JPH11144752A - ストロンチウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池 - Google Patents
ストロンチウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニアの
熱膨張係数に近似させると共に燃料ガス雰囲気中での異
常膨張を抑制して、尚かつ相変化による体積膨張を無く
す。 【解決手段】 ストロンチウムドープランタンクロマイ
トの主成分の各々の元素が（Ｌａ1-x Ｓｒx ）Ｃｒ
1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体であり、かつｘ，ｙ，ｚ
の値が、 ０＜ｘ＜０．１２ ０＜ｙ＜０．０５ ０＜ｚ＜０．０５ ０＜ｙ＋ｚ≦０．０５ を満足する。また、このストロンチウムドープランタン
クロマイト粉体を焼結して焼結体を形成する。さらに、
この焼結体によって固体電解質型燃料電池のセパレータ
４またはインターコネクタを構成する。
熱膨張係数に近似させると共に燃料ガス雰囲気中での異
常膨張を抑制して、尚かつ相変化による体積膨張を無く
す。 【解決手段】 ストロンチウムドープランタンクロマイ
トの主成分の各々の元素が（Ｌａ1-x Ｓｒx ）Ｃｒ
1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体であり、かつｘ，ｙ，ｚ
の値が、 ０＜ｘ＜０．１２ ０＜ｙ＜０．０５ ０＜ｚ＜０．０５ ０＜ｙ＋ｚ≦０．０５ を満足する。また、このストロンチウムドープランタン
クロマイト粉体を焼結して焼結体を形成する。さらに、
この焼結体によって固体電解質型燃料電池のセパレータ
４またはインターコネクタを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ストロンチウムド
ープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利
用した固体電解質型燃料電池に関する。更に詳述する
と、本発明は固体電解質型燃料電池の電解質として用い
られるイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近
く、かつ特異な膨張挙動（以下、「異常膨張」と略称す
る）を抑制したストロンチウムドープランタンクロマイ
トの粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型
燃料電池に関するものである。
ープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利
用した固体電解質型燃料電池に関する。更に詳述する
と、本発明は固体電解質型燃料電池の電解質として用い
られるイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近
く、かつ特異な膨張挙動（以下、「異常膨張」と略称す
る）を抑制したストロンチウムドープランタンクロマイ
トの粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型
燃料電池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を用いた発電方式
は高い発電効率が得られる。しかも、作動温度が１００
０℃と高く電池から得られる排熱も極めて高いため、排
熱を蒸気タービンや吸収式冷凍機に用いることによっ
て、発電効率をより高めたり、冷房用の冷熱を得ること
ができる。したがって、固体電解質型燃料電池は、コー
ジェネレーション用小型電源から火力代替用大型電源ま
で、幅広い用途が期待されている。この固体電解質型燃
料電池としては、平板型と円筒型との２種類の構造が知
られている。
は高い発電効率が得られる。しかも、作動温度が１００
０℃と高く電池から得られる排熱も極めて高いため、排
熱を蒸気タービンや吸収式冷凍機に用いることによっ
て、発電効率をより高めたり、冷房用の冷熱を得ること
ができる。したがって、固体電解質型燃料電池は、コー
ジェネレーション用小型電源から火力代替用大型電源ま
で、幅広い用途が期待されている。この固体電解質型燃
料電池としては、平板型と円筒型との２種類の構造が知
られている。
【０００３】平板型固体電解質燃料電池は、図１及び図
２に示すように平板状の固体電解質９を挟んで平板状の
空気極１０と燃料極１１とを形成した単電池１をスペー
サ２，３とセパレータ４とを利用して積層したものであ
る。尚、図１及び図２において、符号８はスペーサ２に
よって仕切られた空間５に燃料ガスである例えば水素，
メタン，石炭ガス化ガス等を供給するパイプ、符号７は
スペーサ３によって仕切られた空間６に酸化剤ガスであ
る空気を供給するためのパイプを示す。これらの気体を
供給することにより発電を行う。
２に示すように平板状の固体電解質９を挟んで平板状の
空気極１０と燃料極１１とを形成した単電池１をスペー
サ２，３とセパレータ４とを利用して積層したものであ
る。尚、図１及び図２において、符号８はスペーサ２に
よって仕切られた空間５に燃料ガスである例えば水素，
メタン，石炭ガス化ガス等を供給するパイプ、符号７は
スペーサ３によって仕切られた空間６に酸化剤ガスであ
る空気を供給するためのパイプを示す。これらの気体を
供給することにより発電を行う。
【０００４】また、円筒型固体電解質燃料電池は、図３
に示すように円筒状の多孔質基体管１２の上に多孔性空
気極１３、緻密な固体電解質１４、多孔性燃料極１５、
緻密なインターコネクタ１６の各電池構成材料が順次積
層されて１本の単電池１７を構成している。そして、こ
の単電池１７の多孔性基体管１２の内側に酸化剤ガスで
ある空気を流すと同時に多孔性燃料極１５の外側に燃料
ガスを流すことにより発電を行う。
に示すように円筒状の多孔質基体管１２の上に多孔性空
気極１３、緻密な固体電解質１４、多孔性燃料極１５、
緻密なインターコネクタ１６の各電池構成材料が順次積
層されて１本の単電池１７を構成している。そして、こ
の単電池１７の多孔性基体管１２の内側に酸化剤ガスで
ある空気を流すと同時に多孔性燃料極１５の外側に燃料
ガスを流すことにより発電を行う。
【０００５】このため、セパレータ４とインターコネク
タ１６とは、いずれも一方の面が酸化剤ガスに曝される
と同時に他方の面が燃料ガスに曝されることになる。
タ１６とは、いずれも一方の面が酸化剤ガスに曝される
と同時に他方の面が燃料ガスに曝されることになる。
【０００６】図１〜図３に示すような約１０００℃の高
温で作動する固体電解質型燃料電池のセパレータ４また
はインターコネクタ１６の材質としては、ストロンチウ
ムドープランタンクロマイト系酸化物（以下、「ランタ
ンクロマイト」と略称する）が好適である。その理由
は、ランタンクロマイトは酸化雰囲気及び還元雰囲気中
において化学的に安定であるばかりでなく、高い電子伝
導性を有し、しかも燃料ガスと空気のクロスリーク（混
合）を防ぐ高い気密性を持つからである。
温で作動する固体電解質型燃料電池のセパレータ４また
はインターコネクタ１６の材質としては、ストロンチウ
ムドープランタンクロマイト系酸化物（以下、「ランタ
ンクロマイト」と略称する）が好適である。その理由
は、ランタンクロマイトは酸化雰囲気及び還元雰囲気中
において化学的に安定であるばかりでなく、高い電子伝
導性を有し、しかも燃料ガスと空気のクロスリーク（混
合）を防ぐ高い気密性を持つからである。
【０００７】ところで、セパレータ４またはインターコ
ネクタ１６と電解質９，１４との熱膨張係数を近似させ
ることにより、これらの熱膨張係数の違いによるひびや
割れの発生を防止する必要がある。ランタンクロマイト
の代表例であるＬａ0.9 Ｓｒ 0.1 ＣｒＯ3 の酸化剤雰囲
気中（即ち空気中）の熱膨張係数は約９．６×１０-6／
℃である。これに対し、イットリア安定化ジルコニアの
熱膨張係数は約１０．３×１０-6／℃である。このた
め、ランタンクロマイトの熱膨張係数を増加させてイッ
トリア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近似させるため
に、図２７に示すようにランタンクロマイトのマグネシ
ウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム
（Ｓｒ）の各アルカリ土類金属の置換量を増やすことが
ある。これにより、空気中の高い酸素分圧下におけるラ
ンタンクロマイトの熱膨張係数をイットリア安定化ジル
コニアの熱膨張係数に近似させることができる。
ネクタ１６と電解質９，１４との熱膨張係数を近似させ
ることにより、これらの熱膨張係数の違いによるひびや
割れの発生を防止する必要がある。ランタンクロマイト
の代表例であるＬａ0.9 Ｓｒ 0.1 ＣｒＯ3 の酸化剤雰囲
気中（即ち空気中）の熱膨張係数は約９．６×１０-6／
℃である。これに対し、イットリア安定化ジルコニアの
熱膨張係数は約１０．３×１０-6／℃である。このた
め、ランタンクロマイトの熱膨張係数を増加させてイッ
トリア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近似させるため
に、図２７に示すようにランタンクロマイトのマグネシ
ウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム
（Ｓｒ）の各アルカリ土類金属の置換量を増やすことが
ある。これにより、空気中の高い酸素分圧下におけるラ
ンタンクロマイトの熱膨張係数をイットリア安定化ジル
コニアの熱膨張係数に近似させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たランタンクロマイトでは、燃料ガス中の低い酸素分圧
下で＋４価のクロム（Ｃｒ）が＋３価のクロムに還元さ
れるので、これらのランタンクロマイト中に酸素欠損を
形成してしまう。これにより、この酸素欠損は図２８に
示すようにランタンクロマイトの異常膨張を引き起こし
てしまう。この還元雰囲気中での異常膨張によりイット
リア安定化ジルコニア製の電解質９，１４とランタンク
ロマイト製のセパレータ４またはインターコネクタ１６
との膨張量に大きな差が生じてしまい、これらの部材に
ひびや割れを引き起こす原因となる。また、セパレータ
４またはインターコネクタ１６は一方の面が酸化剤ガス
に曝されると共に他方の面が燃料ガスに曝されるので、
燃料ガスに曝される面が異常膨張を起こすとセパレータ
４またはインターコネクタ１６にひびや割れを引き起こ
すおそれがある。
たランタンクロマイトでは、燃料ガス中の低い酸素分圧
下で＋４価のクロム（Ｃｒ）が＋３価のクロムに還元さ
れるので、これらのランタンクロマイト中に酸素欠損を
形成してしまう。これにより、この酸素欠損は図２８に
示すようにランタンクロマイトの異常膨張を引き起こし
てしまう。この還元雰囲気中での異常膨張によりイット
リア安定化ジルコニア製の電解質９，１４とランタンク
ロマイト製のセパレータ４またはインターコネクタ１６
との膨張量に大きな差が生じてしまい、これらの部材に
ひびや割れを引き起こす原因となる。また、セパレータ
４またはインターコネクタ１６は一方の面が酸化剤ガス
に曝されると共に他方の面が燃料ガスに曝されるので、
燃料ガスに曝される面が異常膨張を起こすとセパレータ
４またはインターコネクタ１６にひびや割れを引き起こ
すおそれがある。
【０００９】ここで、ランタンクロマイトの燃焼ガス中
での異常膨張の度合いを小さくするためには酸素欠損量
を少なくすれば良い。このために、＋４価のクロムを作
る要因であるストロンチウムやカルシウム等の含有量を
１０モル％程度まで減らせば良い。ところが、ストロン
チウムの量を減らすと酸化剤雰囲気、即ち空気中での熱
膨張係数が小さくなってしまうので、イットリア安定化
ジルコニアの熱膨張係数との間で差が生じてしまい、電
池構成部材にひびや割れをもたらす原因となってしま
う。
での異常膨張の度合いを小さくするためには酸素欠損量
を少なくすれば良い。このために、＋４価のクロムを作
る要因であるストロンチウムやカルシウム等の含有量を
１０モル％程度まで減らせば良い。ところが、ストロン
チウムの量を減らすと酸化剤雰囲気、即ち空気中での熱
膨張係数が小さくなってしまうので、イットリア安定化
ジルコニアの熱膨張係数との間で差が生じてしまい、電
池構成部材にひびや割れをもたらす原因となってしま
う。
【００１０】すなわち、ランタンクロマイトの空気中で
の熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係
数に近似させることと、ランタンクロマイトの燃焼ガス
中での異常膨張を抑制することを両立させるのは困難で
ある。
の熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係
数に近似させることと、ランタンクロマイトの燃焼ガス
中での異常膨張を抑制することを両立させるのは困難で
ある。
【００１１】この問題を解決するための手段として、
これらのランタンクロマイト中のランタン（Ｌａ）をイ
ットリウム（Ｙ）に部分置換すること、ランタンクロ
マイト中のクロムをマグネシウムやコバルト（Ｃｏ）に
部分置換することが検討されてきた。
これらのランタンクロマイト中のランタン（Ｌａ）をイ
ットリウム（Ｙ）に部分置換すること、ランタンクロ
マイト中のクロムをマグネシウムやコバルト（Ｃｏ）に
部分置換することが検討されてきた。
【００１２】しかしながら、これらの方法でも、ペロ
ブスカイト中のＡサイトを他の希土類金属に置換するこ
とは熱膨張係数を小さくする、Ｍｇの置換はランタン
クロマイト中のＣｒ4+の濃度を増加させることになり還
元雰囲気の異常膨張をより大きくする、Ｃｏの置換は
ランタンクロマイトの結晶構造の変化による熱膨張異常
を抑えることができない、という理由により酸化剤雰囲
気中と燃料ガス雰囲気中両方のランタンクロマイト及び
イットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数を近似させる
のは困難であった。
ブスカイト中のＡサイトを他の希土類金属に置換するこ
とは熱膨張係数を小さくする、Ｍｇの置換はランタン
クロマイト中のＣｒ4+の濃度を増加させることになり還
元雰囲気の異常膨張をより大きくする、Ｃｏの置換は
ランタンクロマイトの結晶構造の変化による熱膨張異常
を抑えることができない、という理由により酸化剤雰囲
気中と燃料ガス雰囲気中両方のランタンクロマイト及び
イットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数を近似させる
のは困難であった。
【００１３】また、上述したランタンクロマイトは、ペ
ロブスカイト型菱面体晶系からペロブスカイト型斜方晶
系に相変化を起こしてしまう。この相変化は熱膨張の特
異点として現れて、セパレータ４またはインターコネク
タ１６と電解質９，１４とにひびや割れをもたらす原因
となっている。
ロブスカイト型菱面体晶系からペロブスカイト型斜方晶
系に相変化を起こしてしまう。この相変化は熱膨張の特
異点として現れて、セパレータ４またはインターコネク
タ１６と電解質９，１４とにひびや割れをもたらす原因
となっている。
【００１４】ところで、これらのランタンクロマイトを
セパレータ４またはインターコネクタ１６として使用す
るには相対密度を約９５％以上になるように焼結しなけ
ればならない。このため、ＣａＯやＳｒＯの元素を含ん
だ６価クロム系化合物との反応焼結を利用したり、クロ
ムの蒸気圧を抑えることができる２種類のランタンクロ
マイト、（Ｌａ1-xＣａx）1+yＣｒＯ3や（Ｌａ1-xＳ
ｒx）1+yＣｒＯ3を用いて緻密化を図っている。しかし
ながら、これらの元素の酸化物あるいは化合物の中には
高温の水蒸気下で強度が極めて小さくなってしまうもの
がほとんどであり、セパレータ等として適さないものが
従来は多かった。
セパレータ４またはインターコネクタ１６として使用す
るには相対密度を約９５％以上になるように焼結しなけ
ればならない。このため、ＣａＯやＳｒＯの元素を含ん
だ６価クロム系化合物との反応焼結を利用したり、クロ
ムの蒸気圧を抑えることができる２種類のランタンクロ
マイト、（Ｌａ1-xＣａx）1+yＣｒＯ3や（Ｌａ1-xＳ
ｒx）1+yＣｒＯ3を用いて緻密化を図っている。しかし
ながら、これらの元素の酸化物あるいは化合物の中には
高温の水蒸気下で強度が極めて小さくなってしまうもの
がほとんどであり、セパレータ等として適さないものが
従来は多かった。
【００１５】そこで、本発明は、熱膨張係数をイットリ
ア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近似させると共に燃
料ガス雰囲気中での異常膨張を抑制して、尚かつ相変化
による体積膨張の無いランタンクロマイトの粉体及びそ
の焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池を提供
することを目的とする。また、本発明は、容易に緻密化
を図ることができると共に高温の水蒸気下でも強度を維
持できるランタンクロマイトの粉体及びその焼結体とそ
れを利用した固体電解質型燃料電池を提供することを目
的とする。
ア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近似させると共に燃
料ガス雰囲気中での異常膨張を抑制して、尚かつ相変化
による体積膨張の無いランタンクロマイトの粉体及びそ
の焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池を提供
することを目的とする。また、本発明は、容易に緻密化
を図ることができると共に高温の水蒸気下でも強度を維
持できるランタンクロマイトの粉体及びその焼結体とそ
れを利用した固体電解質型燃料電池を提供することを目
的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の請求項１のストロンチウムドープランタン
クロマイト粉体は、ストロンチウムドープランタンクロ
マイトの主成分の各々の元素が（Ｌａ1-x Ｓｒx ）Ｃｒ
1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体であり、かつｘ，ｙ，ｚ
の値が、 ０＜ｘ＜０．１２ ０＜ｙ＜０．０５ ０＜ｚ＜０．０５ ０＜ｙ＋ｚ≦０．０５ を満足するようにしている。
め、本発明の請求項１のストロンチウムドープランタン
クロマイト粉体は、ストロンチウムドープランタンクロ
マイトの主成分の各々の元素が（Ｌａ1-x Ｓｒx ）Ｃｒ
1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体であり、かつｘ，ｙ，ｚ
の値が、 ０＜ｘ＜０．１２ ０＜ｙ＜０．０５ ０＜ｚ＜０．０５ ０＜ｙ＋ｚ≦０．０５ を満足するようにしている。
【００１７】したがって、このランタンクロマイトはク
ロムをコバルト及びアルミニウムにより部分置換すると
共にこれらを合わせた置換量を０モル％を超えて５モル
％以下としているので、ランタンクロマイトの熱膨張係
数をイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近似さ
せることができると共に還元性雰囲気（燃料ガス）中で
の異常膨張を抑制することができる。すなわち、図７に
示すように、ランタンクロマイトの酸化剤雰囲気（空
気）中での熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニアの
熱膨張係数（約１０．３×１０-6／℃）に近似できる。
また、図８及び図９に示すように、ランタンクロマイト
の燃料ガス雰囲気中での異常膨張を抑制することができ
る。
ロムをコバルト及びアルミニウムにより部分置換すると
共にこれらを合わせた置換量を０モル％を超えて５モル
％以下としているので、ランタンクロマイトの熱膨張係
数をイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近似さ
せることができると共に還元性雰囲気（燃料ガス）中で
の異常膨張を抑制することができる。すなわち、図７に
示すように、ランタンクロマイトの酸化剤雰囲気（空
気）中での熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニアの
熱膨張係数（約１０．３×１０-6／℃）に近似できる。
また、図８及び図９に示すように、ランタンクロマイト
の燃料ガス雰囲気中での異常膨張を抑制することができ
る。
【００１８】ここで、０＜ｘ＜０．１２の（Ｌａ1-xＳ
ｒx）ＣｒＯ3 では斜方晶系から菱面体晶系への結晶構
造の変化が３００℃以下で見られる。この現象は熱膨張
挙動に変化を与えて特異な膨張を生ずると共に熱応力の
発生の原因となってしまう。このため、アルミニウムの
置換を行って結晶系の変化が起きないようにしている。
ｒx）ＣｒＯ3 では斜方晶系から菱面体晶系への結晶構
造の変化が３００℃以下で見られる。この現象は熱膨張
挙動に変化を与えて特異な膨張を生ずると共に熱応力の
発生の原因となってしまう。このため、アルミニウムの
置換を行って結晶系の変化が起きないようにしている。
【００１９】これに対し、ｘ≧０．１２の（Ｌａ1-xＳ
ｒx）ＣｒＯ3 では斜方晶系から菱面体晶系への結晶構
造の変化は生じない。しかし、このランタンクロマイト
では図１３に示すように還元雰囲気中での異常膨張が大
きくなってしまい、電池の構造設計を工夫しても異常膨
張により発生する熱応力を緩和させることが困難にな
る。
ｒx）ＣｒＯ3 では斜方晶系から菱面体晶系への結晶構
造の変化は生じない。しかし、このランタンクロマイト
では図１３に示すように還元雰囲気中での異常膨張が大
きくなってしまい、電池の構造設計を工夫しても異常膨
張により発生する熱応力を緩和させることが困難にな
る。
【００２０】一方、コバルトは（Ｌａ1-x Ｓｒx ）Ｃｒ
Ｏ3 の熱膨張係数を大きくできる。しかも、コバルトは
酸化剤雰囲気中と還元性雰囲気中との双方でランタンク
ロマイトの熱膨張係数を大きくできる唯一の元素であ
る。このため、コバルトの置換が全く無いと、図１５〜
図１８に示すようにランタンクロマイトの熱膨張係数を
大きくできずイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数
に近似させることができない。また、コバルトの置換量
が５モル％を超えると、図２６に示すように特に水素雰
囲気中での熱膨張係数がイットリア安定化ジルコニアの
熱膨張係数（図中破線で示す）より遥かに大きくなって
しまう。さらに、コバルトとアルミニウムとを合わせた
置換量を５モル％以下とするためには、コバルトの置換
量を５モル％未満としなければならない。よって、コバ
ルトの置換量ｙは０＜ｙ＜０．０５としている。
Ｏ3 の熱膨張係数を大きくできる。しかも、コバルトは
酸化剤雰囲気中と還元性雰囲気中との双方でランタンク
ロマイトの熱膨張係数を大きくできる唯一の元素であ
る。このため、コバルトの置換が全く無いと、図１５〜
図１８に示すようにランタンクロマイトの熱膨張係数を
大きくできずイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数
に近似させることができない。また、コバルトの置換量
が５モル％を超えると、図２６に示すように特に水素雰
囲気中での熱膨張係数がイットリア安定化ジルコニアの
熱膨張係数（図中破線で示す）より遥かに大きくなって
しまう。さらに、コバルトとアルミニウムとを合わせた
置換量を５モル％以下とするためには、コバルトの置換
量を５モル％未満としなければならない。よって、コバ
ルトの置換量ｙは０＜ｙ＜０．０５としている。
【００２１】しかし、このコバルトの置換だけではラン
タンクロマイトの原子配列の変化による熱膨張挙動の変
化を抑えることができない。その一方、アルミニウムの
置換は（Ｌａ1-x Ｓｒx ）ＣｒＯ3 の熱膨張係数に影響
を与えない。しかし、このアルミニウムの置換はランタ
ンクロマイトの原子配列の変化による熱膨張挙動の変化
を抑えることができる。このため、アルミニウムの置換
が全く無いと、ランタンクロマイトの原子配列の変化に
より熱膨張挙動に変化を生じて異常膨張を起こしてしま
う。
タンクロマイトの原子配列の変化による熱膨張挙動の変
化を抑えることができない。その一方、アルミニウムの
置換は（Ｌａ1-x Ｓｒx ）ＣｒＯ3 の熱膨張係数に影響
を与えない。しかし、このアルミニウムの置換はランタ
ンクロマイトの原子配列の変化による熱膨張挙動の変化
を抑えることができる。このため、アルミニウムの置換
が全く無いと、ランタンクロマイトの原子配列の変化に
より熱膨張挙動に変化を生じて異常膨張を起こしてしま
う。
【００２２】その反面、アルミニウムの置換量を増す
と、還元性雰囲気中における熱膨張挙動を大きくして異
常膨張を起こしてしまう。具体的には、アルミニウムの
置換量が５モル％を超えると、図２１に示すように水素
雰囲気中の異常膨張が特に大きくなってしまう。しか
も、アルミニウムの置換はランタンクロマイトの電気抵
抗を増大させてしまう。
と、還元性雰囲気中における熱膨張挙動を大きくして異
常膨張を起こしてしまう。具体的には、アルミニウムの
置換量が５モル％を超えると、図２１に示すように水素
雰囲気中の異常膨張が特に大きくなってしまう。しか
も、アルミニウムの置換はランタンクロマイトの電気抵
抗を増大させてしまう。
【００２３】このため、アルミニウムは置換しないと異
常膨張の問題を生ずるが、置換量が多すぎても異常膨張
等の問題を生じてしまう。さらに、コバルトとアルミニ
ウムとを合わせた置換量を５モル％以下とするためには
アルミニウムの置換量を５モル％未満としなればならな
い。よって、アルミニウムの置換量ｚは０＜ｚ＜０．０
５としている。
常膨張の問題を生ずるが、置換量が多すぎても異常膨張
等の問題を生じてしまう。さらに、コバルトとアルミニ
ウムとを合わせた置換量を５モル％以下とするためには
アルミニウムの置換量を５モル％未満としなればならな
い。よって、アルミニウムの置換量ｚは０＜ｚ＜０．０
５としている。
【００２４】さらに、コバルト及びアルミニウムの置換
量の合計が５モル％を超えると、図６及び図７に示すよ
うに水素中での熱膨張係数が約１２×１０-6／℃を超え
てしまう。このため、水素雰囲気中での熱膨張係数がイ
ットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数（約１０．３×
１０-6／℃）より遥かに大きくなってしまう。よって、
コバルト及びアルミニウムの置換量の合計（ｙ＋ｚ）は
０＜ｙ＋ｚ≦０．０５としている。
量の合計が５モル％を超えると、図６及び図７に示すよ
うに水素中での熱膨張係数が約１２×１０-6／℃を超え
てしまう。このため、水素雰囲気中での熱膨張係数がイ
ットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数（約１０．３×
１０-6／℃）より遥かに大きくなってしまう。よって、
コバルト及びアルミニウムの置換量の合計（ｙ＋ｚ）は
０＜ｙ＋ｚ≦０．０５としている。
【００２５】また、このランタンクロマイトは、図４に
示すようなペロブスカイト型構造を有している。同図
中、黒丸がＡサイトであり、８面体を形成しているのが
酸素イオンであり、８面体の中心が各イオンの存在する
Ｂサイトである。Ａサイトの位置にストロンチウムを部
分置換させると共に、Ｂサイトの位置にコバルトとアル
ミニウムを部分置換させている。これにより、このラン
タンクロマイトは、高い電子伝導性を維持すると共に、
ペロブスカイト型構造菱面体晶系からペロブスカイト型
構造斜方晶系に相変化しなくなるので体積膨張すること
を防止できる。
示すようなペロブスカイト型構造を有している。同図
中、黒丸がＡサイトであり、８面体を形成しているのが
酸素イオンであり、８面体の中心が各イオンの存在する
Ｂサイトである。Ａサイトの位置にストロンチウムを部
分置換させると共に、Ｂサイトの位置にコバルトとアル
ミニウムを部分置換させている。これにより、このラン
タンクロマイトは、高い電子伝導性を維持すると共に、
ペロブスカイト型構造菱面体晶系からペロブスカイト型
構造斜方晶系に相変化しなくなるので体積膨張すること
を防止できる。
【００２６】さらに、請求項２のストロンチウムドープ
ランタンクロマイト粉体は、ストロンチウムドープラン
タンクロマイトの主成分の各々の元素が（Ｌａ1-x Ｓｒ
x ）Ｍa Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体であり、か
つｘ，ｙ，ｚ，ａの値が、 ０＜ｘ＜０．１２ ０＜ｙ＜０．０５ ０＜ｚ＜０．０５ ０＜ｙ＋ｚ≦０．０５ ０＜ａ≦０．０３ で、かつＭがＹ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選
ばれた元素の１つまたは２つ以上であることを満足する
ようにしている。
ランタンクロマイト粉体は、ストロンチウムドープラン
タンクロマイトの主成分の各々の元素が（Ｌａ1-x Ｓｒ
x ）Ｍa Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体であり、か
つｘ，ｙ，ｚ，ａの値が、 ０＜ｘ＜０．１２ ０＜ｙ＜０．０５ ０＜ｚ＜０．０５ ０＜ｙ＋ｚ≦０．０５ ０＜ａ≦０．０３ で、かつＭがＹ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選
ばれた元素の１つまたは２つ以上であることを満足する
ようにしている。
【００２７】ここで、図１１に示すように、（Ｌａ1-x
Ｓｒx ）Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy ＡｌzＯ3 にＭa を添加し
ても熱膨張係数はほとんど変化しない。しかし、Ｍ元素
の添加により相対密度の向上が得られる。具体的には、
図１２に示すように無添加のときの相対密度が５７．５
％であったのに対し、添加により６３〜７５％にまで向
上した。したがって、請求項２の発明によれば、ランタ
ンクロマイトの熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニ
アの熱膨張係数に近似させることができると共に、図１
２に示すように空気中で緻密な焼結を行うことができる
ようになる。
Ｓｒx ）Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy ＡｌzＯ3 にＭa を添加し
ても熱膨張係数はほとんど変化しない。しかし、Ｍ元素
の添加により相対密度の向上が得られる。具体的には、
図１２に示すように無添加のときの相対密度が５７．５
％であったのに対し、添加により６３〜７５％にまで向
上した。したがって、請求項２の発明によれば、ランタ
ンクロマイトの熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニ
アの熱膨張係数に近似させることができると共に、図１
２に示すように空気中で緻密な焼結を行うことができる
ようになる。
【００２８】また、請求項３のストロンチウムドープラ
ンタンクロマイト焼結体は、請求項１または請求項２記
載のストロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼
結して形成するようにしている。したがって、この焼結
体は、熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニアの熱膨
張係数に近似させることができると共に、燃料ガス雰囲
気中での異常膨張を抑制することができる。しかも、こ
の焼結体は、ランタンクロマイトの高い電子伝導性を維
持すると共に、ペロブスカイト型構造菱面体晶系からペ
ロブスカイト型構造斜方晶系に相変化しないので体積膨
張することを防止できる。
ンタンクロマイト焼結体は、請求項１または請求項２記
載のストロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼
結して形成するようにしている。したがって、この焼結
体は、熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニアの熱膨
張係数に近似させることができると共に、燃料ガス雰囲
気中での異常膨張を抑制することができる。しかも、こ
の焼結体は、ランタンクロマイトの高い電子伝導性を維
持すると共に、ペロブスカイト型構造菱面体晶系からペ
ロブスカイト型構造斜方晶系に相変化しないので体積膨
張することを防止できる。
【００２９】さらに、請求項２記載のストロンチウムド
ープランタンクロマイト粉体を焼結する場合は、図１２
に示すようにＭを含まないランタンクロマイトよりも容
易に緻密な焼結を行うことができるようになる。しか
も、このランタンクロマイトに添加するＭの組成は添加
時から焼結後までに変化せず維持される。よって、この
Ｍは高温の水蒸気下で変化しない物質であるので、この
ランタンクロマイトは高温の水蒸気下でも安定した強度
を維持することができる。これは、ランタンクロマイト
中にＭが存在することにより、緻密化を阻害する酸化ク
ロムの蒸気圧を抑えることができるからと考えられる。
ープランタンクロマイト粉体を焼結する場合は、図１２
に示すようにＭを含まないランタンクロマイトよりも容
易に緻密な焼結を行うことができるようになる。しか
も、このランタンクロマイトに添加するＭの組成は添加
時から焼結後までに変化せず維持される。よって、この
Ｍは高温の水蒸気下で変化しない物質であるので、この
ランタンクロマイトは高温の水蒸気下でも安定した強度
を維持することができる。これは、ランタンクロマイト
中にＭが存在することにより、緻密化を阻害する酸化ク
ロムの蒸気圧を抑えることができるからと考えられる。
【００３０】また、請求項４の固体電解質型燃料電池
は、請求項３記載のストロンチウムドープランタンクロ
マイト焼結体によってセパレータまたはインターコネク
タを構成するようにしている。したがって、固体電解質
型燃料電池のセパレータまたはインターコネクタの熱膨
張係数を固体電解質として使用されるイットリア安定化
ジルコニアの熱膨張係数に近似させることができると共
に、セパレータまたはインターコネクタの燃料ガス雰囲
気中での異常膨張を抑制することができる。しかも、こ
のセパレータまたはインターコネクタは、ランタンクロ
マイトの高い電子伝導性を維持すると共にペロブスカイ
ト型構造菱面体晶系からペロブスカイト型構造斜方晶系
に相変化しないので体積膨張することを防止できる。
は、請求項３記載のストロンチウムドープランタンクロ
マイト焼結体によってセパレータまたはインターコネク
タを構成するようにしている。したがって、固体電解質
型燃料電池のセパレータまたはインターコネクタの熱膨
張係数を固体電解質として使用されるイットリア安定化
ジルコニアの熱膨張係数に近似させることができると共
に、セパレータまたはインターコネクタの燃料ガス雰囲
気中での異常膨張を抑制することができる。しかも、こ
のセパレータまたはインターコネクタは、ランタンクロ
マイトの高い電子伝導性を維持すると共にペロブスカイ
ト型構造菱面体晶系からペロブスカイト型構造斜方晶系
に相変化しないので体積膨張することを防止できる。
【００３１】さらに、請求項２記載のストロンチウムド
ープランタンクロマイト粉体を焼結した焼結体によって
セパレータまたはインターコネクタを構成する場合は、
図１２に示すようにＭを含まないランタンクロマイトよ
りも容易に緻密な焼結を行うことができるようになる。
ここで、ランタンクロマイトの焼結体をセパレータまた
はインターコネクタとして使用する場合は、焼結体の相
対密度を約９５％以上にする必要がある。この焼結体を
得るためには、以下のいずれかの条件で焼結を行う必要
がある。
ープランタンクロマイト粉体を焼結した焼結体によって
セパレータまたはインターコネクタを構成する場合は、
図１２に示すようにＭを含まないランタンクロマイトよ
りも容易に緻密な焼結を行うことができるようになる。
ここで、ランタンクロマイトの焼結体をセパレータまた
はインターコネクタとして使用する場合は、焼結体の相
対密度を約９５％以上にする必要がある。この焼結体を
得るためには、以下のいずれかの条件で焼結を行う必要
がある。
【００３２】（１）粉末固相反応法で粉体を合成し、空
気中，１６００℃，４８時間以上の条件で焼成する。
（Ｌａ1-xＣａx）1+yＣｒＯ3（０＜ｘ≦０．４、０＜ｙ
≦０．０５）の組成物では、粉末固相反応法により粉体
を合成して空気中，１６００℃，４８時間以上の条件で
焼成を行うことにより相対密度が約９５％以上の焼結体
を作製することができた。そして、請求項２記載のスト
ロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼結する場
合も、この条件で相対密度約９５％以上の焼結体を作製
することができると推測される。したがって、ランタン
クロマイト粉体を空気中で１６００℃程度の条件で焼成
することにより相対密度が約９５％以上の高密度の焼結
体を得ることができるので、セパレータまたはインター
コネクタの製造作業を容易に行うことができる。
気中，１６００℃，４８時間以上の条件で焼成する。
（Ｌａ1-xＣａx）1+yＣｒＯ3（０＜ｘ≦０．４、０＜ｙ
≦０．０５）の組成物では、粉末固相反応法により粉体
を合成して空気中，１６００℃，４８時間以上の条件で
焼成を行うことにより相対密度が約９５％以上の焼結体
を作製することができた。そして、請求項２記載のスト
ロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼結する場
合も、この条件で相対密度約９５％以上の焼結体を作製
することができると推測される。したがって、ランタン
クロマイト粉体を空気中で１６００℃程度の条件で焼成
することにより相対密度が約９５％以上の高密度の焼結
体を得ることができるので、セパレータまたはインター
コネクタの製造作業を容易に行うことができる。
【００３３】（２）液相から合成する手法（共沈法）を
用いて細かい粉体を合成し、空気中，１３００℃，１０
時間以上、または空気中，１４００℃，保持時間なしの
条件で焼成する。（Ｌａ1-xＣａx）1+yＣｒＯ3（０＜ｘ
≦０．４、０＜ｙ≦０．０５）の組成物では、共沈法に
より粉体を合成して空気中，１３００℃，１０時間以
上、または空気中，１４００℃，保持時間なしの条件で
焼成を行うことにより相対密度が約９５％以上の焼結体
を作製することができた。そして、請求項２記載のスト
ロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼結する場
合も、この条件で相対密度約９５％以上の焼結体を作製
することができると推測される。したがって、ランタン
クロマイト粉体を空気中で１３００〜１４００℃程度の
条件で焼成することにより相対密度が約９５％以上の高
密度の焼結体を得ることができるので、セパレータまた
はインターコネクタの製造作業を容易に行うことができ
る。
用いて細かい粉体を合成し、空気中，１３００℃，１０
時間以上、または空気中，１４００℃，保持時間なしの
条件で焼成する。（Ｌａ1-xＣａx）1+yＣｒＯ3（０＜ｘ
≦０．４、０＜ｙ≦０．０５）の組成物では、共沈法に
より粉体を合成して空気中，１３００℃，１０時間以
上、または空気中，１４００℃，保持時間なしの条件で
焼成を行うことにより相対密度が約９５％以上の焼結体
を作製することができた。そして、請求項２記載のスト
ロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼結する場
合も、この条件で相対密度約９５％以上の焼結体を作製
することができると推測される。したがって、ランタン
クロマイト粉体を空気中で１３００〜１４００℃程度の
条件で焼成することにより相対密度が約９５％以上の高
密度の焼結体を得ることができるので、セパレータまた
はインターコネクタの製造作業を容易に行うことができ
る。
【００３４】（３）粉末固相反応法で粉体を合成し、空
気中，１７００℃以上，５時間以上の条件で焼成する。
Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ1-xＣｏxＯ3（ｘ≧０．０２）の組
成物では、粉末固相反応法により粉体を合成して空気
中，１７００℃以上，５時間以上の条件で焼成を行うこ
とにより相対密度が約９５％以上の焼結体を作製するこ
とができた。そして、請求項２記載のストロンチウムド
ープランタンクロマイト粉体を焼結する場合も、この条
件で相対密度約９５％以上の焼結体を作製することがで
きると推測される。
気中，１７００℃以上，５時間以上の条件で焼成する。
Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ1-xＣｏxＯ3（ｘ≧０．０２）の組
成物では、粉末固相反応法により粉体を合成して空気
中，１７００℃以上，５時間以上の条件で焼成を行うこ
とにより相対密度が約９５％以上の焼結体を作製するこ
とができた。そして、請求項２記載のストロンチウムド
ープランタンクロマイト粉体を焼結する場合も、この条
件で相対密度約９５％以上の焼結体を作製することがで
きると推測される。
【００３５】（４）粉末固相反応法で粉体を合成し、還
元雰囲気中，１８００℃以上，１時間以上の条件で焼成
する。Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3の組成物では、粉末固相
反応法により粉体を合成して還元雰囲気（例えばＣＯ−
Ａｒの混合雰囲気）中，１８００℃以上，１時間以上の
条件で焼成を行うことにより相対密度が約９５％以上の
焼結体を作製することができた。そして、請求項２記載
のストロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼結
する場合も、この条件で相対密度約９５％以上の焼結体
を作製することができると推測される。
元雰囲気中，１８００℃以上，１時間以上の条件で焼成
する。Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3の組成物では、粉末固相
反応法により粉体を合成して還元雰囲気（例えばＣＯ−
Ａｒの混合雰囲気）中，１８００℃以上，１時間以上の
条件で焼成を行うことにより相対密度が約９５％以上の
焼結体を作製することができた。そして、請求項２記載
のストロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼結
する場合も、この条件で相対密度約９５％以上の焼結体
を作製することができると推測される。
【００３６】ここで、Ｌａ0.9Ｓｒ0.1Ｍ0.02Ｃｒ0.96Ｃ
ｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3粉体とＬａ0.9Ｓｒ0.1Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3粉体とについて相対密度が約９５％以
上の焼結体を作製するのに必要な条件を上述した各条件
から推測した。その結果を表１に示す。
ｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3粉体とＬａ0.9Ｓｒ0.1Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3粉体とについて相対密度が約９５％以
上の焼結体を作製するのに必要な条件を上述した各条件
から推測した。その結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】表１に示すように、Ｍを添加することによ
り焼結温度を低下できると推測される。
り焼結温度を低下できると推測される。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施形態に基づいて詳細に説明する。
実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００４０】固体電解質型燃料電池は平板型であり、図
１及び図２に示すように固体電解質９と空気極１０と燃
料極１１とから成る平板状の単電池１と、この単電池１
を挟む平板状のスペーサ２，３と、重なり合う単電池１
の向き合ったスペーサ２，３の間に介在するセパレータ
４とを備えている。スペーサ２，３はその周辺部分が空
気極１０または燃料極１１と直接接合され、内側には空
間５，６が形成されている。空気極１０側のスペーサ３
の空間６には、空気極１０に酸化剤ガスである空気を供
給するためのパイプ７が連結されている。燃料極１１側
のスペーサ２の空間５には、燃料極１１に燃料ガスであ
る例えば水素，メタン，石炭ガス化ガス等を供給するた
めのパイプ８が連結されている。そして、これら酸化剤
ガス及び燃料ガスを供給することにより発電を行うこと
ができる。
１及び図２に示すように固体電解質９と空気極１０と燃
料極１１とから成る平板状の単電池１と、この単電池１
を挟む平板状のスペーサ２，３と、重なり合う単電池１
の向き合ったスペーサ２，３の間に介在するセパレータ
４とを備えている。スペーサ２，３はその周辺部分が空
気極１０または燃料極１１と直接接合され、内側には空
間５，６が形成されている。空気極１０側のスペーサ３
の空間６には、空気極１０に酸化剤ガスである空気を供
給するためのパイプ７が連結されている。燃料極１１側
のスペーサ２の空間５には、燃料極１１に燃料ガスであ
る例えば水素，メタン，石炭ガス化ガス等を供給するた
めのパイプ８が連結されている。そして、これら酸化剤
ガス及び燃料ガスを供給することにより発電を行うこと
ができる。
【００４１】固体電解質９としては、安定化剤であるイ
ットリアによって結晶構造が安定化されたイットリア安
定化ジルコニアを使用している。空気極１０としては、
ストロンチウムによって熱膨張の調整と導電率の向上を
図ったランタンストロンチウムマンガナイトを使用して
いる。さらに、燃料極１１としては、安定化ジルコニア
で熱膨張挙動を電解質に合わせているニッケルジルコニ
アサーメットを使用している。
ットリアによって結晶構造が安定化されたイットリア安
定化ジルコニアを使用している。空気極１０としては、
ストロンチウムによって熱膨張の調整と導電率の向上を
図ったランタンストロンチウムマンガナイトを使用して
いる。さらに、燃料極１１としては、安定化ジルコニア
で熱膨張挙動を電解質に合わせているニッケルジルコニ
アサーメットを使用している。
【００４２】セパレータ４としてはストロンチウムドー
プランタンクロマイトの焼結体が使用されている。この
焼結体を形成するストロンチウムドープランタンクロマ
イト粉体はＬａ，Ｓｒ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ａｌを主成分とす
るセラミックスである。この粉体を合成する前の混合物
の主成分は、各々の元素のモル比がＬａ：Ｓｒ：Ｍ：Ｃ
ｒ：Ｃｏ：Ａｌ＝１−ｘ：ｘ：ａ：１−（ｙ＋ｚ）：
ｙ：ｚであり、かつｘ，ｙ，ｚ，ａの値が０＜ｘ＜０．
１２、０＜ｙ＜０．０５、０＜ｚ＜０．０５、０＜ｙ＋
ｚ≦０．０５、０＜ａ≦０．０３を満足すると共にＭが
Ｙ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選ばれた元素の
１つまたは２つ以上であることを満足するようにしてい
る。この組成領域をもつ混合体の製造法は特に限定され
ず、粉末固相反応法、共沈法、ゾルゲル法、Ｐｅｃｈｉ
ｎｉ法、燃焼合成法等の既知または新規のいずれの方法
によって作製しても良い。但し、均質性及び焼結性の観
点からＰｅｃｈｉｎｉ法または燃焼合成法等を採用する
ことが好ましい。
プランタンクロマイトの焼結体が使用されている。この
焼結体を形成するストロンチウムドープランタンクロマ
イト粉体はＬａ，Ｓｒ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ａｌを主成分とす
るセラミックスである。この粉体を合成する前の混合物
の主成分は、各々の元素のモル比がＬａ：Ｓｒ：Ｍ：Ｃ
ｒ：Ｃｏ：Ａｌ＝１−ｘ：ｘ：ａ：１−（ｙ＋ｚ）：
ｙ：ｚであり、かつｘ，ｙ，ｚ，ａの値が０＜ｘ＜０．
１２、０＜ｙ＜０．０５、０＜ｚ＜０．０５、０＜ｙ＋
ｚ≦０．０５、０＜ａ≦０．０３を満足すると共にＭが
Ｙ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選ばれた元素の
１つまたは２つ以上であることを満足するようにしてい
る。この組成領域をもつ混合体の製造法は特に限定され
ず、粉末固相反応法、共沈法、ゾルゲル法、Ｐｅｃｈｉ
ｎｉ法、燃焼合成法等の既知または新規のいずれの方法
によって作製しても良い。但し、均質性及び焼結性の観
点からＰｅｃｈｉｎｉ法または燃焼合成法等を採用する
ことが好ましい。
【００４３】また、このランタンクロマイトをセパレー
タ４として使用するためには相対密度を約９５％以上に
する必要がある。このため、この混合体の焼結は、表１
に示すように粉末固相反応法により粉末を製造した場合
は空気中，１５００〜１６００℃，２０〜４０時間の条
件により行い、液相工程を含んだ合成法（例えば共沈
法）により粉末を製造した場合は空気中，１３００〜１
４００℃，２０〜４０時間の条件により行う。これによ
り、相対密度が約９５％以上の焼結体を得てセパレータ
として使用することができる。また、このランタンクロ
マイトはＭを含んでいるので、Ｍを含まないランタンク
ロマイトに比べて低温の条件下で焼結を行うことができ
る。
タ４として使用するためには相対密度を約９５％以上に
する必要がある。このため、この混合体の焼結は、表１
に示すように粉末固相反応法により粉末を製造した場合
は空気中，１５００〜１６００℃，２０〜４０時間の条
件により行い、液相工程を含んだ合成法（例えば共沈
法）により粉末を製造した場合は空気中，１３００〜１
４００℃，２０〜４０時間の条件により行う。これによ
り、相対密度が約９５％以上の焼結体を得てセパレータ
として使用することができる。また、このランタンクロ
マイトはＭを含んでいるので、Ｍを含まないランタンク
ロマイトに比べて低温の条件下で焼結を行うことができ
る。
【００４４】本実施形態の固体電解質型燃料電池によれ
ば、セパレータ４に使用するランタンクロマイトのクロ
ムに対してコバルト及びアルミニウムにより０モル％を
超える５モル％以下の部分置換を行っているので、セパ
レータ４の熱膨張係数を固体電解質９の熱膨張係数に近
似させることができると共にセパレータ４の燃料ガス雰
囲気中での異常膨張を抑制することができる。すなわ
ち、図７に示すように、ランタンクロマイトの空気中で
の熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係
数（約１０．３×１０-6／℃）に近似できる。また、図
８及び図９に示すように、ランタンクロマイトの燃料ガ
ス雰囲気中での異常膨張を小さくすることができる。こ
のため、セパレータ４や固体電解質９での割れやひびの
発生を防止することができる。
ば、セパレータ４に使用するランタンクロマイトのクロ
ムに対してコバルト及びアルミニウムにより０モル％を
超える５モル％以下の部分置換を行っているので、セパ
レータ４の熱膨張係数を固体電解質９の熱膨張係数に近
似させることができると共にセパレータ４の燃料ガス雰
囲気中での異常膨張を抑制することができる。すなわ
ち、図７に示すように、ランタンクロマイトの空気中で
の熱膨張係数をイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係
数（約１０．３×１０-6／℃）に近似できる。また、図
８及び図９に示すように、ランタンクロマイトの燃料ガ
ス雰囲気中での異常膨張を小さくすることができる。こ
のため、セパレータ４や固体電解質９での割れやひびの
発生を防止することができる。
【００４５】また、セパレータ４を構成するランタンク
ロマイトは、図４に示すようなペロブスカイト型構造を
有している。同図中、黒丸がＡサイトであり、８面体を
形成しているのが酸素イオンであり、８面体の中心が各
イオンの存在するＢサイトである。Ａサイトの位置にス
トロンチウムを部分置換させると共に、Ｂサイトの位置
にコバルトとアルミニウムを部分置換させている。セパ
レータ４に使用するランタンクロマイトは、コバルトの
部分置換により高い電子伝導性を維持できると共に、ア
ルミニウムの部分置換によりペロブスカイト型構造菱面
体晶系からペロブスカイト型構造斜方晶系に相変化する
ことを防止できる。したがって、ランタンクロマイトの
相変化による体積膨張でセパレータ４や固体電解質９に
割れやひびが発生することを防止できる。
ロマイトは、図４に示すようなペロブスカイト型構造を
有している。同図中、黒丸がＡサイトであり、８面体を
形成しているのが酸素イオンであり、８面体の中心が各
イオンの存在するＢサイトである。Ａサイトの位置にス
トロンチウムを部分置換させると共に、Ｂサイトの位置
にコバルトとアルミニウムを部分置換させている。セパ
レータ４に使用するランタンクロマイトは、コバルトの
部分置換により高い電子伝導性を維持できると共に、ア
ルミニウムの部分置換によりペロブスカイト型構造菱面
体晶系からペロブスカイト型構造斜方晶系に相変化する
ことを防止できる。したがって、ランタンクロマイトの
相変化による体積膨張でセパレータ４や固体電解質９に
割れやひびが発生することを防止できる。
【００４６】さらに、本実施形態のセパレータ４は（Ｌ
ａ1-x Ｓｒx ）Ｃｒ1-(y+z) ＣｏyＡｌz Ｏ3 にＭ
a （ＭはＹ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選ばれ
た元素の１つまたは２つ以上）を添加しているので、こ
のランタンクロマイトの熱膨張率をイットリア安定化ジ
ルコニアの熱膨張率に近似させながら、表１に示すよう
にＭを添加しないランタンクロマイトに比べて低温で焼
結を行うことができるようになる。このため、セパレー
タ４の製造が容易になると共に焼結炉等の簡易化を図る
ことができる。しかも、このランタンクロマイトによれ
ば、酸化クロムの蒸気圧を抑えて緻密なセパレータまた
はインターコネクタを得ることができると共に、高温の
水蒸気下でも安定した強度を維持することができる。よ
って、燃料電池の構成部材の強度を向上させて寿命を長
期化することができる。
ａ1-x Ｓｒx ）Ｃｒ1-(y+z) ＣｏyＡｌz Ｏ3 にＭ
a （ＭはＹ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選ばれ
た元素の１つまたは２つ以上）を添加しているので、こ
のランタンクロマイトの熱膨張率をイットリア安定化ジ
ルコニアの熱膨張率に近似させながら、表１に示すよう
にＭを添加しないランタンクロマイトに比べて低温で焼
結を行うことができるようになる。このため、セパレー
タ４の製造が容易になると共に焼結炉等の簡易化を図る
ことができる。しかも、このランタンクロマイトによれ
ば、酸化クロムの蒸気圧を抑えて緻密なセパレータまた
はインターコネクタを得ることができると共に、高温の
水蒸気下でも安定した強度を維持することができる。よ
って、燃料電池の構成部材の強度を向上させて寿命を長
期化することができる。
【００４７】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態では固体電解質型燃料電池を
平板型としているが、これには限られず円筒型としても
良い。すなわち、図３に示すように円筒状の多孔質基体
管１２の上に多孔性空気極１３、緻密な固体電解質１
４、多孔性燃料極１５、緻密なインターコネクタ１６の
各電池構成材料を順次積層して１本の単電池１７を構成
する。そして、この単電池１７の多孔性基体管１２の内
側に酸化剤ガスである空気を流すと同時に多孔性燃料極
１５の外側に燃料ガスを流すことにより発電を行う。
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態では固体電解質型燃料電池を
平板型としているが、これには限られず円筒型としても
良い。すなわち、図３に示すように円筒状の多孔質基体
管１２の上に多孔性空気極１３、緻密な固体電解質１
４、多孔性燃料極１５、緻密なインターコネクタ１６の
各電池構成材料を順次積層して１本の単電池１７を構成
する。そして、この単電池１７の多孔性基体管１２の内
側に酸化剤ガスである空気を流すと同時に多孔性燃料極
１５の外側に燃料ガスを流すことにより発電を行う。
【００４８】ここで、固体電解質１４、空気極１３、燃
料極１５としては、上述した平板型の固体電解質９，空
気極１０，燃料極１１とそれぞれ同等の材料を使用して
いる。インターコネクタ１６としては上述した実施形態
のセパレータ４と同等のストロンチウムドープランタン
クロマイトの焼結体を使用している。
料極１５としては、上述した平板型の固体電解質９，空
気極１０，燃料極１１とそれぞれ同等の材料を使用して
いる。インターコネクタ１６としては上述した実施形態
のセパレータ４と同等のストロンチウムドープランタン
クロマイトの焼結体を使用している。
【００４９】したがって、この円筒型の固体電解質型燃
料電池によればインターコネクタ１６の熱膨張係数を固
体電解質１４の熱膨張係数に近似させることができると
共にインターコネクタ１６の燃料ガス雰囲気中での異常
膨張を抑制することができるので、インターコネクタ１
６と固体電解質１４との熱膨張係数の相違による割れや
ひびの発生を防止することができる。また、ランタンク
ロマイトの相変化による体積膨張を防止できるので、こ
の体積膨張によりインターコネクタ１６と固体電解質１
４に割れやひびが生ずることを防止できる。さらに、イ
ンターコネクタ１６はＭa を添加しているので、空気中
で例えば１６００℃程度の比較的低温の条件下で緻密な
焼結を行うことができるようになって、セパレータ４の
製造が容易になると共に強度を向上させることができ
る。
料電池によればインターコネクタ１６の熱膨張係数を固
体電解質１４の熱膨張係数に近似させることができると
共にインターコネクタ１６の燃料ガス雰囲気中での異常
膨張を抑制することができるので、インターコネクタ１
６と固体電解質１４との熱膨張係数の相違による割れや
ひびの発生を防止することができる。また、ランタンク
ロマイトの相変化による体積膨張を防止できるので、こ
の体積膨張によりインターコネクタ１６と固体電解質１
４に割れやひびが生ずることを防止できる。さらに、イ
ンターコネクタ１６はＭa を添加しているので、空気中
で例えば１６００℃程度の比較的低温の条件下で緻密な
焼結を行うことができるようになって、セパレータ４の
製造が容易になると共に強度を向上させることができ
る。
【００５０】上述した各実施形態ではセパレータ４また
はインターコネクタ１６の材料として（Ｌａ1-x Ｓ
ｒx ）Ｍa Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体を使用し
ているが、これには限られずＭを含まない（Ｌａ1-x Ｓ
ｒx ）Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy ＡｌzＯ3 粉体を用いても良
い。この場合も、セパレータ４またはインターコネクタ
１６の熱膨張係数を固体電解質９，１４の熱膨張係数に
近似させることができると共に燃料ガス雰囲気中での異
常膨張を抑制することができるので、セパレータ４また
はインターコネクタ１６と固体電解質９，１４の割れや
ひびの発生を防止することができる。また、ランタンク
ロマイトの相変化による体積膨張でセパレータ４または
インターコネクタ１６と固体電解質９，１４とに割れや
ひびを生ずることを防止できる。
はインターコネクタ１６の材料として（Ｌａ1-x Ｓ
ｒx ）Ｍa Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体を使用し
ているが、これには限られずＭを含まない（Ｌａ1-x Ｓ
ｒx ）Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy ＡｌzＯ3 粉体を用いても良
い。この場合も、セパレータ４またはインターコネクタ
１６の熱膨張係数を固体電解質９，１４の熱膨張係数に
近似させることができると共に燃料ガス雰囲気中での異
常膨張を抑制することができるので、セパレータ４また
はインターコネクタ１６と固体電解質９，１４の割れや
ひびの発生を防止することができる。また、ランタンク
ロマイトの相変化による体積膨張でセパレータ４または
インターコネクタ１６と固体電解質９，１４とに割れや
ひびを生ずることを防止できる。
【００５１】
【実施例】ランタンクロマイトを粉末固相反応法により
製造した。その手順を図５に基づいて以下に説明する。
製造した。その手順を図５に基づいて以下に説明する。
【００５２】まず、高純度の酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）
を１５００℃、１時間で乾燥させた。そして、この酸化
ランタンと炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3 ）と酸化ク
ロム（Ｃｒ2Ｏ3）と酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）と酸化ア
ルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）とＹ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄのいず
れかの酸化物とをそれぞれ所定のモル比と成るよう秤量
しながら酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の乳鉢で均一に
混合した。
を１５００℃、１時間で乾燥させた。そして、この酸化
ランタンと炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3 ）と酸化ク
ロム（Ｃｒ2Ｏ3）と酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）と酸化ア
ルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）とＹ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄのいず
れかの酸化物とをそれぞれ所定のモル比と成るよう秤量
しながら酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の乳鉢で均一に
混合した。
【００５３】この混合粉体を空気中、１２００℃、１０
時間で焼成した。そして、部分安定化ジルコニア製遊星
型ボールミルを用いてエタノール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ）中で湿
式混合を１５分間行った。エタノールを揮発させて乾燥
させた。乾燥後、もう一度１２００℃、１０時間で焼成
し、遊星型ボールミルを用いてエタノール中で１５分間
湿式混合した。これにより、本発明のランタンクロマイ
ト粉末を得た。
時間で焼成した。そして、部分安定化ジルコニア製遊星
型ボールミルを用いてエタノール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ）中で湿
式混合を１５分間行った。エタノールを揮発させて乾燥
させた。乾燥後、もう一度１２００℃、１０時間で焼成
し、遊星型ボールミルを用いてエタノール中で１５分間
湿式混合した。これにより、本発明のランタンクロマイ
ト粉末を得た。
【００５４】さらに、このランタンクロマイト粉末に１
重量％程度のポリビニルブチラールと０．０２ｍｌ／ｇ
のフタル酸ジ−ｎ−ブチルを加えて４０ＭＰａで加圧成
形して直径４０ｍｍのペレット状にした。これを空気
中、１６００℃、２０時間で焼成して本発明のランタン
クロマイト焼結体の試料を得た。
重量％程度のポリビニルブチラールと０．０２ｍｌ／ｇ
のフタル酸ジ−ｎ−ブチルを加えて４０ＭＰａで加圧成
形して直径４０ｍｍのペレット状にした。これを空気
中、１６００℃、２０時間で焼成して本発明のランタン
クロマイト焼結体の試料を得た。
【００５５】（従来のランタンクロマイトの熱膨張係
数）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化クロムを
Ｌａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ3 の組成と成るよう秤量しながら
混合し、上述した粉末固相反応法によりランタンクロマ
イト粉末を得た。以下に組成と秤量結果を示す。 （比較例１）Ｌａ0.94Ｓｒ0.06ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３２．０７０８ｇ、炭酸ストロンチウム１．８５４９
ｇ、酸化クロム１６．０７４６ｇ （比較例２）Ｌａ0.92Ｓｒ0.08ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３１．５０４５ｇ、炭酸ストロンチウム２．４８２６
ｇ、酸化クロム１６．０１２８ｇ （比較例３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３０．９３５１ｇ、炭酸ストロンチウム３．１１５０
ｇ、酸化クロム１５．９４８８ｇ （比較例４）Ｌａ0.88Ｓｒ0.12ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３０．１３７８ｇ、炭酸ストロンチウム３．７２４４
ｇ、酸化クロム１６．１３７８ｇ （比較例５）Ｌａ0.86Ｓｒ0.14ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
２９．４９０４ｇ、炭酸ストロンチウム４．３５０９
ｇ、酸化クロム１６．１５９２ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
数）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化クロムを
Ｌａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ3 の組成と成るよう秤量しながら
混合し、上述した粉末固相反応法によりランタンクロマ
イト粉末を得た。以下に組成と秤量結果を示す。 （比較例１）Ｌａ0.94Ｓｒ0.06ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３２．０７０８ｇ、炭酸ストロンチウム１．８５４９
ｇ、酸化クロム１６．０７４６ｇ （比較例２）Ｌａ0.92Ｓｒ0.08ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３１．５０４５ｇ、炭酸ストロンチウム２．４８２６
ｇ、酸化クロム１６．０１２８ｇ （比較例３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３０．９３５１ｇ、炭酸ストロンチウム３．１１５０
ｇ、酸化クロム１５．９４８８ｇ （比較例４）Ｌａ0.88Ｓｒ0.12ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３０．１３７８ｇ、炭酸ストロンチウム３．７２４４
ｇ、酸化クロム１６．１３７８ｇ （比較例５）Ｌａ0.86Ｓｒ0.14ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
２９．４９０４ｇ、炭酸ストロンチウム４．３５０９
ｇ、酸化クロム１６．１５９２ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００５６】これらの試料について、示差式膨張計を用
いて空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨
張係数を測定した。その結果を図１３に示す。同図から
明らかなように、ストロンチウムの部分置換量が増加す
ると熱膨張係数が増加することが分かった。
いて空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨
張係数を測定した。その結果を図１３に示す。同図から
明らかなように、ストロンチウムの部分置換量が増加す
ると熱膨張係数が増加することが分かった。
【００５７】また、ストロンチウムの置換量が１２モル
％未満であるときは、空気中において６８℃付近でラン
タンクロマイトが斜方晶系から菱面体晶系に相変化する
特異点を観察した。このため、このランタンクロマイト
は固体電解質型燃料電池のセパレータまたはインターコ
ネクタとして不適切であると判断した。また、この特異
点を解消するためにアルミニウムの置換を行う必要があ
ると判断した。
％未満であるときは、空気中において６８℃付近でラン
タンクロマイトが斜方晶系から菱面体晶系に相変化する
特異点を観察した。このため、このランタンクロマイト
は固体電解質型燃料電池のセパレータまたはインターコ
ネクタとして不適切であると判断した。また、この特異
点を解消するためにアルミニウムの置換を行う必要があ
ると判断した。
【００５８】さらに、ストロンチウムの置換量を約１２
モル％以上とすることにより、上述の相変化を生じなか
った。しかし、ストロンチウムの置換量を約１２モル％
以上にすると、水素中におけるランタンクロマイトの異
常膨張を促進した（即ち、図１３中○と●の差が特に大
きくなる）。この異常膨張はアルミニウムによっては抑
えることができない。このため、このランタンクロマイ
トは固体電解質型燃料電池のセパレータまたはインター
コネクタとして不適切であると判断した。
モル％以上とすることにより、上述の相変化を生じなか
った。しかし、ストロンチウムの置換量を約１２モル％
以上にすると、水素中におけるランタンクロマイトの異
常膨張を促進した（即ち、図１３中○と●の差が特に大
きくなる）。この異常膨張はアルミニウムによっては抑
えることができない。このため、このランタンクロマイ
トは固体電解質型燃料電池のセパレータまたはインター
コネクタとして不適切であると判断した。
【００５９】したがって、ストロンチウムの添加量は１
２モル％未満の範囲とすると共に、このとき発生する相
変化をクロムの部分置換により抑制するようにする。
２モル％未満の範囲とすると共に、このとき発生する相
変化をクロムの部分置換により抑制するようにする。
【００６０】（Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 の熱膨張挙
動）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化クロムを
Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3の組成と成るよう秤量しなが
ら混合し、上述した粉末固相反応法によりランタンクロ
マイト粉末を得た。以下に組成と秤量結果を示す。 （比較例６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３０．８８２７ｇ、炭酸ストロンチウム３．１０９７
ｇ、酸化クロム１６．００７６ｇ このランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法により
焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
動）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化クロムを
Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3の組成と成るよう秤量しなが
ら混合し、上述した粉末固相反応法によりランタンクロ
マイト粉末を得た。以下に組成と秤量結果を示す。 （比較例６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 ：酸化ランタン
３０．８８２７ｇ、炭酸ストロンチウム３．１０９７
ｇ、酸化クロム１６．００７６ｇ このランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法により
焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００６１】この試料について、示差式膨張計を用いて
空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨張率
を測定した。その結果を図１４に示す。同図に電解質で
ある８モル％イットリア安定化ジルコニア（８ＹＳＺ）
の熱膨張率も示した。
空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨張率
を測定した。その結果を図１４に示す。同図に電解質で
ある８モル％イットリア安定化ジルコニア（８ＹＳＺ）
の熱膨張率も示した。
【００６２】同図から明らかなように、空気中において
６８℃付近でランタンクロマイトが斜方晶系から菱面体
晶系に相変化する特異点を観察した。また、このランタ
ンクロマイトの空気中の熱膨張係数は約９．６×１０-6
／℃であった。このため、このランタンクロマイトの熱
膨張係数はイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数
（約１０．３×１０-6／℃）よりも小さくなった。一
方、水素中では５５℃付近でランタンクロマイトが斜方
晶系から菱面体晶系に相変化する特異点を観察した。ま
た、このランタンクロマイトの水素中の熱膨張係数は約
１０．３×１０-6／℃であった。さらに水素中では、こ
のランタンクロマイトに異常膨張が観察された。
６８℃付近でランタンクロマイトが斜方晶系から菱面体
晶系に相変化する特異点を観察した。また、このランタ
ンクロマイトの空気中の熱膨張係数は約９．６×１０-6
／℃であった。このため、このランタンクロマイトの熱
膨張係数はイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数
（約１０．３×１０-6／℃）よりも小さくなった。一
方、水素中では５５℃付近でランタンクロマイトが斜方
晶系から菱面体晶系に相変化する特異点を観察した。ま
た、このランタンクロマイトの水素中の熱膨張係数は約
１０．３×１０-6／℃であった。さらに水素中では、こ
のランタンクロマイトに異常膨張が観察された。
【００６３】したがって、このランタンクロマイトは固
体電解質型燃料電池のセパレータまたはインターコネク
タとして不適切であると判断した。
体電解質型燃料電池のセパレータまたはインターコネク
タとして不適切であると判断した。
【００６４】（クロムを他の金属元素で部分置換したラ
ンタンクロマイトの熱膨張係数）酸化ランタン、炭酸ス
トロンチウム、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3 ）、
酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化ニ
ッケル（ＮｉＯ）、酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）をＬａ
0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｍ0.1 Ｏ3 （但し、ＭはＡｌ，Ｍ
ｇ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏのいずれか）の組成
と成るよう秤量しながら混合し、上述した粉末固相反応
法によりランタンクロマイト粉末を得た。以下に組成と
秤量結果を示す。 （比較例７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ａｌ0.1 Ｏ3 ：
酸化ランタン３０．９９７７ｇ、炭酸ストロンチウム
３．１２２０ｇ、酸化クロム１４．７８９０ｇ、酸化ア
ルミニウム１．０９１３ｇ （比較例８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｍｇ0.1 Ｏ3 ：
酸化ランタン３１．３５４２ｇ、炭酸ストロンチウム
３．１５７２ｇ、酸化クロム１４．６２７３ｇ、酸化マ
グネシウム０．８６１９ｇ （比較例９）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｍｎ0.1 Ｏ3 ：
酸化ランタン３０．１３８６ｇ、炭酸ストロンチウム
３．０３４５ｇ、酸化クロム１４．２０１５ｇ、炭酸マ
ンガン２．６２５４ｇ （比較例１０）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｔｉ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７４５９ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９６３ｇ、酸化クロム１４．４８２３
ｇ、酸化チタン１．６７５７ｇ （比較例１１）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｆｅ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７４２１ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９５９ｇ、酸化クロム１４．４８７３
ｇ、酸化鉄１．６７４７ｇ （比較例１２）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｎｉ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８９９６ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１２０ｇ、酸化クロム１４．４１５６
ｇ、酸化ニッケル１．５７４１ｇ （比較例１３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｃｏ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７３５２ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９５４ｇ、酸化クロム１４．４８７３
ｇ、酸化コバルト１．６８３２ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
ンタンクロマイトの熱膨張係数）酸化ランタン、炭酸ス
トロンチウム、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マンガン（ＭｎＣＯ3 ）、
酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化ニ
ッケル（ＮｉＯ）、酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）をＬａ
0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｍ0.1 Ｏ3 （但し、ＭはＡｌ，Ｍ
ｇ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏのいずれか）の組成
と成るよう秤量しながら混合し、上述した粉末固相反応
法によりランタンクロマイト粉末を得た。以下に組成と
秤量結果を示す。 （比較例７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ａｌ0.1 Ｏ3 ：
酸化ランタン３０．９９７７ｇ、炭酸ストロンチウム
３．１２２０ｇ、酸化クロム１４．７８９０ｇ、酸化ア
ルミニウム１．０９１３ｇ （比較例８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｍｇ0.1 Ｏ3 ：
酸化ランタン３１．３５４２ｇ、炭酸ストロンチウム
３．１５７２ｇ、酸化クロム１４．６２７３ｇ、酸化マ
グネシウム０．８６１９ｇ （比較例９）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｍｎ0.1 Ｏ3 ：
酸化ランタン３０．１３８６ｇ、炭酸ストロンチウム
３．０３４５ｇ、酸化クロム１４．２０１５ｇ、炭酸マ
ンガン２．６２５４ｇ （比較例１０）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｔｉ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７４５９ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９６３ｇ、酸化クロム１４．４８２３
ｇ、酸化チタン１．６７５７ｇ （比較例１１）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｆｅ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７４２１ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９５９ｇ、酸化クロム１４．４８７３
ｇ、酸化鉄１．６７４７ｇ （比較例１２）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｎｉ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８９９６ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１２０ｇ、酸化クロム１４．４１５６
ｇ、酸化ニッケル１．５７４１ｇ （比較例１３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｃｏ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７３５２ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９５４ｇ、酸化クロム１４．４８７３
ｇ、酸化コバルト１．６８３２ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００６５】これらの試料について、示差式膨張計を用
いて空気中における５０〜１０００℃の熱膨張係数を測
定した。その結果を図１５に示す。同図では、横軸に部
分置換した金属元素のイオン半径を示し、縦軸にＬａ
0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 の熱膨張係数（破線で示す）との
差を示した。
いて空気中における５０〜１０００℃の熱膨張係数を測
定した。その結果を図１５に示す。同図では、横軸に部
分置換した金属元素のイオン半径を示し、縦軸にＬａ
0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 の熱膨張係数（破線で示す）との
差を示した。
【００６６】同図から明らかなように、この組成領域で
はコバルトの部分置換が熱膨張係数を特に大きくするこ
とが分かった。また、チタンの部分置換は熱膨張係数を
特に小さくすることが分かった。さらに、その他の金属
の部分置換は熱膨張係数に対して顕著に変化を与えるも
のでないことが分かった。したがって、熱膨張係数は置
換元素のイオン半径に依存せず、コバルトのみがＬａ
0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 の熱膨張係数を特に大きくできる
ことが判明した。
はコバルトの部分置換が熱膨張係数を特に大きくするこ
とが分かった。また、チタンの部分置換は熱膨張係数を
特に小さくすることが分かった。さらに、その他の金属
の部分置換は熱膨張係数に対して顕著に変化を与えるも
のでないことが分かった。したがって、熱膨張係数は置
換元素のイオン半径に依存せず、コバルトのみがＬａ
0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 の熱膨張係数を特に大きくできる
ことが判明した。
【００６７】一方、上述した各試料について、示差式膨
張計を用いて水素中における５０〜１０００℃の熱膨張
係数を測定した。その結果を図１６に示す。同図では、
横軸に部分置換した金属元素のイオン半径を示し、縦軸
に基準となるＬａ0.9 Ｓｒ0. 1 ＣｒＯ3 の熱膨張係数
（破線で示す）との差を示した。
張計を用いて水素中における５０〜１０００℃の熱膨張
係数を測定した。その結果を図１６に示す。同図では、
横軸に部分置換した金属元素のイオン半径を示し、縦軸
に基準となるＬａ0.9 Ｓｒ0. 1 ＣｒＯ3 の熱膨張係数
（破線で示す）との差を示した。
【００６８】同図から明らかなように、この組成領域で
はコバルトの部分置換が熱膨張係数を特に大きくするこ
とが分かった。チタンを部分置換したランタンクロマイ
トは異常膨張を抑制できるものの熱膨張係数が小さくな
り、イットリア安定化ジルコニア製の電解質の熱膨張係
数と大きく離れることが分かった。さらに、水素中で
は、部分置換したほとんどの金属元素に関して熱膨張係
数を若干増加させる傾向があることが分かった。したが
って、熱膨張係数は置換元素のイオン半径に依存せず、
コバルトのみがＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 の熱膨張係数
を特に大きくできることが判明した。
はコバルトの部分置換が熱膨張係数を特に大きくするこ
とが分かった。チタンを部分置換したランタンクロマイ
トは異常膨張を抑制できるものの熱膨張係数が小さくな
り、イットリア安定化ジルコニア製の電解質の熱膨張係
数と大きく離れることが分かった。さらに、水素中で
は、部分置換したほとんどの金属元素に関して熱膨張係
数を若干増加させる傾向があることが分かった。したが
って、熱膨張係数は置換元素のイオン半径に依存せず、
コバルトのみがＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 の熱膨張係数
を特に大きくできることが判明した。
【００６９】次に上述したランタンクロマイトのクロム
の部分置換量を変更して同様の実験を行った。以下に組
成と秤量結果を示す。 （比較例１４）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1Ｃｒ0.95Ａｌ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８２９５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０４７ｇ、酸化クロム１５．５２３４
ｇ、酸化アルミニウム０．５４２５ｇ （比較例１５）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｍｇ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３１．１１７０ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１３３３ｇ、酸化クロム１５．３２１８
ｇ、酸化マグネシウム０．４２７７ｇ （比較例１６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｍｎ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．４５６５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０６６５ｇ、酸化クロム１５．１４８５
ｇ、炭酸マンガン１．３２６６ｇ （比較例１７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.95Ｃｒ0.95Ｔｉ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７６０４ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９７５ｇ、酸化クロム１５．３０３７
ｇ、酸化チタン０．８３８３ｇ （比較例１８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｆｅ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７６１０ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９７５ｇ、酸化クロム１５．３０４０
ｇ、酸化鉄０．８３７６ｇ （比較例１９）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｎｉ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８９２５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１０６ｇ、酸化クロム１５．２１０８
ｇ、酸化ニッケル０．７８６９ｇ （比較例２０）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｃｏ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７５３５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９７２ｇ、酸化クロム１５．３０９４
ｇ、酸化コバルト０．８４２１ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
の部分置換量を変更して同様の実験を行った。以下に組
成と秤量結果を示す。 （比較例１４）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1Ｃｒ0.95Ａｌ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８２９５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０４７ｇ、酸化クロム１５．５２３４
ｇ、酸化アルミニウム０．５４２５ｇ （比較例１５）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｍｇ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３１．１１７０ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１３３３ｇ、酸化クロム１５．３２１８
ｇ、酸化マグネシウム０．４２７７ｇ （比較例１６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｍｎ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．４５６５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０６６５ｇ、酸化クロム１５．１４８５
ｇ、炭酸マンガン１．３２６６ｇ （比較例１７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.95Ｃｒ0.95Ｔｉ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７６０４ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９７５ｇ、酸化クロム１５．３０３７
ｇ、酸化チタン０．８３８３ｇ （比較例１８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｆｅ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７６１０ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９７５ｇ、酸化クロム１５．３０４０
ｇ、酸化鉄０．８３７６ｇ （比較例１９）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｎｉ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８９２５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１０６ｇ、酸化クロム１５．２１０８
ｇ、酸化ニッケル０．７８６９ｇ （比較例２０）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｃｏ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７５３５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９７２ｇ、酸化クロム１５．３０９４
ｇ、酸化コバルト０．８４２１ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００７０】これらの試料について上述と同様の試験を
行った。その結果を図１７及び図１８に示す。これらの
図から明らかなように、この組成領域ではコバルトの部
分置換が熱膨張係数を特に大きくすることが分かった。
また、チタンの部分置換は熱膨張係数を特に小さくする
ことが分かった。さらに、その他の金属の部分置換は熱
膨張係数に対して顕著に変化を与えるものでないことが
分かった。
行った。その結果を図１７及び図１８に示す。これらの
図から明らかなように、この組成領域ではコバルトの部
分置換が熱膨張係数を特に大きくすることが分かった。
また、チタンの部分置換は熱膨張係数を特に小さくする
ことが分かった。さらに、その他の金属の部分置換は熱
膨張係数に対して顕著に変化を与えるものでないことが
分かった。
【００７１】したがって、熱膨張係数は置換元素のイオ
ン半径に依存せず、酸化雰囲気及び還元雰囲気の両雰囲
気中でコバルトのみがＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 の熱膨
張係数を特に大きくできることが判明した。よって、ラ
ンタンクロマイトにコバルトの部分置換を行って熱膨張
係数を増大させることによりイットリア安定化ジルコニ
アの熱膨張係数に近似させることができることが判明し
た。このため、熱膨張係数の観点からは、このランタン
クロマイトは固体電解質型燃料電池のセパレータまたは
インターコネクタとして適切であると判断できた。
ン半径に依存せず、酸化雰囲気及び還元雰囲気の両雰囲
気中でコバルトのみがＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 の熱膨
張係数を特に大きくできることが判明した。よって、ラ
ンタンクロマイトにコバルトの部分置換を行って熱膨張
係数を増大させることによりイットリア安定化ジルコニ
アの熱膨張係数に近似させることができることが判明し
た。このため、熱膨張係数の観点からは、このランタン
クロマイトは固体電解質型燃料電池のセパレータまたは
インターコネクタとして適切であると判断できた。
【００７２】ここで、アルミニウムの部分置換は熱膨張
係数に対して顕著に変化を与えるものではないので、コ
バルト及びアルミニウムを同時に部分置換した場合には
コバルトの部分置換による影響により熱膨張係数を特に
大きくできる。また、このランタンクロマイトにＭ（Ｍ
はＹ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選ばれた元素
の１つまたは２つ以上）を添加した場合でも熱膨張係数
に対して変化を与えることは無いので、コバルトの部分
置換による影響により熱膨張係数を特に大きくできる。
係数に対して顕著に変化を与えるものではないので、コ
バルト及びアルミニウムを同時に部分置換した場合には
コバルトの部分置換による影響により熱膨張係数を特に
大きくできる。また、このランタンクロマイトにＭ（Ｍ
はＹ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選ばれた元素
の１つまたは２つ以上）を添加した場合でも熱膨張係数
に対して変化を与えることは無いので、コバルトの部分
置換による影響により熱膨張係数を特に大きくできる。
【００７３】（結晶系変化による特異膨張の抑制）酸化
ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化クロム、酸化アル
ミニウムをＬａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ1-x Ａｌx Ｏ3 の組成
と成るよう秤量しながら混合し、上述した粉末固相反応
法によりランタンクロマイト粉末を得た。以下に組成と
秤量結果を示す。 （比較例２１）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ａｌ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８２９５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０４７ｇ、酸化クロム１５．５２３４
ｇ、酸化アルミニウム０．５４２５ｇ （比較例２２）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ａｌ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．９９７７ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１２２０ｇ、酸化クロム１４．７８９０
ｇ、アルミニウム１．０９１３ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化クロム、酸化アル
ミニウムをＬａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ1-x Ａｌx Ｏ3 の組成
と成るよう秤量しながら混合し、上述した粉末固相反応
法によりランタンクロマイト粉末を得た。以下に組成と
秤量結果を示す。 （比較例２１）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ａｌ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８２９５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０４７ｇ、酸化クロム１５．５２３４
ｇ、酸化アルミニウム０．５４２５ｇ （比較例２２）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ａｌ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．９９７７ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１２２０ｇ、酸化クロム１４．７８９０
ｇ、アルミニウム１．０９１３ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００７４】これらの試料について、示差式膨張計を用
いて空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨
張率を測定した。その結果を図１９〜図２１に示す。図
１９及び図２０から明らかなように、アルミニウムによ
り部分置換した場合は図１４に示す６８℃付近に存在し
た斜方晶系から菱面体晶系に相変化する特異点が消失す
ることが分かった。したがって、アルミニウムの置換に
よりランタンクロマイトの原子配列の変化による熱膨張
挙動変化を抑えることができる。
いて空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨
張率を測定した。その結果を図１９〜図２１に示す。図
１９及び図２０から明らかなように、アルミニウムによ
り部分置換した場合は図１４に示す６８℃付近に存在し
た斜方晶系から菱面体晶系に相変化する特異点が消失す
ることが分かった。したがって、アルミニウムの置換に
よりランタンクロマイトの原子配列の変化による熱膨張
挙動変化を抑えることができる。
【００７５】また、図２１から明らかなように、この組
成領域のクロムをアルミニウムにより部分置換した場
合、空気中では熱膨張係数の変化がほとんど無いことが
判明した。これに対し、水素雰囲気中では置換量ｘの増
加に伴い熱膨張係数が増大してしまい、特に置換量が５
モル％以上であるとイットリア安定化ジルコニアの熱膨
張係数（約１０．３×１０-6／℃であり図中破線で示
す）から大きく離れてしまうことが判明した。
成領域のクロムをアルミニウムにより部分置換した場
合、空気中では熱膨張係数の変化がほとんど無いことが
判明した。これに対し、水素雰囲気中では置換量ｘの増
加に伴い熱膨張係数が増大してしまい、特に置換量が５
モル％以上であるとイットリア安定化ジルコニアの熱膨
張係数（約１０．３×１０-6／℃であり図中破線で示
す）から大きく離れてしまうことが判明した。
【００７６】したがって、アルミニウムの置換量は０モ
ル％を超えて５モル％未満であることが好ましい。これ
により、ランタンクロマイトの熱膨張挙動の変化を抑え
てイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数と近似させ
て固体電解質型燃料電池の温度の上げ下げの繰り返しに
よる破壊を防止できると共に、ランタンクロマイトの電
気抵抗の増大を抑えることができる。このため、異常膨
張の抑制の観点からは、このランタンクロマイトは固体
電解質型燃料電池のセパレータまたはインターコネクタ
として適切であると判断できた。
ル％を超えて５モル％未満であることが好ましい。これ
により、ランタンクロマイトの熱膨張挙動の変化を抑え
てイットリア安定化ジルコニアの熱膨張係数と近似させ
て固体電解質型燃料電池の温度の上げ下げの繰り返しに
よる破壊を防止できると共に、ランタンクロマイトの電
気抵抗の増大を抑えることができる。このため、異常膨
張の抑制の観点からは、このランタンクロマイトは固体
電解質型燃料電池のセパレータまたはインターコネクタ
として適切であると判断できた。
【００７７】（アルミナ置換による特異膨張抑制の最少
置換量の決定）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸
化クロム、酸化アルミニウムをＬａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ
1-x Ａｌx Ｏ3 の組成と成るよう秤量しながら混合し、
上述した粉末固相反応法によりランタンクロマイト粉末
を得た。以下に組成と秤量結果を示す。 （比較例２３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 ：酸化ランタ
ン３０．８８２７ｇ、炭酸ストロンチウム３．１０９７
ｇ、酸化クロム１６．００７６ｇ （比較例２４）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.99Ａｌ
0.01Ｏ3 ：酸化ランタン３０．９１５３ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１３０ｇ、酸化クロム１５．８６４２
ｇ、酸化アルミニウム０．１０７５ｇ （比較例２５）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.98Ａｌ
0.02Ｏ3 ：酸化ランタン３０．９４８０ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１６２ｇ、酸化クロム１５．７２０５
ｇ、酸化アルミニウム０．２１５２ｇ （比較例２６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.97Ａｌ
0.03Ｏ3 ：酸化ランタン３０．９８０８ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１９５ｇ、酸化クロム１５．５７６５
ｇ、酸化アルミニウム０．３２３２ｇ （比較例２７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ａｌ
0.04Ｏ3 ：酸化ランタン３１．０１３４ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１２２８ｇ、酸化クロム１５．４３２４
ｇ、酸化アルミニウム０．４３１４ｇ （比較例２８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ａｌ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３１．０４６３ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１２６１ｇ、酸化クロム１５．２８７８
ｇ、酸化アルミニウム０．５３９８ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
置換量の決定）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸
化クロム、酸化アルミニウムをＬａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ
1-x Ａｌx Ｏ3 の組成と成るよう秤量しながら混合し、
上述した粉末固相反応法によりランタンクロマイト粉末
を得た。以下に組成と秤量結果を示す。 （比較例２３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 ：酸化ランタ
ン３０．８８２７ｇ、炭酸ストロンチウム３．１０９７
ｇ、酸化クロム１６．００７６ｇ （比較例２４）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.99Ａｌ
0.01Ｏ3 ：酸化ランタン３０．９１５３ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１３０ｇ、酸化クロム１５．８６４２
ｇ、酸化アルミニウム０．１０７５ｇ （比較例２５）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.98Ａｌ
0.02Ｏ3 ：酸化ランタン３０．９４８０ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１６２ｇ、酸化クロム１５．７２０５
ｇ、酸化アルミニウム０．２１５２ｇ （比較例２６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.97Ａｌ
0.03Ｏ3 ：酸化ランタン３０．９８０８ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１９５ｇ、酸化クロム１５．５７６５
ｇ、酸化アルミニウム０．３２３２ｇ （比較例２７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ａｌ
0.04Ｏ3 ：酸化ランタン３１．０１３４ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１２２８ｇ、酸化クロム１５．４３２４
ｇ、酸化アルミニウム０．４３１４ｇ （比較例２８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ａｌ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３１．０４６３ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１２６１ｇ、酸化クロム１５．２８７８
ｇ、酸化アルミニウム０．５３９８ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００７８】これらの試料について、示差式膨張計を用
いて空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨
張率を測定した。その結果を図２２及び図２３に示す。
これらの図では、膨張率温度依存性を１５０℃まで示
し、特異膨張挙動を見易くしている。これらの図から明
らかなように、ランタンクロマイトに対して０モル％を
超えて５モル％未満の範囲のＡｌ置換を行うときは、い
ずれも空気中及び水素中での熱膨張挙動の変動、即ち異
常膨張を抑えることができた。このため、異常膨張の抑
制の観点からは、このランタンクロマイトは固体電解質
型燃料電池のセパレータまたはインターコネクタとして
適切であると判断できた。
いて空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨
張率を測定した。その結果を図２２及び図２３に示す。
これらの図では、膨張率温度依存性を１５０℃まで示
し、特異膨張挙動を見易くしている。これらの図から明
らかなように、ランタンクロマイトに対して０モル％を
超えて５モル％未満の範囲のＡｌ置換を行うときは、い
ずれも空気中及び水素中での熱膨張挙動の変動、即ち異
常膨張を抑えることができた。このため、異常膨張の抑
制の観点からは、このランタンクロマイトは固体電解質
型燃料電池のセパレータまたはインターコネクタとして
適切であると判断できた。
【００７９】（空気中におけるランタンクロマイトの熱
膨張係数増大）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸
化クロム、酸化コバルトをＬａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ1-x Ａ
ｌx Ｏ3 の組成と成るよう秤量しながら混合し、上述し
た粉末固相反応法によりランタンクロマイト粉末を得
た。以下に組成と秤量結果を示す。 （比較例２９）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 ：酸化ランタ
ン３０．８８２７ｇ、炭酸ストロンチウム３．１０９７
ｇ、酸化クロム１６．００７６ｇ （比較例３０）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｃｏ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７５３５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１３０ｇ、酸化クロム１５．３０９４
ｇ、酸化コバルト０．８４２１ｇ （比較例３１）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｃｏ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７３５２ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９５４ｇ、酸化クロム１４．４８７３
ｇ、酸化コバルト１．６８３２ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
膨張係数増大）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸
化クロム、酸化コバルトをＬａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ1-x Ａ
ｌx Ｏ3 の組成と成るよう秤量しながら混合し、上述し
た粉末固相反応法によりランタンクロマイト粉末を得
た。以下に組成と秤量結果を示す。 （比較例２９）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｒＯ3 ：酸化ランタ
ン３０．８８２７ｇ、炭酸ストロンチウム３．１０９７
ｇ、酸化クロム１６．００７６ｇ （比較例３０）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.95Ｃｏ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７５３５ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１１３０ｇ、酸化クロム１５．３０９４
ｇ、酸化コバルト０．８４２１ｇ （比較例３１）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｃｏ
0.1 Ｏ3 ：酸化ランタン３０．７３５２ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．０９５４ｇ、酸化クロム１４．４８７３
ｇ、酸化コバルト１．６８３２ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００８０】これらの試料について、示差式膨張計を用
いて空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨
張率を測定した。その結果を図２４及び図２５に示す。
これらの図から明らかなように、クロムの１０モル％を
コバルトに部分置換することにより、ペロブスカイト型
構造斜方晶系からペロブスカイト型構造菱面体晶系に相
変化する熱膨張の特異性が無くなることが分かった。す
なわち、コバルトのみを５モル％置換しても熱膨張の特
異性を抑制できないことが分かった。これに対し、図６
及び図７に示すようにコバルト及びアルミニウムを置換
することによりコバルトの置換量を５モル％未満として
も熱膨張の特異性を抑制できることが判明した。
いて空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨
張率を測定した。その結果を図２４及び図２５に示す。
これらの図から明らかなように、クロムの１０モル％を
コバルトに部分置換することにより、ペロブスカイト型
構造斜方晶系からペロブスカイト型構造菱面体晶系に相
変化する熱膨張の特異性が無くなることが分かった。す
なわち、コバルトのみを５モル％置換しても熱膨張の特
異性を抑制できないことが分かった。これに対し、図６
及び図７に示すようにコバルト及びアルミニウムを置換
することによりコバルトの置換量を５モル％未満として
も熱膨張の特異性を抑制できることが判明した。
【００８１】また、図２６に空気中と水素中におけるコ
バルト部分置換量と熱膨張係数との関係を示す。同図か
ら明らかなように、コバルトの部分置換量ｘが大きい
程、ランタンクロマイトの熱膨張係数が大きくなること
が分かった。さらに、コバルトへの部分置換を７モル％
程度までとした領域において、ランタンクロマイトの熱
膨張係数はイットリア安定化ジルコニア製の電解質の熱
膨張係数（図中破線で示す）に近似することが分かっ
た。しかしながら、水素中での異常膨張の度合いは、コ
バルトへの置換量が多い程、大きくなる。これは、＋３
価のコバルトが＋２価のコバルトに変化することにより
酸素欠損量が増大するためと考えられる。したがって、
コバルト置換量による異常膨張の増加を考慮して、コバ
ルトへの置換量は５モル％未満とすることが好ましい。
バルト部分置換量と熱膨張係数との関係を示す。同図か
ら明らかなように、コバルトの部分置換量ｘが大きい
程、ランタンクロマイトの熱膨張係数が大きくなること
が分かった。さらに、コバルトへの部分置換を７モル％
程度までとした領域において、ランタンクロマイトの熱
膨張係数はイットリア安定化ジルコニア製の電解質の熱
膨張係数（図中破線で示す）に近似することが分かっ
た。しかしながら、水素中での異常膨張の度合いは、コ
バルトへの置換量が多い程、大きくなる。これは、＋３
価のコバルトが＋２価のコバルトに変化することにより
酸素欠損量が増大するためと考えられる。したがって、
コバルト置換量による異常膨張の増加を考慮して、コバ
ルトへの置換量は５モル％未満とすることが好ましい。
【００８２】（Ｃｏ及びＡｌを同時に置換したランタン
クロマイトの熱膨張挙動）酸化ランタン、炭酸ストロン
チウム、酸化クロム、酸化コバルト、酸化アルミニウム
をＬａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 の組
成と成るよう秤量しながら混合し、上述した粉末固相反
応法によりランタンクロマイト粉末を得た。以下に組成
と秤量結果を示す。 （比較例３２）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｃｏ0.05Ａｌ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３１．０１８３ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１２３３ｇ、酸化クロム１４．４７７００
ｇ、酸化コバルト０．８４９１ｇ、酸化アルミニウム
０．５３９３ｇ このランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法により
焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
クロマイトの熱膨張挙動）酸化ランタン、炭酸ストロン
チウム、酸化クロム、酸化コバルト、酸化アルミニウム
をＬａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 の組
成と成るよう秤量しながら混合し、上述した粉末固相反
応法によりランタンクロマイト粉末を得た。以下に組成
と秤量結果を示す。 （比較例３２）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.9 Ｃｏ0.05Ａｌ
0.05Ｏ3 ：酸化ランタン３１．０１８３ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１２３３ｇ、酸化クロム１４．４７７００
ｇ、酸化コバルト０．８４９１ｇ、酸化アルミニウム
０．５３９３ｇ このランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法により
焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００８３】この試料について、示差式膨張計を用いて
空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨張率
を測定した。その結果を図６に示す。同図に示すよう
に、６８℃付近に存在した菱面体晶系から斜方晶系に相
変化する特異点は消失している。しかしながら、本ラン
タンクロマイトの熱膨張率は、コバルトとアルミニウム
の置換量が合計１０モル％であるので、相乗効果により
イットリア安定化ジルコニア製の電解質の熱膨張率より
もかなり大きい値になってしまうことが分かった。そこ
で、コバルトとアルミニウムの置換量を合計５モル％以
下にしたランタンクロマイトを作製して熱膨張率を測定
した。
空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨張率
を測定した。その結果を図６に示す。同図に示すよう
に、６８℃付近に存在した菱面体晶系から斜方晶系に相
変化する特異点は消失している。しかしながら、本ラン
タンクロマイトの熱膨張率は、コバルトとアルミニウム
の置換量が合計１０モル％であるので、相乗効果により
イットリア安定化ジルコニア製の電解質の熱膨張率より
もかなり大きい値になってしまうことが分かった。そこ
で、コバルトとアルミニウムの置換量を合計５モル％以
下にしたランタンクロマイトを作製して熱膨張率を測定
した。
【００８４】このランタンクロマイトは、上述した粉末
固相反応法により以下の組成で得た。また、各原料の秤
量結果を示す。 （実施例１）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８７１６ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０８５ｇ、酸化クロム１５．３６１８
ｇ、酸化コバルト０．３３８０ｇ、酸化アルミニウム
０．３２００ｇ このランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法により
焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
固相反応法により以下の組成で得た。また、各原料の秤
量結果を示す。 （実施例１）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８７１６ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０８５ｇ、酸化クロム１５．３６１８
ｇ、酸化コバルト０．３３８０ｇ、酸化アルミニウム
０．３２００ｇ このランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法により
焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００８５】この試料について、示差式膨張計を用いて
空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨張率
を測定した。その結果を図７に示す。同図に示すよう
に、６８℃付近に存在した菱面体晶系から斜方晶系に相
変化する特異点は消失している。しかも、ランタンクロ
マイトの熱膨張率の過度の増大を抑えてイットリア安定
化ジルコニア製の電解質の熱膨張率に近似させることが
できた。
空気中及び水素中における５０〜１０００℃の熱膨張率
を測定した。その結果を図７に示す。同図に示すよう
に、６８℃付近に存在した菱面体晶系から斜方晶系に相
変化する特異点は消失している。しかも、ランタンクロ
マイトの熱膨張率の過度の増大を抑えてイットリア安定
化ジルコニア製の電解質の熱膨張率に近似させることが
できた。
【００８６】したがって、コバルトとアルミニウムの置
換量の合計は５モル％以下とする。このランタンクロマ
イトによれば、熱膨張係数の大きさ及び異常膨張の抑制
の各観点から固体電解質型燃料電池のセパレータまたは
インターコネクタとして適切であると判断できる。
換量の合計は５モル％以下とする。このランタンクロマ
イトによれば、熱膨張係数の大きさ及び異常膨張の抑制
の各観点から固体電解質型燃料電池のセパレータまたは
インターコネクタとして適切であると判断できる。
【００８７】（不定比組成のランタンクロマイトのＸ線
解析と熱膨張率）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、
酸化クロム、酸化コバルト、酸化アルミニウムをＬａ
0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3 の組成と成
るよう秤量しながら混合し、上述した粉末固相反応法に
よりランタンクロマイト粉末を得た。以下に組成と秤量
結果を示す。 （実施例２）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８７１６ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０８５ｇ、酸化クロム１５．３６１８
ｇ、酸化コバルト０．３３８０ｇ、酸化アルミニウム
０．３２００ｇ。
解析と熱膨張率）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、
酸化クロム、酸化コバルト、酸化アルミニウムをＬａ
0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3 の組成と成
るよう秤量しながら混合し、上述した粉末固相反応法に
よりランタンクロマイト粉末を得た。以下に組成と秤量
結果を示す。 （実施例２）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８７１６ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０８５ｇ、酸化クロム１５．３６１８
ｇ、酸化コバルト０．３３８０ｇ、酸化アルミニウム
０．３２００ｇ。
【００８８】このランタンクロマイトに酸化イットリウ
ムを添加し、不定比ランタンクロマイトを作製した。 （実施例３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.01Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．１６９３ｇ （実施例４）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．３３８６ｇ （実施例５）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.03Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．５０７９ｇ （比較例３３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.04Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．６７７２ｇ （比較例３４）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.05Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．８４６５ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
ムを添加し、不定比ランタンクロマイトを作製した。 （実施例３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.01Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．１６９３ｇ （実施例４）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．３３８６ｇ （実施例５）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.03Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．５０７９ｇ （比較例３３）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.04Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．６７７２ｇ （比較例３４）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.05Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．８４６５ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００８９】これらの試料についてＸ線解析を行って格
子定数を計算した。その結果を図１０に示す。同図に示
すように、酸化イットリウムの添加量（０〜５モル％）
に拘わらず各ランタンクロマイトの格子定数は変化しな
いことが分かった。ランタンクロマイトに関しては、不
定比組成のものは存在しないため、これらの結果から、
Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.05Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3
の粒界に酸化イットリウムが残っていると考えられる。
すなわち、酸化イットリウムとランタンクロマイトは反
応していない可能性が高い。酸化イットリウムは１００
０℃の高温中でも安定であるため、このランタンクロマ
イトは水蒸気を含んだ還元雰囲気中における高温で化学
的に安定な材料であると判断できる。したがって、この
ランタンクロマイトは固体電解質型燃料電池の実使用条
件において化学的に安定するものであり、固体電解質型
燃料電池のセパレータまたはインターコネクタの材質と
して適切であると判断できる。
子定数を計算した。その結果を図１０に示す。同図に示
すように、酸化イットリウムの添加量（０〜５モル％）
に拘わらず各ランタンクロマイトの格子定数は変化しな
いことが分かった。ランタンクロマイトに関しては、不
定比組成のものは存在しないため、これらの結果から、
Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.05Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3
の粒界に酸化イットリウムが残っていると考えられる。
すなわち、酸化イットリウムとランタンクロマイトは反
応していない可能性が高い。酸化イットリウムは１００
０℃の高温中でも安定であるため、このランタンクロマ
イトは水蒸気を含んだ還元雰囲気中における高温で化学
的に安定な材料であると判断できる。したがって、この
ランタンクロマイトは固体電解質型燃料電池の実使用条
件において化学的に安定するものであり、固体電解質型
燃料電池のセパレータまたはインターコネクタの材質と
して適切であると判断できる。
【００９０】また、このランタンクロマイトに酸化イッ
トリウムを添加して不定比にした場合、４モル％の酸化
イットリウム添加で第２相である酸化イットリウムが観
察された。これに対し、３モル％以下の酸化イットリウ
ムを添加したランタンクロマイトでは第２相である酸化
イットリウムが検出されなかった。これは、Ｘ線回折測
定の検出限界によるものと考えられる。
トリウムを添加して不定比にした場合、４モル％の酸化
イットリウム添加で第２相である酸化イットリウムが観
察された。これに対し、３モル％以下の酸化イットリウ
ムを添加したランタンクロマイトでは第２相である酸化
イットリウムが検出されなかった。これは、Ｘ線回折測
定の検出限界によるものと考えられる。
【００９１】一方、３モル％の酸化イットリウムの添加
はランタンクロマイトの緻密化の促進を図るのに十分な
量であるのに対し、３モル％を超える酸化イットリウム
の添加は実使用条件下においてランタンクロマイト中の
酸素イオンの透過量の増加と導電率の低下を招くおそれ
がある。したがって、酸化イットリウムの添加量は３モ
ル％以下とすることが望ましい。
はランタンクロマイトの緻密化の促進を図るのに十分な
量であるのに対し、３モル％を超える酸化イットリウム
の添加は実使用条件下においてランタンクロマイト中の
酸素イオンの透過量の増加と導電率の低下を招くおそれ
がある。したがって、酸化イットリウムの添加量は３モ
ル％以下とすることが望ましい。
【００９２】さらに、これらの試料について、示差式膨
張計を用いて空気中及び水素中における５０〜１０００
℃の熱膨張率温度依存性を測定した。その結果を図８及
び図９に示す。図中ａはＹの添加量を示す。これらの図
に示すように、本材料はＣｏとＡｌを部分置換していな
いランタンクロマイトであるため、３モル％以下の酸化
イットリウムの添加でも相変化による特異点の発生を防
止できない。しかしながら、本実験から、相変化による
特異膨張と還元雰囲気による異常膨張を助長しないこと
がわかった。したがって、酸化イットリウムを３モル％
以下としたランタンクロマイトによれば、熱膨張の大き
さおよび焼結の促進の各観点から固体電解質型燃料電池
のセパレータまたはインターコネクタとして適切である
と判断できる。
張計を用いて空気中及び水素中における５０〜１０００
℃の熱膨張率温度依存性を測定した。その結果を図８及
び図９に示す。図中ａはＹの添加量を示す。これらの図
に示すように、本材料はＣｏとＡｌを部分置換していな
いランタンクロマイトであるため、３モル％以下の酸化
イットリウムの添加でも相変化による特異点の発生を防
止できない。しかしながら、本実験から、相変化による
特異膨張と還元雰囲気による異常膨張を助長しないこと
がわかった。したがって、酸化イットリウムを３モル％
以下としたランタンクロマイトによれば、熱膨張の大き
さおよび焼結の促進の各観点から固体電解質型燃料電池
のセパレータまたはインターコネクタとして適切である
と判断できる。
【００９３】図１１に空気中と水素中における熱膨張係
数の測定結果を示す。この１〜５モル％酸化イットリウ
ムの不定化性は、ほとんど熱膨張係数に影響しないこと
がわかった。酸化イットリウム添加による異常膨張や特
異膨張の助長は観察されなかった。したがって、Ｌａ
0.9 Ｓｒ0.1 Ｍa Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3 は、Ｌ
ａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3 の熱膨張
率を維持しながらも相変化による特異点の発生を防止で
きることが判明した。よって、このランタンクロマイト
によれば、熱膨張係数の大きさ及び異常膨張の抑制の各
観点から固体電解質型燃料電池のセパレータまたはイン
ターコネクタとして適切であると判断できる。
数の測定結果を示す。この１〜５モル％酸化イットリウ
ムの不定化性は、ほとんど熱膨張係数に影響しないこと
がわかった。酸化イットリウム添加による異常膨張や特
異膨張の助長は観察されなかった。したがって、Ｌａ
0.9 Ｓｒ0.1 Ｍa Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3 は、Ｌ
ａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3 の熱膨張
率を維持しながらも相変化による特異点の発生を防止で
きることが判明した。よって、このランタンクロマイト
によれば、熱膨張係数の大きさ及び異常膨張の抑制の各
観点から固体電解質型燃料電池のセパレータまたはイン
ターコネクタとして適切であると判断できる。
【００９４】（不定比組成のランタンクロマイトの焼結
特性）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化クロ
ム、酸化コバルト、酸化アルミニウムをＬａ0.9 Ｓｒ
0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3 の組成と成るよう秤
量しながら混合し、上述した粉末固相反応法によりラン
タンクロマイト粉末を得た。以下に組成と秤量結果を示
す。 （実施例６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８８２７ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０９７ｇ、酸化クロム１６．００７６
ｇ、酸化コバルト０．３３８０ｇ、酸化アルミニウム
０．３２００ｇ。
特性）酸化ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化クロ
ム、酸化コバルト、酸化アルミニウムをＬａ0.9 Ｓｒ
0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ0.02Ｏ3 の組成と成るよう秤
量しながら混合し、上述した粉末固相反応法によりラン
タンクロマイト粉末を得た。以下に組成と秤量結果を示
す。 （実施例６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ：酸化ランタン３０．８８２７ｇ、炭酸ストロ
ンチウム３．１０９７ｇ、酸化クロム１６．００７６
ｇ、酸化コバルト０．３３８０ｇ、酸化アルミニウム
０．３２００ｇ。
【００９５】このランタンクロマイトに各種酸化物を添
加し、不定比ランタンクロマイトを作製した。 （実施例７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｇｄ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化ガドリニウム０．５４３５ｇ （比較例３５）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｅ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化セリウム０．２５８１ｇ （実施例８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｓｍ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化サマリウム０．５２２９ｇ （実施例９）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．３３８６ｇ （比較例３６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙｂ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イッテリビウム０．５９０９
ｇ （実施例１０）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｎｄ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化ネオジム０．５０４５ｇ （比較例３７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｌａ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化ランタン０．４８８５ｇ （比較例３８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｓｒ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化ストロンチウム０．４４２７
ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
加し、不定比ランタンクロマイトを作製した。 （実施例７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｇｄ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化ガドリニウム０．５４３５ｇ （比較例３５）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｅ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化セリウム０．２５８１ｇ （実施例８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｓｍ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0. 9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化サマリウム０．５２２９ｇ （実施例９）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ0.9Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イットリウム０．３３８６ｇ （比較例３６）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｙｂ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化イッテリビウム０．５９０９
ｇ （実施例１０）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｎｄ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化ネオジム０．５０４５ｇ （比較例３７）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｌａ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化ランタン０．４８８５ｇ （比較例３８）Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｓｒ0.02Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02Ｏ3 ：Ｌａ 0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02
Ａｌ0.02Ｏ3 ３５ｇ、酸化ストロンチウム０．４４２７
ｇ これらのランタンクロマイト粉末を上述した焼成方法に
より焼成してランタンクロマイト焼結体の試料を得た。
【００９６】この試料の重さと体積、およびＸ線解析か
ら得た各ランタンクロマイトの格子定数を用いて計算し
た理論密度から、相対密度を算出した。その結果を図１
２に示す。同図から明らかなように、無添加の場合の相
対密度は５７．５％であったのに対し、サマリウム、ガ
ドリニウム、ネオジム、イットリウムを添加した場合の
相対密度は６３〜７５％であった。よって、これらサマ
リウム、ガドリニウム、ネオジム、イットリウムの添加
は緻密化に対して特に効果的であることが分かった。
ら得た各ランタンクロマイトの格子定数を用いて計算し
た理論密度から、相対密度を算出した。その結果を図１
２に示す。同図から明らかなように、無添加の場合の相
対密度は５７．５％であったのに対し、サマリウム、ガ
ドリニウム、ネオジム、イットリウムを添加した場合の
相対密度は６３〜７５％であった。よって、これらサマ
リウム、ガドリニウム、ネオジム、イットリウムの添加
は緻密化に対して特に効果的であることが分かった。
【００９７】ところで、比較例３８の組成では、Ｌａ
0.9 Ｓｒ0.12の組成がＡサイトとなり、Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02の組成がＢサイトとなる。このため、緻密
性を向上できたがストロンチウムやランタンを含んだ酸
化物が焼結体の粒界に存在し、それらが高温で水蒸気を
含んだ還元雰囲気中において水蒸気と反応し他の組成の
物質に変化してしまう。これにより、このランタンクロ
マイトを固体電解質型燃料電池のセパレータまたはイン
ターコネクタとして使用すると他のセル部材と反応して
しまったり、また他の物質との混合物になってしまうこ
とがある。この場合、セパレータまたはインターコネク
タとしての機能を喪失してしまう。よって、このランタ
ンクロマイトは、緻密性は向上できるもののセパレータ
またはインターコネクタとしては不適切であると判断で
きる。
0.9 Ｓｒ0.12の組成がＡサイトとなり、Ｃｒ0.96Ｃｏ
0.02Ａｌ0.02の組成がＢサイトとなる。このため、緻密
性を向上できたがストロンチウムやランタンを含んだ酸
化物が焼結体の粒界に存在し、それらが高温で水蒸気を
含んだ還元雰囲気中において水蒸気と反応し他の組成の
物質に変化してしまう。これにより、このランタンクロ
マイトを固体電解質型燃料電池のセパレータまたはイン
ターコネクタとして使用すると他のセル部材と反応して
しまったり、また他の物質との混合物になってしまうこ
とがある。この場合、セパレータまたはインターコネク
タとしての機能を喪失してしまう。よって、このランタ
ンクロマイトは、緻密性は向上できるもののセパレータ
またはインターコネクタとしては不適切であると判断で
きる。
【００９８】上述したように、実施例７〜１０のランタ
ンクロマイトはＬａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 の熱膨張率を維持しながら焼結体の緻密化を図
って強度を向上させることができた。よって、このラン
タンクロマイトによれば、熱膨張係数の大きさ及び異常
膨張の抑制の観点に加えて焼結体の強度や製造の容易さ
の観点や他の部材との反応性の低さからも固体電解質型
燃料電池のセパレータまたはインターコネクタとして適
切であると判断できる。
ンクロマイトはＬａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｃｒ0.96Ｃｏ0.02Ａｌ
0.02Ｏ3 の熱膨張率を維持しながら焼結体の緻密化を図
って強度を向上させることができた。よって、このラン
タンクロマイトによれば、熱膨張係数の大きさ及び異常
膨張の抑制の観点に加えて焼結体の強度や製造の容易さ
の観点や他の部材との反応性の低さからも固体電解質型
燃料電池のセパレータまたはインターコネクタとして適
切であると判断できる。
【００９９】さらに、この実施例ではＭをＹ，Ｎｄ，Ｓ
ｍ，Ｇｄのいずれか１つとしているが、これらの元素を
複数添加しても不都合は生じないと考えられるので、Ｍ
をＹ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選ばれた元素
の１つまたは２つ以上とすることができる。
ｍ，Ｇｄのいずれか１つとしているが、これらの元素を
複数添加しても不都合は生じないと考えられるので、Ｍ
をＹ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選ばれた元素
の１つまたは２つ以上とすることができる。
【０１００】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の請求項１のストロンチウムドープランタンクロマイト
粉体によると、イットリア安定化ジルコニアの熱膨張係
数に近似した熱膨張係数を得ることができると共に還元
性雰囲気中での異常膨張を抑制することができる。しか
も、このランタンクロマイトは図４に示すようなペロブ
スカイト型構造を有しているので、高い電子伝導性を維
持すると共にペロブスカイト型構造菱面体晶系からペロ
ブスカイト型構造斜方晶系に相変化せず体積膨張を防止
できる。
の請求項１のストロンチウムドープランタンクロマイト
粉体によると、イットリア安定化ジルコニアの熱膨張係
数に近似した熱膨張係数を得ることができると共に還元
性雰囲気中での異常膨張を抑制することができる。しか
も、このランタンクロマイトは図４に示すようなペロブ
スカイト型構造を有しているので、高い電子伝導性を維
持すると共にペロブスカイト型構造菱面体晶系からペロ
ブスカイト型構造斜方晶系に相変化せず体積膨張を防止
できる。
【０１０１】さらに、請求項２のストロンチウムドープ
ランタンクロマイト粉体によると、イットリア安定化ジ
ルコニアの熱膨張係数に近似した熱膨張係数を得ること
ができると共に図１２に示すように空気中で緻密な焼結
を行うことができるようになる。
ランタンクロマイト粉体によると、イットリア安定化ジ
ルコニアの熱膨張係数に近似した熱膨張係数を得ること
ができると共に図１２に示すように空気中で緻密な焼結
を行うことができるようになる。
【０１０２】また、請求項３のストロンチウムドープラ
ンタンクロマイト焼結体は、請求項１または請求項２記
載のストロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼
結して形成するようにしているので、熱膨張係数をイッ
トリア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近似させること
ができると共に燃料ガス雰囲気中での異常膨張を抑制し
た焼結体を得ることができる。しかも、この焼結体は、
高い電子伝導性を維持できると共にペロブスカイト型構
造菱面体晶系からペロブスカイト型構造斜方晶系に相変
化しないので体積膨張することを防止できる。
ンタンクロマイト焼結体は、請求項１または請求項２記
載のストロンチウムドープランタンクロマイト粉体を焼
結して形成するようにしているので、熱膨張係数をイッ
トリア安定化ジルコニアの熱膨張係数に近似させること
ができると共に燃料ガス雰囲気中での異常膨張を抑制し
た焼結体を得ることができる。しかも、この焼結体は、
高い電子伝導性を維持できると共にペロブスカイト型構
造菱面体晶系からペロブスカイト型構造斜方晶系に相変
化しないので体積膨張することを防止できる。
【０１０３】さらに、請求項２記載のストロンチウムド
ープランタンクロマイト粉体を焼結した焼結体は、ラン
タンクロマイトの熱膨張係数をイットリア安定化ジルコ
ニアの熱膨張係数に近似させると共に、図１２に示すよ
うにＭを含まないランタンクロマイトよりも容易に緻密
な焼結を行うことができるようになる。このため、焼結
を容易に行うことができると共に、酸化クロムの蒸気圧
を抑えて焼結体の強度を向上させることができる。しか
も、このランタンクロマイトは高温の水蒸気下でも安定
した強度を維持することができる。
ープランタンクロマイト粉体を焼結した焼結体は、ラン
タンクロマイトの熱膨張係数をイットリア安定化ジルコ
ニアの熱膨張係数に近似させると共に、図１２に示すよ
うにＭを含まないランタンクロマイトよりも容易に緻密
な焼結を行うことができるようになる。このため、焼結
を容易に行うことができると共に、酸化クロムの蒸気圧
を抑えて焼結体の強度を向上させることができる。しか
も、このランタンクロマイトは高温の水蒸気下でも安定
した強度を維持することができる。
【０１０４】また、請求項４の固体電解質型燃料電池
は、請求項３記載のストロンチウムドープランタンクロ
マイト焼結体によってセパレータまたはインターコネク
タを構成するようにしているので、固体電解質型燃料電
池のセパレータまたはインターコネクタの熱膨張係数を
固体電解質として使用されるイットリア安定化ジルコニ
アの熱膨張係数に近似させることができると共に燃料ガ
ス雰囲気中での異常膨張を抑制することができる。しか
も、このセパレータまたはインターコネクタは、ランタ
ンクロマイトの高い電子伝導性を維持すると共にペロブ
スカイト型構造菱面体晶系からペロブスカイト型構造斜
方晶系に相変化しないので体積膨張することを防止でき
る。これにより、セパレータまたはインターコネクタと
電解質との熱膨張係数の相違によるひびや割れの発生を
防止することができる。
は、請求項３記載のストロンチウムドープランタンクロ
マイト焼結体によってセパレータまたはインターコネク
タを構成するようにしているので、固体電解質型燃料電
池のセパレータまたはインターコネクタの熱膨張係数を
固体電解質として使用されるイットリア安定化ジルコニ
アの熱膨張係数に近似させることができると共に燃料ガ
ス雰囲気中での異常膨張を抑制することができる。しか
も、このセパレータまたはインターコネクタは、ランタ
ンクロマイトの高い電子伝導性を維持すると共にペロブ
スカイト型構造菱面体晶系からペロブスカイト型構造斜
方晶系に相変化しないので体積膨張することを防止でき
る。これにより、セパレータまたはインターコネクタと
電解質との熱膨張係数の相違によるひびや割れの発生を
防止することができる。
【０１０５】さらに、請求項２記載のストロンチウムド
ープランタンクロマイト粉体を焼結した焼結体によって
セパレータまたはインターコネクタを構成した場合は、
表１に示すようにＭを含まないランタンクロマイトより
も低い温度で相対密度を約９５％以上に焼結できる。こ
のため、セパレータまたはインターコネクタの製造作業
を容易にできるようになると共に、焼結炉等の設備の簡
易化を図ることができる。また、このランタンクロマイ
トによれば、酸化クロムの蒸気圧を抑えて緻密なセパレ
ータまたはインターコネクタを得ることができると共
に、高温の水蒸気下でも安定した強度を維持することが
できる。よって、燃料電池の構成部材の強度を向上させ
て寿命を長期化することができる。
ープランタンクロマイト粉体を焼結した焼結体によって
セパレータまたはインターコネクタを構成した場合は、
表１に示すようにＭを含まないランタンクロマイトより
も低い温度で相対密度を約９５％以上に焼結できる。こ
のため、セパレータまたはインターコネクタの製造作業
を容易にできるようになると共に、焼結炉等の設備の簡
易化を図ることができる。また、このランタンクロマイ
トによれば、酸化クロムの蒸気圧を抑えて緻密なセパレ
ータまたはインターコネクタを得ることができると共
に、高温の水蒸気下でも安定した強度を維持することが
できる。よって、燃料電池の構成部材の強度を向上させ
て寿命を長期化することができる。
【図１】固体電解質型燃料電池の平板型の実施形態を示
す分解斜視図である。
す分解斜視図である。
【図２】図１に示す固体電解質型燃料電池の縦断面図で
ある。
ある。
【図３】固体電解質型燃料電池の円筒型の一実施形態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図４】ランタンクロマイトのペロブスカイト型構造の
原子配列を示す斜視図である。
原子配列を示す斜視図である。
【図５】粉末固相反応法によるランタンクロマイトの合
成方法の一実施形態を示すブロック図である。
成方法の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】コバルト及びアルミニウムを合計１０モル％置
換したランタンクロマイトの膨張率温度依存性を示すグ
ラフである。
換したランタンクロマイトの膨張率温度依存性を示すグ
ラフである。
【図７】コバルト及びアルミニウムを合計４モル％置換
したランタンクロマイトの膨張率温度依存性を示すグラ
フである。
したランタンクロマイトの膨張率温度依存性を示すグラ
フである。
【図８】空気中でイットリウムを添加したランタンクロ
マイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
マイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
【図９】水素中でイットリウムを添加したランタンクロ
マイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
マイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
【図１０】イットリウムの添加量とランタンクロマイト
の格子定数との関係を示すグラフである。
の格子定数との関係を示すグラフである。
【図１１】イットリウムの添加量とランタンクロマイト
の熱膨張係数との関係を示すグラフである。
の熱膨張係数との関係を示すグラフである。
【図１２】各種希土類元素を２モル％添加したランタン
クロマイトの焼結後の相対密度を示すグラフである。
クロマイトの焼結後の相対密度を示すグラフである。
【図１３】ストロンチウムの部分置換量とランタンクロ
マイトの熱膨張係数との関係を示すグラフである。
マイトの熱膨張係数との関係を示すグラフである。
【図１４】ランタンクロマイトの膨張率温度依存性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図１５】各種金属元素のイオン半径と空気中で各種金
属元素の１０モル％置換をしたランタンクロマイトの熱
膨張係数との関係を示すグラフである。
属元素の１０モル％置換をしたランタンクロマイトの熱
膨張係数との関係を示すグラフである。
【図１６】各種金属元素のイオン半径と水素中で各種金
属元素の１０モル％置換をしたランタンクロマイトの熱
膨張係数との関係を示すグラフである。
属元素の１０モル％置換をしたランタンクロマイトの熱
膨張係数との関係を示すグラフである。
【図１７】各種金属元素のイオン半径と空気中で各種金
属元素の５モル％置換をしたランタンクロマイトの熱膨
張係数との関係を示すグラフである。
属元素の５モル％置換をしたランタンクロマイトの熱膨
張係数との関係を示すグラフである。
【図１８】各種金属元素のイオン半径と水素中で各種金
属元素の５モル％置換をしたランタンクロマイトの熱膨
張係数との関係を示すグラフである。
属元素の５モル％置換をしたランタンクロマイトの熱膨
張係数との関係を示すグラフである。
【図１９】空気中でアルミニウム置換をしたランタンク
ロマイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
ロマイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
【図２０】水素中でアルミニウム置換をしたランタンク
ロマイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
ロマイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
【図２１】アルミニウムの部分置換量とランタンクロマ
イトの熱膨張係数との関係を示すグラフである。
イトの熱膨張係数との関係を示すグラフである。
【図２２】空気中でアルミニウム置換をしたランタンク
ロマイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
ロマイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
【図２３】水素中でアルミニウム置換をしたランタンク
ロマイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
ロマイトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
【図２４】空気中でコバルト置換をしたランタンクロマ
イトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
イトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
【図２５】水素中でコバルト置換をしたランタンクロマ
イトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
イトの膨張率温度依存性を示すグラフである。
【図２６】コバルトの部分置換量とランタンクロマイト
の熱膨張係数との関係を示すグラフである。
の熱膨張係数との関係を示すグラフである。
【図２７】アルカリ土類金属で置換した各種ランタンク
ロマイトの空気中での熱膨張温度依存性を示すグラフで
ある。
ロマイトの空気中での熱膨張温度依存性を示すグラフで
ある。
【図２８】アルカリ土類金属で置換した各種ランタンク
ロマイトの水素中での熱膨張温度依存性を示すグラフで
ある。
ロマイトの水素中での熱膨張温度依存性を示すグラフで
ある。
４ セパレータ ９ 固体電解質 １４ 固体電解質 １６ インターコネクタ
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 響 神奈川県横須賀市長坂２−６−１ 財団法 人電力中央研究所 横須賀研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 ストロンチウムドープランタンクロマイ
トの主成分の各々の元素が（Ｌａ1-x Ｓｒx ）Ｃｒ
1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体であり、かつｘ，ｙ，ｚ
の値が、 ０＜ｘ＜０．１２ ０＜ｙ＜０．０５ ０＜ｚ＜０．０５ ０＜ｙ＋ｚ≦０．０５ を満足することを特徴とするストロンチウムドープラン
タンクロマイト粉体。 - 【請求項２】 ストロンチウムドープランタンクロマイ
トの主成分の各々の元素が（Ｌａ1-x Ｓｒx ）Ｍa Ｃｒ
1-(y+z) Ｃｏy Ａｌz Ｏ3 粉体であり、かつｘ，ｙ，
ｚ，ａの値が、 ０＜ｘ＜０．１２ ０＜ｙ＜０．０５ ０＜ｚ＜０．０５ ０＜ｙ＋ｚ≦０．０５ ０＜ａ≦０．０３ で、かつＭがＹ，Ｎｄ，Ｓｍ及びＧｄから成る群から選
ばれた元素の１つまたは２つ以上であることを満足する
ことを特徴とするストロンチウムドープランタンクロマ
イト粉体。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のストロン
チウムドープランタンクロマイト粉体を焼結して形成す
ることを特徴とするストロンチウムドープランタンクロ
マイト焼結体。 - 【請求項４】 請求項３記載のストロンチウムドープラ
ンタンクロマイト焼結体によってセパレータまたはイン
ターコネクタを構成することを特徴とする固体電解質型
燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9307255A JPH11144752A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | ストロンチウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9307255A JPH11144752A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | ストロンチウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11144752A true JPH11144752A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17966911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9307255A Pending JPH11144752A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | ストロンチウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11144752A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005353492A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP4932965B1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-05-16 | 日本碍子株式会社 | 固体酸化物形燃料電池の発電部間を電気的に接続する接合体 |
| WO2012086420A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 日本碍子株式会社 | 固体酸化物形燃料電池の発電部間を電気的に接続する接合体 |
| CN116639976A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-08-25 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 低b值适用于宽温区测温的高灵敏度热敏电阻材料及其制备方法 |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP9307255A patent/JPH11144752A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005353492A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| JP4932965B1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-05-16 | 日本碍子株式会社 | 固体酸化物形燃料電池の発電部間を電気的に接続する接合体 |
| WO2012086420A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 日本碍子株式会社 | 固体酸化物形燃料電池の発電部間を電気的に接続する接合体 |
| US8883369B2 (en) | 2010-12-24 | 2014-11-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Connected body connecting electrically between power generation parts of solid oxide fuel cells |
| CN116639976A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-08-25 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 低b值适用于宽温区测温的高灵敏度热敏电阻材料及其制备方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040906 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070223 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070502 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070905 |