【００７８】
また、上記実施形態では、平板状の支持基板１０の上下面のそれぞれに、複数の発電素子部Ａが設けられている。これにより、支持基板の片側面のみに複数の発電素子部が設けられる場合に比して、構造体中における発電素子部の数を多くでき、燃料電池の発電出力を高めることができる。
【００７９】
また、上記実施形態では、固体電解質膜４０が、燃料極２０の外側面、インターコネクタ３０の外側面における長手方向の両側端部、及び支持基板１０の主面を覆っている。ここで、燃料極２０の外側面とインターコネクタ３０の外側面と支持基板１０の主面との間で段差が形成されていない。従って、固体電解質膜４０において段差が形成されない。この結果、固体電解質膜４０に段差が形成される場合に比して、応力集中に起因する固体電解質膜４０でのクラックの発生が抑制され得、固体電解質膜４０が有するガスシール機能の低下が抑制され得る。
【００８０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、各凹部１２にはインターコネクタ３０の全体が埋設されているが、インターコネクタ３０の一部のみが各凹部１２に埋設され、インターコネクタ３０の残りの部分が凹部１２の外に突出（即ち、支持基板１０の主面から突出）していてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態においては、平板状の支持基板１０の上下面のそれぞれに複数の凹部１２が形成され且つ複数の発電素子部Ａが設けられているが、図１９に示すように、支持基板１０の片側面のみに複数の凹部１２が形成され且つ複数の発電素子部Ａが設けられていてもよい。
【００８２】
加えて、上記実施形態においては、燃料極２０が燃料極集電部２１と燃料極活性部２２との２層で構成されているが、燃料極２０が燃料極活性部２２に相当する１層で構成されてもよい。加えて、上記実施形態においては、「内側電極」及び「外側電極」がそれぞれ燃料極及び空気極となっているが、逆であってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…支持基板、１１…燃料ガス流路、１２…凹部、２０…燃料極、２１…燃料極集電部、２１ａ、２１ｂ…凹部、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、Ａ…発電素子部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、「ガス流路が内部に形成された電子伝導性を有さない多孔質の支持基板」と、「前記支持基板の表面における互いに離れた複数の箇所にそれぞれ設けられ、燃料極、固体電解質、及び空気極が積層されてなる複数の発電素子部」と、「１組又は複数組の隣り合う前記発電素子部の間にそれぞれ設けられ、隣り合う前記発電素子部の一方の燃料極と他方の空気極とを電気的に接続する電子伝導性を有する１つ又は複数の電気的接続部」とを備えた固体酸化物形燃料電池の構造体が知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。このような構成は、「横縞型」とも呼ばれる。
【０００３】
以下、支持基板の形状に着目する。特許文献１に記載の「横縞型」の固体酸化物形燃料電池の構造体では、支持基板が円筒状を呈している。円筒状の支持基板の表面（円筒面）には、燃料極を埋設するための複数の「環状溝」が軸方向の複数の箇所においてそれぞれ形成されている（図３を参照）。従って、支持基板において「環状溝」が形成された部分の外径が小さくなっている。このことに起因して、この構造体は、支持基板に曲げ方向やねじり方向の外力が加えられた場合に変形し易い構造であるといえる。
【０００４】
また、特許文献２に記載の「横縞型」の固体酸化物形燃料電池の構造体では、支持基板が長手方向を有する平板状を呈している。平板状の支持基板の主面（平面）には、燃料極等を埋設するための「長手方向に延び且つ長手方向に開放された長溝」が形成されている（図３（ｂ）を参照）。従って、支持基板において「長溝」が形成された部分の厚さが小さくなっている。
【０００５】
加えて、「長溝」は、長手方向に直交する幅方向の両端部において長手方向に延びる側壁を有する一方で、長手方向の両端部において幅方向に延びる側壁を有していない。即ち、「長溝」は、その周方向に閉じた側壁を有していない。従って、支持基板において「長溝」を囲む枠体が形成されていない。これらのことに起因して、この構造体は、特に支持基板にねじり方向の外力が加えられた場合に変形し易い構造であるといえる。以上のことから、「横縞型」の燃料電池の構造体において、支持基板が外力を受けた場合における支持基板の変形を抑制することが望まれていたところである。
【０００６】
更には、上記の燃料電池の構造体は、一般に、焼成によって形成される。焼成の際、支持基板の凹部に埋設される燃料極（即ち、内側電極）の形状によっては、内側電極の底部と凹部の底壁との界面において内側電極の部分的な剥離が発生し易いことが判明した（詳細は後述する）。従って、係る剥離の発生を抑制することも重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１０６９１６号公報
【特許文献２】特開２００８−２２６７８９号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、「横縞型」の燃料電池の構造体であって、支持基板が外力を受けた場合において支持基板が変形し難く、且つ支持基板の凹部に埋設された内側電極の剥離の発生が抑制され得るものを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明に係る燃料電池の構造体は、ガス流路が内部に形成された電子伝導性を有さない平板状の多孔質の支持基板と、前記平板状の支持基板の主面における互いに離れた複数の箇所にそれぞれ設けられ「少なくとも内側電極、固体電解質、及び外側電極が積層されてなる複数の発電素子部」と、１組又は複数組の隣り合う前記発電素子部の間にそれぞれ設けられ、隣り合う前記発電素子部の一方の内側電極と他方の外側電極とを電気的に接続する電子伝導性を有する１つ又は複数の電気的接続部とを備える。即ち、この構造体は、「横縞型」の燃料電池の構造体である。
【００１０】
本発明に係る燃料電池の構造体の特徴は、前記平板状の支持基板の主面における前記複数の箇所に、前記支持基板の材料からなる底壁と全周に亘って前記支持基板の材料からなる周方向に閉じた側壁とを有する第１凹部がそれぞれ形成され、前記各第１凹部に、対応する前記発電素子部の内側電極（の全体）がそれぞれ埋設された点、前記各内側電極の外側面において前記支持基板の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と前記支持基板の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在する点、並びに、前記支持基板の厚さ方向に平行な内側電極の断面の形状が請求項１の後半部に記載の特徴「Ｅ≦２．０・ｄ」を有する点にある。なお、前記「第１凹部の側壁」は、全周に亘って前記支持基板の主面に対して内側に窪んでいるが、前記「第１凹部の底壁」は、部分的に前記支持基板の主面に対して外側に膨らんでいてもよい。
【００１１】
このように、本発明に係る「横縞型」の燃料電池の構造体では、内側電極を埋設するための各第１凹部が周方向に閉じた側壁を有している。換言すれば、支持基板において各第１凹部を囲む枠体がそれぞれ形成されている。従って、この構造体は、支持基板が外力を受けた場合に変形し難い構造であるといえる。
【００１２】
加えて、前記内側電極の断面形状が請求項１の後半部に記載の特徴「Ｅ≦２．０・ｄ」を有することによって、燃料極の底部と第１凹部の底壁との界面において燃料極の部分的な剥離が発生し難くなることが判明した（詳細は後述する）。
【００１３】
前記内側電極の外側面の平面形状（支持基板の主面に垂直の方向からみた場合の形状）は、例えば、長方形、正方形、円形、楕円形、長円形である。また、前記支持基板が長手方向を有し、且つ、前記複数の第１凹部が長手方向に沿って所定の間隔をおいて配置されていることが好適である。また、前記内側電極及び前記外側電極はそれぞれ、空気極及び燃料極であってもよいし、燃料極及び空気極であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る燃料電池の構造体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す燃料電池の構造体の２−２線に対応する断面図である。
【図３】図１に示す支持基板の凹部に埋設された燃料極及びインターコネクタの状態を示した平面図である。
【図４】図１に示す燃料電池の構造体の作動状態を説明するための図である。
【図５】図１に示す燃料電池の構造体の作動状態における電流の流れを説明するための図である。
【図６】図１に示す支持基板を示す斜視図である。
【図７】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第１段階における図２に対応する断面図である。
【図８】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第２段階における図２に対応する断面図である。
【図９】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第３段階における図２に対応する断面図である。
【図１０】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第４段階における図２に対応する断面図である。
【図１１】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第５段階における図２に対応する断面図である。
【図１２】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第６段階における図２に対応する断面図である。
【図１３】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第７段階における図２に対応する断面図である。
【図１４】図１に示す燃料電池の構造体の製造過程における第８段階における図２に対応する断面図である。
【図１５】図１に示す支持基板の凹部に埋設される燃料極の詳細な形状を説明するための図である。
【図１６】支持基板の凹部に埋設される燃料極の詳細な形状の種々のパターンを示した図である。
【図１７】本発明に係る燃料電池の構造体の第１変形例の図１５に対応する断面図である。
【図１８】本発明に係る燃料電池の構造体の第２変形例の図１５に対応する断面図である。
【図１９】本発明に係る燃料電池の構造体の第３変形例の図２に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（構成）
図１は、本発明の実施形態に係る固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）の構造体を示す。このＳＯＦＣの構造体は、長手方向（ｘ軸方向）を有する平板状の支持基板１０の上下面（互いに平行な両側の主面（平面））のそれぞれに、電気的に直列に接続された複数（本例では、４つ）の同形の発電素子部Ａが長手方向において所定の間隔をおいて配置された、所謂「横縞型」と呼ばれる構成を有する。
【００１６】
このＳＯＦＣの構造体の全体を上方からみた形状は、例えば、長手方向の辺の長さが５０〜５００ｍｍで長手方向に直交する幅方向（ｙ軸方向）の長さが１０〜１００ｍｍの長方形である。このＳＯＦＣの構造体の全体の厚さは、１〜５ｍｍである。このＳＯＦＣの構造体の全体は、厚さ方向の中心を通り且つ支持基板１０の主面に平行な面に対して上下対称の形状を有する。以下、図１に加えて、このＳＯＦＣの構造体の図１に示す２−２線に対応する部分断面図である図２を参照しながら、このＳＯＦＣの構造体の詳細について説明する。図２は、代表的な１組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａのそれぞれの構成（の一部）、並びに、発電素子部Ａ，Ａ間の構成を示す部分断面図である。その他の組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａ間の構成も、図２に示す構成と同様である。
【００１７】
支持基板１０は、電子伝導性を有さない多孔質の材料からなる平板状の焼成体である。後述する図６に示すように、支持基板１０の内部には、長手方向に延びる複数（本例では、６本）の燃料ガス流路１１（貫通孔）が幅方向において所定の間隔をおいて形成されている。本例では、各凹部１２は、支持基板１０の材料からなる底壁と、全周に亘って支持基板１０の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された略直方体状の窪みである。各凹部１２の底壁と側壁の平面部とが交差する部分は円弧状になっている。
【００１８】
支持基板１０は、例えば、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ２Ｏ３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）とＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）とから構成されてもよい。
【００１９】
支持基板１０は、「遷移金属酸化物又は遷移金属」と、絶縁性セラミックスとを含んで構成される。「遷移金属酸化物又は遷移金属」としては、ＮｉＯ（酸化ニッケル）又はＮｉ（ニッケル）が好適である。遷移金属は、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。
【００２０】
また、絶縁性セラミックスとしては、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、又は、「ＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）とＭｇＯ（酸化マグネシウム）の混合物」が好適である。また、絶縁性セラミックスとして、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）、Ｙ２Ｏ３（イットリア）が使用されてもよい。
【００２１】
このように、支持基板１０が「遷移金属酸化物又は遷移金属」を含むことによって、改質前の残存ガス成分を含んだガスが多孔質の支持基板１０の内部の多数の気孔を介して燃料ガス流路１１から燃料極に供給される過程において、上記触媒作用によって改質前の残存ガス成分の改質を促すことができる。加えて、支持基板１０が絶縁性セラミックスを含むことによって、支持基板１０の絶縁性を確保することができる。この結果、隣り合う燃料極間における絶縁性が確保され得る。
【００２２】
支持基板１０の厚さは、１〜５ｍｍである。以下、この構造体の形状が上下対称となっていることを考慮し、説明の簡便化のため、支持基板１０の上面側の構成についてのみ説明していく。支持基板１０の下面側の構成についても同様である。
【００２３】
図２及び図３に示すように、支持基板１０の上面（上側の主面）に形成された各凹部１２には、燃料極集電部２１の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極集電部２１は直方体状を呈している。各燃料極集電部２１の上面（外側面）には、凹部２１ａが形成されている。各凹部２１ａは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、全周に亘って燃料極集電部２１の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と、幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。なお、各凹部２１ａは、凹部１２の幅方向において凹部１２の全幅に亘って延在していてもよい。この場合、各凹部２１ａは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みであるものの、周方向に閉じた側壁のうち、長手方向に沿う２つの側壁は支持基板１０の材料からなり、幅方向に沿う２つの側壁は燃料極集電部２１の材料からなる。
【００２４】
各凹部２１ａには、燃料極活性部２２の全体が埋設（充填）されている。従って、各燃料極活性部２２は直方体状を呈している。燃料極集電部２１と燃料極活性部２２とにより燃料極２０が構成される。燃料極２０（燃料極集電部２１＋燃料極活性部２２）は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。各燃料極活性部２２の幅方向に沿う２つの側面と底面とは、凹部２１ａ内で燃料極集電部２１と接触している。
【００２５】
各燃料極集電部２１の上面（外側面）における凹部２１ａを除いた部分には、凹部２１ｂが形成されている。各凹部２１ｂは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、全周に亘って燃料極集電部２１の材料からなる周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と、幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みである。なお、各凹部２１ｂは、凹部１２の幅方向において凹部１２の全幅に亘って延在していてもよい。この場合、各凹部２１ｂは、燃料極集電部２１の材料からなる底壁と、周方向に閉じた側壁（長手方向に沿う２つの側壁と幅方向に沿う２つの側壁）と、で画定された直方体状の窪みであるものの、周方向に閉じた側壁のうち、長手方向に沿う２つの側壁は支持基板１０の材料からなり、幅方向に沿う２つの側壁は燃料極集電部２１の材料からなる。
【００２６】
各凹部２１ｂには、インターコネクタ３０が埋設（充填）されている。従って、各インターコネクタ３０は直方体状を呈している。インターコネクタ３０は、電子伝導性を有する緻密な材料からなる焼成体である。各インターコネクタ３０の４つの側面の全てと底面とは、凹部２１ｂ内で燃料極集電部２１と接触している。
【００２７】
後述するように、燃料極２０（燃料極集電部２１及び燃料極活性部２２）の上面（外側面）には、支持基板１０の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、支持基板１０の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在する。燃料極２０の外側面と、インターコネクタ３０の上面（外側面）と、支持基板１０の主面とにより、段差のない滑らかな１つの面が構成されている。
【００２８】
燃料極活性部２２は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）とから構成されてもよい。燃料極集電部２１は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ２Ｏ３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）とから構成されてもよい。燃料極活性部２２の厚さは、５〜３０μｍであり、燃料極集電部２１の厚さ（即ち、凹部１２の深さ）は、５０〜５００μｍである。
【００２９】
このように、燃料極集電部２１は、電子伝導性を有する物質を含んで構成される。燃料極活性部２２は、電子伝導性を有する物質と酸素イオン伝導性を有する物質とを含んで構成される。燃料極活性部２２における「気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合」は、燃料極集電部２１における「気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合」よりも大きい。
【００３０】
インターコネクタ３０は、例えば、ＬａＣｒＯ３（ランタンクロマイト）から構成され得る。或いは、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ３（ストロンチウムチタネート）から構成されてもよい。インターコネクタ３０の厚さは、１０〜１００μｍである。
【００３１】
燃料極２０及びインターコネクタ３０がそれぞれの凹部１２に埋設された状態の支持基板１０における長手方向に延びる外周面において複数のインターコネクタ３０が形成されたそれぞれの部分の長手方向中央部を除いた全面は、固体電解質膜４０により覆われている。固体電解質膜４０は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料からなる焼成体である。固体電解質膜４０は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。固体電解質膜４０の厚さは、３〜５０μｍである。
【００３２】
即ち、燃料極２０がそれぞれの凹部１２に埋設された状態の支持基板１０における長手方向に延びる外周面の全面は、インターコネクタ３０と固体電解質膜４０とからなる緻密層により覆われている。この緻密層は、緻密層の内側の空間を流れる燃料ガスと緻密層の外側の空間を流れる空気との混合を防止するガスシール機能を発揮する。
【００３３】
なお、図２に示すように、本例では、固体電解質膜４０が、燃料極２０の上面、インターコネクタ３０の上面における長手方向の両側端部、及び支持基板１０の主面を覆っている。ここで、上述したように、燃料極２０の上面とインターコネクタ３０の上面と支持基板１０の主面との間で段差が形成されていない。従って、固体電解質膜４０において段差が形成されない。この結果、固体電解質膜４０に段差が形成される場合に比して、応力集中に起因する固体電解質膜４０でのクラックの発生が抑制され得、固体電解質膜４０が有するガスシール機能の低下が抑制され得る。
【００３４】
固体電解質膜４０における各燃料極活性部２２と接している箇所の上面には、反応防止膜５０を介して空気極６０が形成されている。反応防止膜５０は、緻密な材料からなる焼成体であり、空気極６０は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。反応防止膜５０及び空気極６０を上方からみた形状は、燃料極活性部２２と略同一の長方形である。
【００３５】
反応防止膜５０は、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ２（ガドリニウムドープセリア）から構成され得る。反応防止膜５０の厚さは、３〜５０μｍである。空気極６０は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ３（ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＮＦ＝Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンニッケルフェライト）、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）等から構成されてもよい。また、空気極６０は、ＬＳＣＦからなる第１層（内側層）とＬＳＣからなる第２層（外側層）との２層によって構成されてもよい。空気極６０の厚さは、１０〜１００μｍである。
【００３６】
なお、反応防止膜５０が介装されるのは、ＳＯＦＣ作製時又は作動中のＳＯＦＣ内において固体電解質膜４０内のＹＳＺと空気極６０内のＳｒとが反応して固体電解質膜４０と空気極６０との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するためである。
【００３７】
ここで、燃料極２０と、固体電解質膜４０と、反応防止膜５０と、空気極６０とが積層されてなる積層体が、「発電素子部Ａ」に対応する（図２を参照）。即ち、支持基板１０の上面には、複数（本例では、４つ）の発電素子部Ａが、長手方向において所定の間隔をおいて配置されている。
【００３８】
各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、一方の（図２では、左側の）発電素子部Ａの空気極６０と、他方の（図２では、右側の）発電素子部Ａのインターコネクタ３０とを跨ぐように、空気極６０、固体電解質膜４０、及び、インターコネクタ３０の上面に、空気極集電膜７０が形成されている。空気極集電膜７０は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。空気極集電膜７０を上方からみた形状は、長方形である。
【００３９】
空気極集電膜７０は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）から構成されてもよい。或いは、Ａｇ（銀）、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム合金）から構成されてもよい。空気極集電膜７０の厚さは、５０〜５００μｍである。
【００４０】
このように各空気極集電膜７０が形成されることにより、各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、一方の（図２では、左側の）発電素子部Ａの空気極６０と、他方の（図２では、右側の）発電素子部Ａの燃料極２０（特に、燃料極集電部２１）とが、電子伝導性を有する「空気極集電膜７０及びインターコネクタ３０」を介して電気的に接続される。この結果、支持基板１０の上面に配置されている複数（本例では、４つ）の発電素子部Ａが電気的に直列に接続される。ここで、電子伝導性を有する「空気極集電膜７０及びインターコネクタ３０」が、「電気的接続部」に対応する。
【００４１】
なお、インターコネクタ３０は、前記「電気的接続部」における前記「緻密な材料で構成された第１部分」に対応し、気孔率は１０％以下である。空気極集電膜７０は、前記「電気的接続部」における前記「多孔質の材料で構成された第２部分」に対応し、気孔率は２０〜６０％である。
【００４２】
以上、説明した「横縞型」のＳＯＦＣの構造体に対して、図４に示すように、支持基板１０の燃料ガス流路１１内に燃料ガス（水素ガス等）を流すとともに、支持基板１０の上下面（特に、各空気極集電膜７０）を「酸素を含むガス」（空気等）に曝す（或いは、支持基板１０の上下面に沿って酸素を含むガスを流す）ことにより、固体電解質膜４０の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。更に、この構造体を外部の負荷に接続すると、下記（１）、（２）式に示す化学反応が起こり、電流が流れる(発電状態)。
（１／２）・Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２− （於：空気極６０） …（１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ− （於：燃料極２０） …（２）
【００４３】
発電状態においては、図５に示すように、各組の隣り合う発電素子部Ａ，Ａについて、電流が、矢印で示すように流れる。この結果、図４に示すように、このＳＯＦＣの構造体全体から（具体的には、図４において最も手前側の発電素子部Ａのインターコネクタ３０と最も奥側の発電素子部Ａの空気極６０とを介して）電力が取り出される。
【００４４】
（製造方法）
次に、図１に示した「横縞型」のＳＯＦＣの構造体の製造方法の一例について図６〜図１４を参照しながら簡単に説明する。図６〜図１４において、各部材の符号の末尾の「ｇ」は、その部材が「焼成前」であることを表す。
【００４５】
先ず、図６に示す形状を有する支持基板の成形体１０ｇが作製される。この支持基板の成形体１０ｇは、例えば、支持基板１０の材料（例えば、ＣＳＺ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、押し出し成形、切削等の手法を利用して作製され得る。以下、図６に示す７−７線に対応する部分断面を表す図７〜図１４を参照しながら説明を続ける。
【００４６】
図７に示すように、支持基板の成形体１０ｇが作製されると、次に、図８に示すように、支持基板の成形体１０ｇの上下面に形成された各凹部に、燃料極集電部の成形体２１ｇがそれぞれ埋設・形成される。次いで、図９に示すように、各燃料極集電部の成形体２１ｇの外側面に形成された各凹部に、燃料極活性部の成形体２２ｇがそれぞれ埋設・形成される。各燃料極集電部の成形体２１ｇ、及び各燃料極活性部２２ｇは、例えば、燃料極２０の材料（例えば、ＮｉとＹＳＺ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して埋設・形成される。
【００４７】
続いて、図１０に示すように、各燃料極集電部の成形体２１ｇの外側面における「燃料極活性部の成形体２２ｇが埋設された部分を除いた部分」に形成された各凹部に、インターコネクタの成形体３０ｇがそれぞれ埋設・形成される。各インターコネクタの成形体３０ｇは、例えば、インターコネクタ３０の材料（例えば、ＬａＣｒＯ３）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して埋設・形成される。
【００４８】
次に、図１１に示すように、複数の燃料極の成形体（２１ｇ＋２２ｇ）及び複数のインターコネクタの成形体３０ｇがそれぞれ埋設・形成された状態の支持基板の成形体１０ｇにおける長手方向に延びる外周面において複数のインターコネクタの成形体３０ｇが形成されたそれぞれの部分の長手方向中央部を除いた全面に、固体電解質膜の成形膜４０ｇが形成される。固体電解質膜の成形膜４０ｇは、例えば、固体電解質膜４０の材料（例えば、ＹＳＺ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法、ディッピング法等を利用して形成される。
【００４９】
次に、図１２に示すように、固体電解質膜の成形体４０ｇにおける各燃料極の成形体２２ｇと接している箇所の外側面に、反応防止膜の成形膜５０ｇが形成される。各反応防止膜の成形膜５０ｇは、例えば、反応防止膜５０の材料（例えば、ＧＤＣ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００５０】
そして、このように種々の成形膜が形成された状態の支持基板の成形体１０ｇが、空気中にて１５００℃で３時間焼成される。これにより、図１に示したＳＯＦＣの構造体において空気極６０及び空気極集電膜７０が形成されていない状態の構造体が得られる。
【００５１】
次に、図１３に示すように、各反応防止膜５０の外側面に、空気極の成形膜６０ｇが形成される。各空気極の成形膜６０ｇは、例えば、空気極６０の材料（例えば、ＬＳＣＦ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００５２】
次に、図１４に示すように、各組の隣り合う発電素子部について、一方の発電素子部の空気極の成形膜６０ｇと、他方の発電素子部のインターコネクタ３０とを跨ぐように、空気極の成形膜６０ｇ、固体電解質膜４０、及び、インターコネクタ３０の外側面に、空気極集電膜の成形膜７０ｇが形成される。各空気極集電膜の成形膜７０ｇは、例えば、空気極集電膜７０の材料（例えば、ＬＳＣＦ）の粉末にバインダー等が添加されて得られるスラリーを用いて、印刷法等を利用して形成される。
【００５３】
そして、このように成形膜６０ｇ、７０ｇが形成された状態の支持基板１０が、空気中にて１０５０℃で３時間焼成される。これにより、図１に示したＳＯＦＣの構造体が得られる。以上、図１に示したＳＯＦＣの構造体の製造方法の一例について説明した。
【００５４】
（支持基板の凹部に埋設された燃料極の形状）
次に、図１に示した支持基板１０の凹部１２に埋設された燃料極２０の形状について図１５、１６を参照しながら説明する。この説明の準備のため、直線Ｌ１〜Ｌ６（図１５を参照）、並びに、値ｄ、Ｅ（図１６を参照）を、以下のように定義する。
【００５５】
図１５の上図は、支持基板１０の主面に形成された複数の凹部１２に埋設された燃料極２０のうちの１つを支持基板１０の主面に垂直な方向（ｚ軸方向）からみたときの燃料極２０の外側面の平面形状を示す（微細なドットで示した領域を参照）。この例では、燃料極２０の外側面の平面形状は（４角が丸められた）長方形である。なお、図１５の上図における「微細なドットで示した領域」は、より詳細には、燃料極集電部２１の外側面に燃料極活性部２２及びインターコネクタ３０が埋設されない状態における、燃料極集電部２１の領域に対応する（図１５の下図、並びに、図１６〜１８についても同様）。
【００５６】
直線Ｌ１は、前記平面形状の代表長さに対応する線分と平行であり、且つ、前記平面形状の重心を通る直線である。この例では、代表長さとして、前記長方形の長辺（図１５の上図において上下方向に延びる２本の線分）の長さが採用された。代表長さとして、前記長方形の短辺（図１５の上図において左右方向に延びる２本の線分）の長さが採用されてもよい。
【００５７】
直線Ｌ２は、直線Ｌ１と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における直線Ｌ１に対して一方側（図１５の上図において左側）に位置する部分のうち直線Ｌ１から最も離れた点と直線Ｌ１との距離を２等分する直線である。
【００５８】
直線Ｌ３は、直線Ｌ１と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における直線Ｌ１に対して他方側（図１５の上図において右側）に位置する部分のうち直線Ｌ１から最も離れた点と直線Ｌ１との距離を２等分する直線である。
【００５９】
直線Ｌ４は、直線Ｌ１と直交し、且つ、前記平面形状の重心を通る直線である。
【００６０】
直線Ｌ５は、直線Ｌ４と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における直線Ｌ４に対して一方側（図１５の上図において上側）に位置する部分のうち直線Ｌ４から最も離れた点と直線Ｌ４との距離を２等分する直線である。
【００６１】
直線Ｌ６は、直線Ｌ４と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における直線Ｌ４に対して他方側（図１５の上図において下側）に位置する部分のうち直線Ｌ４から最も離れた点と直線Ｌ４との距離を２等分する直線である。
【００６２】
図１５の下図は、支持基板１０の厚さ方向（ｚ軸方向）に平行であり、且つ、直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含む燃料極２０の断面の形状を示す（微細なドットで示した領域を参照）。図１５の下図に示すように、支持基板１０の各凹部１２に埋設された燃料極２０の外側面には、支持基板１０の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、支持基板１０の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在する。図１５の下図から理解できるように、この凹部には、凹部２１ａに埋設された燃料極活性部２２が位置し、この凸部には、凹部２１ｂに埋設されたインターコネクタ３０が位置する。支持基板１０の厚さ方向（ｚ軸方向）における、燃料極２０の外側面の「凸部の最頂部」と「凹部の最底部」との距離（凹凸の高低差）Ｈは、３０〜５００μｍであり、好ましくは４０〜４００μｍであり、更に好ましくは５０〜２００μｍである。なお、図１５の下図に示す燃料極２０の断面形状は、実際の断面形状に対して横方向に圧縮して描かれている（図１７の下図、及び、図１８の下図も同様）。
【００６３】
値ｄは、「前記断面形状の輪郭のうち燃料極２０の外側面に対応する部分」から法線を引いたときの「前記法線における燃料極２０に含まれる範囲」の長さの最大値（焼成後の値）である。値Ｅは、支持基板１０の主面に対応する基準直線と平行であり且つ前記断面形状の面積を２等分する中立直線（図１６の破線を参照）と、前記断面形状の輪郭における前記中立直線に対して内側に位置する部分のうち前記中立直線から最も離れた最深点と、の距離（焼成後の値）である。
【００６４】
図１６は、値ｄ、Ｅの種々のパターンを示す。図１６に示すように、凹部１２に埋設された燃料極２０の外側面は、支持基板１０の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、支持基板１０の主面に対して内側に窪んでいる凹部とを有する一方で、燃料極２０の底面（内側面）は、平坦であっても、外側に窪んでいても、内側に膨らんでいてもよい。なお、図１５等と同様、図１６に示す燃料極２０の断面形状も、実際の断面形状に対して横方向に圧縮して描かれている。換言すれば、実際の断面形状に対して上下方向に誇張して描かれている。
【００６５】
図１６に示した燃料極の断面形状の種々のパターンは、上記実施形態に係るＳＯＦＣの構造体について実際に作製された多数のサンプル品における燃料極の断面形状をそれぞれ測定した結果の一例である。図１６に示した燃料極の種々の断面形状は、意図して作製されたものではなく、製造過程において発生し得る、支持基板１０の成形時の凹部１２の形状のばらつき、凹部１２内に埋設された燃料極の成形体（焼成前）の形状のばらつき、燃料極の成形体用のスラリーの特性のばらつき、焼成時の温度のばらつき等、種々の要因が重なって結果的に出現したものの一例である。図１６から理解できるように、支持基板１０の凹部１２に埋設された燃料極２０の外側面には、上記の種々のばらつき等に起因して、実際には、支持基板１０の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、支持基板１０の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが、意図せずに出現する。
【００６６】
本発明者は、各凹部１２に埋設された燃料極２０について、且つ、直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含むそれぞれの断面形状について、「Ｅ≦２．０・ｄ」という関係が成立する場合に、そうでない場合と比べて、「燃料極２０（燃料極集電部２１）の底部」と「支持基板１０の凹部１２の底壁」との界面において燃料極（燃料極集電部２１）の部分的な剥離が発生し難いこと」を見出した。この剥離は、支持基板１０の凹部１２と燃料極２０（具体的には燃料極集電部２１）とが共焼成によって一体化される際に発生するものである。以下、このことを確認した試験について説明する。
【００６７】
この試験では、上記実施形態に係るＳＯＦＣの構造体に対して、上記値ｄ、Ｅの組み合わせが異なる複数のサンプルが焼成によって作製された。具体的には、表１に示すように、９種類の水準（組み合わせ）が準備された。表１における水準１〜９で使用された燃料極の形状は、図１６に示すパターン１〜６に示す形状の何れか、又は、何れかに類似する形状であった。各水準につき、６つのサンプルが作製された。
【００６８】
【表１】
【００６９】
これらのサンプルにおいて、凹部１２の開口の平面形状は長方形であり、前記平面形状の面積（焼成後の値）は１００〜５００ｍｍ２とされた。また、支持基板１０の材料としてＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）とＭｇＯ（酸化マグネシウム）の混合物が使用され、燃料極２０（燃料極集電部２１）の材料としてＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）が使用された。支持基板１０の材料の気孔率（焼成後の値）は２０〜５０％であり、燃料極２０（燃料極集電部２１）の材料の気孔率（焼成後の値）は２５〜４５％であった。サンプル作製時の共焼成温度（支持基板１０の凹部１２と燃料極集電部２１とが共焼成によって一体化される際の焼成温度）は、１３５０〜１５００℃であり、共焼成時間は１〜２０時間であった。
【００７０】
各サンプルについて、燃料極集電部２１の底部と支持基板１０の凹部１２の底壁との界面における燃料極集電部２１の剥離の有無は、直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含むそれぞれの実際の断面を、目視、或いは顕微鏡等を使用して確認することにより判定された。なお、表１では、各水準につき、６つのサンプルのうちでＥ/ｄが最大となる組み合わせの数値（ｄ、Ｅ、Ｅ/ｄ）が示されている。直線Ｌ１〜Ｌ６の各直線を含むそれぞれの燃料極の断面形状について、値ｄ、値Ｅの調整（従って、Ｅ/ｄの調整）は、例えば、支持基板の凹部１２の底面の形状、凹部１２の深さ、凹部１２に埋設される燃料極成形体（焼成前）の厚さの分布等を変更することによって、意図的にも達成され得る。
【００７１】
表１から理解できるように、「Ｅ/ｄ≦２．０」（従って、「Ｅ≦２．０・ｄ」）という関係が成立している場合に、そうでない場合と比べて前記剥離が発生し難い、ということができる。
【００７２】
この結果は、以下の理由に基づくと考えられる。即ち、一般に、支持基板１０の焼成時の収縮率は、燃料極２０（燃料極集電部２１）の焼成時の収縮率より大きい。従って、上述のように両者が共焼成によって一体化される際、支持基板１０の凹部１２に充填・埋設された燃料極（燃料極集電部２１）は圧縮応力を受ける。このとき、「Ｅ/ｄ＞２．０」という関係が成立する場合には、何らかの理由によって、燃料極２０（燃料極集電部２１）に対して曲げ応力（図１６において燃料極２０に対応する領域（微細なドットで示した領域）を上に凸の形状となる方向に曲げる応力）が作用し易い。この結果、「屈曲した梁とみなし得る燃料極２０」に対して所謂「梁の座屈」に類する現象が発生して、前記剥離が発生し易いと考えられる。これに対し、「Ｅ/ｄ≦２．０」という関係が成立する場合には、このような曲げ応力が作用し難く（即ち、所謂「梁の座屈」に類する現象が発生し難く）、従って、前記剥離が発生し難いと考えられる。
【００７３】
なお、以上の試験では、凹部１２に埋設された燃料極２０の平面形状が長方形であるサンプルが使用されていたが、図１７に示すように前記平面形状が円形である場合、或いは、図１８に示すように前記平面形状が長穴形である場合等においても、上述と同様、「Ｅ/ｄ≦２．０」（従って、「Ｅ≦２．０・ｄ」）という関係が成立している場合に、そうでない場合と比べて前記剥離が発生し難い、ということが確認されている。また、燃料極２０（集電部２１）の外側面に燃料極活性部２２及びインターコネクタ３０が埋設されているか否かにかかわらず、「Ｅ/ｄ≦２．０」（従って、「Ｅ≦２．０・ｄ」）という関係が成立している場合に、そうでない場合と比べて前記剥離が発生し難い、ということも確認されている。
【００７４】
（作用・効果）
以上、説明したように、上記本発明の実施形態に係る「横縞型」のＳＯＦＣの構造体では、支持基板１０の上下面に形成されている、燃料極２０を埋設するための複数の凹部１２のそれぞれが、全周に亘って支持基板１０の材料からなる周方向に閉じた側壁を有している。換言すれば、支持基板１０において各凹部１２を囲む枠体がそれぞれ形成されている。従って、この構造体は、支持基板１０が外力を受けた場合に変形し難い。
【００７５】
また、支持基板１０の各凹部１２内に燃料極２０及びインターコネクタ３０等の部材が隙間なく充填・埋設された状態で、支持基板１０と前記埋設された部材とが共焼結される。従って、部材間の接合性が高く且つ信頼性の高い焼結体が得られる。
【００７６】
また、支持基板１０の凹部１２の形状について、上述した「Ｅ≦２．０・ｄ」という関係が成立することによって、燃料極２０（燃料極集電部２１）の底部と支持基板１０の凹部１２の底壁との界面において燃料極２０の部分的な剥離が発生し難くなる。
【００７７】
また、インターコネクタ３０が、燃料極集電部２１の外側面に形成された凹部２１ｂに埋設され、この結果、直方体状のインターコネクタ３０の４つの側面の全てと底面とが、凹部２１ｂ内で燃料極集電部２１と接触している。従って、燃料極集電部２１の外側平面上に直方体状のインターコネクタ３０が積層される（接触する）構成が採用される場合に比べて、燃料極２０（集電部２１）とインターコネクタ３０との界面の面積を大きくできる。従って、燃料極２０とインターコネクタ３０との間における電子伝導性を高めることができ、この結果、燃料電池の発電出力を高めることができる。
【００７８】
また、上記実施形態では、平板状の支持基板１０の上下面のそれぞれに、複数の発電素子部Ａが設けられている。これにより、支持基板の片側面のみに複数の発電素子部が設けられる場合に比して、構造体中における発電素子部の数を多くでき、燃料電池の発電出力を高めることができる。
【００７９】
また、上記実施形態では、固体電解質膜４０が、燃料極２０の外側面、インターコネクタ３０の外側面における長手方向の両側端部、及び支持基板１０の主面を覆っている。ここで、燃料極２０の外側面とインターコネクタ３０の外側面と支持基板１０の主面との間で段差が形成されていない。従って、固体電解質膜４０において段差が形成されない。この結果、固体電解質膜４０に段差が形成される場合に比して、応力集中に起因する固体電解質膜４０でのクラックの発生が抑制され得、固体電解質膜４０が有するガスシール機能の低下が抑制され得る。
【００８０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、各凹部１２にはインターコネクタ３０の全体が埋設されているが、インターコネクタ３０の一部のみが各凹部１２に埋設され、インターコネクタ３０の残りの部分が凹部１２の外に突出（即ち、支持基板１０の主面から突出）していてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態においては、平板状の支持基板１０の上下面のそれぞれに複数の凹部１２が形成され且つ複数の発電素子部Ａが設けられているが、図１９に示すように、支持基板１０の片側面のみに複数の凹部１２が形成され且つ複数の発電素子部Ａが設けられていてもよい。
【００８２】
加えて、上記実施形態においては、燃料極２０が燃料極集電部２１と燃料極活性部２２との２層で構成されているが、燃料極２０が燃料極活性部２２に相当する１層で構成されてもよい。加えて、上記実施形態においては、「内側電極」及び「外側電極」がそれぞれ燃料極及び空気極となっているが、逆であってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…支持基板、１１…燃料ガス流路、１２…凹部、２０…燃料極、２１…燃料極集電部、２１ａ、２１ｂ…凹部、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、Ａ…発電素子部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路が内部に形成された平板状の多孔質の支持基板と、
前記平板状の支持基板の主面における互いに離れた複数の箇所にそれぞれ設けられ、少なくとも内側電極、固体電解質、及び外側電極が積層されてなる複数の発電素子部と、
１組又は複数組の隣り合う前記発電素子部の間にそれぞれ設けられ、隣り合う前記発電素子部の一方の内側電極と他方の外側電極とを電気的に接続する１つ又は複数の電気的接続部と、
を備えた燃料電池の構造体において、
前記平板状の支持基板の主面における前記複数の箇所に、前記支持基板の材料からなる底壁と全周に亘って前記支持基板の材料からなる周方向に閉じた側壁とを有する第１凹部がそれぞれ形成され、
前記各第１凹部に、対応する前記発電素子部の内側電極がそれぞれ埋設され、
前記支持基板の前記各第１凹部に対応する前記内側電極がそれぞれ埋設された状態で、前記支持基板と前記内側電極とが共焼結されていて、
前記各内側電極の外側面には、前記支持基板の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、前記支持基板の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在し、
前記各第１凹部に埋設された内側電極を前記支持基板の主面に垂直な方向からみたときの前記内側電極の外側面の平面形状について、
前記平面形状の代表長さに対応する線分と平行であり、且つ、前記平面形状の重心を通る直線を第１直線（Ｌ１）とし、
前記第１直線と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における前記第１直線に対して一方側に位置する部分のうち前記第１直線から最も離れた点と前記第１直線との距離を２等分する直線を第２直線（Ｌ２）とし、
前記第１直線と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における前記第１直線に対して前記一方側と反対の他方側に位置する部分のうち前記第１直線から最も離れた点と前記第１直線との距離を２等分する直線を第３直線（Ｌ３）とし、
前記第１直線と直交し、且つ、前記平面形状の重心を通る直線を第４直線（Ｌ４）とし、
前記第４直線と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における前記第４直線に対して一方側に位置する部分のうち前記第４直線から最も離れた点と前記第４直線との距離を２等分する直線を第５直線（Ｌ５）とし、
前記第４直線と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における前記第４直線に対して前記一方側と反対の他方側に位置する部分のうち前記第４直線から最も離れた点と前記第４直線との距離を２等分する直線を第６直線（Ｌ６）とし、
前記支持基板の厚さ方向に平行であり且つ前記第１〜第６直線の各直線を含む前記内側電極の断面の形状について、
前記断面形状の輪郭のうち前記内側電極の外側面に対応する部分から法線を引いたときの前記法線における前記内側電極に含まれる範囲の長さの最大値をｄとし、
前記支持基板の主面に対応する基準直線と平行であり且つ前記断面形状の面積を２等分する中立直線と、前記断面形状の輪郭における前記中立直線に対して内側に位置する部分のうち前記中立直線から最も離れた最深点と、の距離をＥとしたとき、
Ｅ≦２．０・ｄという関係が、前記第１〜第６直線の各直線を含むそれぞれの前記断面形状について成立する、燃料電池の構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池の構造体において、
前記内側電極及び前記外側電極はそれぞれ、燃料極及び空気極であり、
前記各第１凹部に、対応する前記発電素子部の燃料極の集電部がそれぞれ埋設され、
前記各燃料極集電部の外側面に、前記支持基板の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、前記支持基板の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在し、
前記埋設された各燃料極集電部の外側面に、前記燃料極集電部の材料からなる底壁と全周に亘って前記燃料極集電部の材料からなる周方向に閉じた側壁とを有する第２凹部がそれぞれ形成され、
前記各第２凹部に、対応する前記発電素子部の燃料極の活性部であって対応する前記燃料極集電部に対して酸素イオン伝導性を有する物質の含有割合が大きい燃料極の活性部がそれぞれ埋設され、
前記各電気的接続部は、緻密な材料で構成された第１部分と、前記第１部分と接続され且つ多孔質の材料で構成された第２部分とで構成され、
前記埋設された各燃料極集電部の外側面の前記第２凹部が形成された位置と異なる位置に、前記燃料極集電部の材料からなる底壁と全周に亘って前記燃料極集電部の材料からなる周方向に閉じた側壁とを有する第３凹部がそれぞれ形成され、
前記各第３凹部に、対応する前記電気的接続部の前記第１部分がそれぞれ埋設され、
前記各第２凹部に埋設された前記燃料極活性部は、対応する前記燃料極集電部の外側面の凹部に位置し、
前記各第３凹部に埋設された前記電気的接続部の第１部分は、対応する前記燃料極集電部の外側面の凸部に位置する、燃料電池の構造体。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池の構造体において、
前記支持基板の厚さ方向における、前記各燃料極集電部の外側面の凸部の最頂部と凹部の最底部との距離は、５００μｍ以下である、燃料電池の構造体。
【請求項１】
ガス流路が内部に形成された平板状の多孔質の支持基板と、
前記平板状の支持基板の主面における互いに離れた複数の箇所にそれぞれ設けられ、少なくとも内側電極、固体電解質、及び外側電極が積層されてなる複数の発電素子部と、
１組又は複数組の隣り合う前記発電素子部の間にそれぞれ設けられ、隣り合う前記発電素子部の一方の内側電極と他方の外側電極とを電気的に接続する１つ又は複数の電気的接続部と、
を備えた燃料電池の構造体において、
前記平板状の支持基板の主面における前記複数の箇所に、前記支持基板の材料からなる底壁と全周に亘って前記支持基板の材料からなる周方向に閉じた側壁とを有する第１凹部がそれぞれ形成され、
前記各第１凹部に、対応する前記発電素子部の内側電極がそれぞれ埋設され、
前記支持基板の前記各第１凹部に対応する前記内側電極がそれぞれ埋設された状態で、前記支持基板と前記内側電極とが共焼結されていて、
前記各内側電極の外側面には、前記支持基板の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、前記支持基板の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在し、
前記各第１凹部に埋設された内側電極を前記支持基板の主面に垂直な方向からみたときの前記内側電極の外側面の平面形状について、
前記平面形状の代表長さに対応する線分と平行であり、且つ、前記平面形状の重心を通る直線を第１直線（Ｌ１）とし、
前記第１直線と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における前記第１直線に対して一方側に位置する部分のうち前記第１直線から最も離れた点と前記第１直線との距離を２等分する直線を第２直線（Ｌ２）とし、
前記第１直線と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における前記第１直線に対して前記一方側と反対の他方側に位置する部分のうち前記第１直線から最も離れた点と前記第１直線との距離を２等分する直線を第３直線（Ｌ３）とし、
前記第１直線と直交し、且つ、前記平面形状の重心を通る直線を第４直線（Ｌ４）とし、
前記第４直線と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における前記第４直線に対して一方側に位置する部分のうち前記第４直線から最も離れた点と前記第４直線との距離を２等分する直線を第５直線（Ｌ５）とし、
前記第４直線と平行であり、且つ、前記平面形状の輪郭における前記第４直線に対して前記一方側と反対の他方側に位置する部分のうち前記第４直線から最も離れた点と前記第４直線との距離を２等分する直線を第６直線（Ｌ６）とし、
前記支持基板の厚さ方向に平行であり且つ前記第１〜第６直線の各直線を含む前記内側電極の断面の形状について、
前記断面形状の輪郭のうち前記内側電極の外側面に対応する部分から法線を引いたときの前記法線における前記内側電極に含まれる範囲の長さの最大値をｄとし、
前記支持基板の主面に対応する基準直線と平行であり且つ前記断面形状の面積を２等分する中立直線と、前記断面形状の輪郭における前記中立直線に対して内側に位置する部分のうち前記中立直線から最も離れた最深点と、の距離をＥとしたとき、
Ｅ≦２．０・ｄという関係が、前記第１〜第６直線の各直線を含むそれぞれの前記断面形状について成立する、燃料電池の構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池の構造体において、
前記内側電極及び前記外側電極はそれぞれ、燃料極及び空気極であり、
前記各第１凹部に、対応する前記発電素子部の燃料極の集電部がそれぞれ埋設され、
前記各燃料極集電部の外側面に、前記支持基板の主面に対して外側に膨らんでいる凸部と、前記支持基板の主面に対して内側に窪んでいる凹部とが存在し、
前記埋設された各燃料極集電部の外側面に、前記燃料極集電部の材料からなる底壁と全周に亘って前記燃料極集電部の材料からなる周方向に閉じた側壁とを有する第２凹部がそれぞれ形成され、
前記各第２凹部に、対応する前記発電素子部の燃料極の活性部であって対応する前記燃料極集電部に対して酸素イオン伝導性を有する物質の含有割合が大きい燃料極の活性部がそれぞれ埋設され、
前記各電気的接続部は、緻密な材料で構成された第１部分と、前記第１部分と接続され且つ多孔質の材料で構成された第２部分とで構成され、
前記埋設された各燃料極集電部の外側面の前記第２凹部が形成された位置と異なる位置に、前記燃料極集電部の材料からなる底壁と全周に亘って前記燃料極集電部の材料からなる周方向に閉じた側壁とを有する第３凹部がそれぞれ形成され、
前記各第３凹部に、対応する前記電気的接続部の前記第１部分がそれぞれ埋設され、
前記各第２凹部に埋設された前記燃料極活性部は、対応する前記燃料極集電部の外側面の凹部に位置し、
前記各第３凹部に埋設された前記電気的接続部の第１部分は、対応する前記燃料極集電部の外側面の凸部に位置する、燃料電池の構造体。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池の構造体において、
前記支持基板の厚さ方向における、前記各燃料極集電部の外側面の凸部の最頂部と凹部の最底部との距離は、５００μｍ以下である、燃料電池の構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−１１００９９（Ｐ２０１３−１１００９９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１９８１０３（Ｐ２０１２−１９８１０３）
【出願日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【特許番号】特許第５１９２０９２号（Ｐ５１９２０９２）
【特許公報発行日】平成２５年５月８日（２０１３．５．８）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【特許番号】特許第５１９２０９２号（Ｐ５１９２０９２）
【特許公報発行日】平成２５年５月８日（２０１３．５．８）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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