特許 7576206 電気化学セル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-22

(45)【発行日】2024-10-30

(54)【発明の名称】電気化学セル

(51)【国際特許分類】

   C25B 11/031 20210101AFI20241023BHJP

   C25B 1/23 20210101ALI20241023BHJP

   C25B 9/00 20210101ALI20241023BHJP

   C25B 9/63 20210101ALI20241023BHJP

   H01M 4/86 20060101ALI20241023BHJP

   H01M 8/12 20160101ALI20241023BHJP

   C25B 1/042 20210101ALI20241023BHJP

   H01M 8/1226 20160101ALI20241023BHJP

【ＦＩ】

C25B11/031

C25B1/23

C25B9/00 A

C25B9/00 Z

C25B9/63

H01M4/86 U

H01M8/12 101

C25B1/042

H01M8/1226

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024507592

(86)(22)【出願日】2023-02-13

(86)【国際出願番号】 JP2023004783

(87)【国際公開番号】W WO2023176242

(87)【国際公開日】2023-09-21

【審査請求日】2024-06-05

(31)【優先権主張番号】P 2022039313

(32)【優先日】2022-03-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】寺澤 玄太

(72)【発明者】

【氏名】杉江 明浩

(72)【発明者】

【氏名】中村 俊之

(72)【発明者】

【氏名】大森 誠

【審査官】松浦 裕介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２０７０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５７８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１７３２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１５３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１５８０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２１２２５８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｂ １１／００ － １１／０９７

Ｃ２５Ｂ １／００ － ９／７７

Ｃ２５Ｂ １３／００ － １５／０８

Ｈ０１Ｍ ４／８６ － ４／９８

Ｈ０１Ｍ ８／００ － ８／０２９７

Ｈ０１Ｍ ８／０８ － ８／２４９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極層、第２電極層、及び前記第１電極層と前記第２電極層との間に配置される電解質層、を有するセル本体部と、
第１主面、第２主面、及び貫通孔を有し、前記セル本体部を支持する金属板と、
を備え、
前記第１電極層は、前記金属板の第１主面上に配置される本体部と、前記貫通孔内に配置され且つ前記本体部と同じ材料によって構成される充填部と、前記本体部内に配置される少なくとも一つの第１気孔と、前記充填部内に配置される少なくとも一つの第２気孔と、を有し、
前記第２気孔のうち最も大きい最大第２気孔の円相当径は、前記第１気孔のうち最も大きい最大第１気孔の円相当径よりも大きい、
電気化学セル。

【請求項2】

前記最大第２気孔は、前記充填部内において、前記第２主面側に配置される、
請求項１に記載の電気化学セル。

【請求項3】

前記最大第２気孔は、前記貫通孔を画定する内壁面と間隔をあけて配置される、
請求項１又は２に記載の電気化学セル。

【請求項4】

前記最大第２気孔は、前記貫通孔を画定する内壁面に接触する、
請求項１又は２に記載の電気化学セル。

【請求項5】

前記最大第２気孔の円相当径は、前記最大第１気孔の円相当径の２倍以上である、
請求項１に記載の電気化学セル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気化学セルに関する。

【背景技術】

【0002】

電解セル又は燃料電池などの電気化学セルにおいて、金属板によってセル本体部を支持する構造が知られている。例えば、特許文献１に開示された電気化学セルは、金属板上に、電極層、電解質層、及び対極電極層がこの順で積層されている。金属板は、電極層へ気体を供給するために、貫通孔を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１８／１８１９２６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したように、貫通孔が形成された金属板上に電極層を配置した構成にすると、貫通孔上では電極層は支持されていないため、電極層を薄く形成した場合に電極層に割れが発生するという問題がある。

【0005】

そこで、本発明の課題は、金属板上に形成された電極層の割れを抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある側面に係る電気化学セルは、セル本体部と、金属板とを備える。セル本体部は、第１電極層、第２電極層、及び電解質層を有する。電解質層は、第１電極層と第２電極層との間に配置される。金属板は、セル本体部を支持する。金属板は、第１主面、第２主面、及び貫通孔を有する。第１電極層は、本体部と、充填部と、少なくとも一つの第１気孔と、少なくとも一つの第２気孔とを有する。本体部は、金属板の第１主面上に配置される。充填部は、貫通孔内に配置される。第１気孔は、本体部内に配置される。第２気孔は、充填部内に配置される。第２気孔のうち最も大きい最大第２気孔の円相当径は、第１気孔のうち最も大きい最大第１気孔の円相当径よりも大きい。

【0007】

この構成によれば、第１電極層の充填部が金属板の貫通孔内に配置されているため、金属板上に形成された第１電極層の割れを抑制することができる。なお、このように充填部を配置すると、例えば還元過程において充填部が収縮する。この結果、充填部内にクラックが生じ、そのクラックが電解質層まで伸展し、電解質層を貫通してしまうおそれがある。これに対して、上記のように構成された電気化学セルでは、最大第１気孔よりも大きい最大第２気孔が充填部内に配置されている。このため、充填部内で生じたクラックの伸展が第２気孔によって止められる。この結果、クラックが伸展して電解質層を貫通することを抑制することができる。

【0008】

好ましくは、最大第２気孔は、充填部内において、第２主面側に配置される。

【0009】

好ましくは、最大第２気孔は、貫通孔を画定する内壁面と間隔をあけて配置される。

【0010】

好ましくは、最大第２気孔は、貫通孔を画定する内壁面に接触する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、金属板上に形成された電極層の割れを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】電解セルを示す断面図。

【図2】金属板の平面図。

【図3】電解セルの詳細を示す拡大断面図。

【図4】変形例に係る電解セルの詳細を示す拡大断面図。

【図5】変形例に係る電解セルの詳細を示す拡大断面図。

【図6】変形例に係る電解セルの詳細を示す拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本実施形態に係る電解セル（電気化学セルの一例）について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、電解セルの一例として固体酸化物形電解セル（ＳＯＥＣ）を用いて説明する。図１は電解セルを示す断面図である。以下の説明では、固体酸化物形電解セルを「セル」と略称する。

【0014】

図１に示すように、セル１は、セル本体部１０と、金属板４とを備える。また、セル１は、流路部材３をさらに備えている。

【0015】

［流路部材３］
流路部材３は、金属板４に接合される。流路部材３は、流路３１を有する。流路３１は、流路部材３の金属板４と対向する面に形成されている。本実施形態では、流路部材３の上面に流路３１が形成されている。流路３１は、金属板４に向かって開口している。流路３１は、図示しないマニホールドなどに繋がる。本実施形態では、流路３１に原料ガスが供給される。

【0016】

流路部材３は、例えば、合金材料によって構成することができる。流路部材３は、金属板４と同様の材料によって形成されていてもよい。

【0017】

流路部材３は、枠体３２及びインターコネクタ３３を有する。枠体３２は、流路３１の側方を取り囲む環状部材である。枠体３２は、金属板４に接合される。インターコネクタ３３は、電解セル１を外部電源又は他の電解セルと電気的に直列に接続する板状部材である。インターコネクタ３３は、枠体３２に接合される。

【0018】

本実施形態に係る流路部材３では、枠体３２及びインターコネクタ３３が別部材となっているが、枠体３２及びインターコネクタ３３は１つの部材によって構成されていてもよい。

【0019】

［金属板４］
金属板４は、セル本体部１０を支持する。本実施形態において、金属板４は、板状に形成されている。金属板４は、平板状であってもよいし、曲板状であってもよい。金属板４は、セル１の強度を保つことができればよく、その厚みは特に制限されないが、例えば０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることができる。

【0020】

金属板４は、第１主面４１、第２主面４２、及び複数の貫通孔４３を有している。金属板４の第１主面４１は、セル本体部１０を支持している。金属板４の第２主面４２は、流路３１と対向している。なお、本実施形態では、金属板４の上面が第１主面４１であり、金属板４の下面が第２主面４２である。金属板４の第２主面４２に流路部材３の枠体３２が接続されている。

【0021】

図２に示すように、金属板４は、平面視において矩形状である。なお、金属板４は、円形状など他の形状であってもよい。複数の貫通孔４３は、金属板４の長手方向及び短手方向に沿って配列している。複数の貫通孔４３は、金属板４のうち後述する水素極層５に接合される領域に形成されている。貫通孔４３は、第１主面４１に開口している。また、貫通孔４３は、第２主面４２にも開口している。すなわち、貫通孔４３は、金属板４を厚さ方向に貫通している。貫通孔４３は、流路部材３の流路３１と連通している。

【0022】

貫通孔４３は、平面視において略円形状である。平面視における貫通孔４３の面積は、例えば、０．００００５ｍｍ^２以上１ｍｍ^２以下とすることができる。また、貫通孔４３の直径は、例えば、１０μｍ以上１０００μｍ以下とすることができる。なお、貫通孔４３は、平面視において矩形状であってもよい。

【0023】

流路３１を流れる原料ガスは、貫通孔４３を介して、水素極層５に供給される。この貫通孔４３内にセル本体部１０の一部が入り込んでいる。詳細には、セル本体部１０の水素極層５の一部が貫通孔４３内に入り込んでいる。

【0024】

貫通孔４３は、機械加工（例えば、パンチング加工）、レーザ加工、或いは、化学加工（例えば、エッチング加工）などによって形成することができる。金属板４は、ガス透過性を持たせるために、多孔質金属を用いることもできる。

【0025】

金属板４は、金属材料によって構成されている。例えば、金属板４は、Ｃｒ（クロム）を含有する合金材料によって構成される。このような金属材料としては、Ｆｅ－Ｃｒ系合金鋼（ステンレス鋼など）やＮｉ－Ｃｒ系合金鋼などを用いることができる。金属板４におけるＣｒの含有率は特に制限されないが、４質量％以上３０質量％以下とすることができる。

【0026】

金属板４は、Ｔｉ（チタン）やＺｒ（ジルコニウム）を含有していてもよい。金属板４におけるＴｉの含有率は特に制限されないが、０．０１ｍｏｌ％以上１．０ｍｏｌ％以下とすることができる。金属板４におけるＺｒの含有率は特に制限されないが、０．０１ｍｏｌ％以上０．４ｍｏｌ％以下とすることができる。金属板４は、ＴｉをＴｉＯ_２（チタニア）として含有していてもよいし、ＺｒをＺｒ（ジルコニウム）として含有していてもよい。

【0027】

金属板４は、表面に酸化クロム膜を有していてもよい。酸化クロム膜は、金属板４の表面のうち少なくとも一部を覆う。酸化クロム膜は、金属板４の表面のうち少なくとも一部を覆っていればよいが、表面の略全面を覆っていてもよい。また、酸化クロム膜は、貫通孔４３の内壁面を覆っていてもよい。

【0028】

酸化クロム膜は、酸化クロムを主成分として含有する。本実施形態において、組成物Ｘが物質Ｙを「主成分として含む」とは、組成物Ｘ全体のうち、物質Ｙが７０重量％以上を占めることを意味する。酸化クロム膜の厚みは特に制限されないが、例えば０．１μｍ以上２０μｍ以下とすることができる。

【0029】

［セル本体部１０］
図１に示すように、セル本体部１０は、金属板４の第１主面４１上に配置されている。セル本体部１０は、水素極層５（カソード）、電解質層７、反応防止層８、及び酸素極層９（アノード）を有する。水素極層５、電解質層７、反応防止層８、及び酸素極層９は、この順で金属板４側から積層されている。なお、セル本体部１０は、反応防止層８を有していなくてもよい。また、水素極層５は、本発明の第１電極層の一例であり、酸素極層９は、本発明の第２電極層の一例である。

【0030】

［水素極層５］
水素極層５は、金属板４によって支持される。詳細には、水素極層５は、金属板４の第１主面４１上に配置される。図２に示すように、水素極層５は、金属板４のうち複数の貫通孔４３が設けられた領域を覆うように設けられる。

【0031】

図３に示すように、水素極層５は、本体部５１と、複数の充填部５２とを有している。本体部５１は、金属板４の第１主面４１上に配置されている。本体部５１の厚さｔは、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。本体部５１は、金属板４よりも薄い。

【0032】

充填部５２は、貫通孔４３内に配置されている。充填部５２は、図３に示すように貫通孔４３全体に充填されていてもよいし、図４に示すように貫通孔４３の一部のみに充填されていてもよい。また、図５に示すように、充填部５２は、貫通孔４３から第２主面４２側にはみ出していてもよい。この場合、充填部５２は、第２主面４２と接合していてもよい。充填部５２は、本体部５１と一体的に形成されている。充填部５２の直径は、貫通孔４３の直径と実質的に同じである。

【0033】

図３に示すように、充填部５２の高さｈは、本体部５１の厚さｔよりも大きい。充填部５２の高さｈは、例えば、１００μｍ以上１０００μｍ以下とすることができる。なお、充填部５２の高さｈとは、図３の上下方向の寸法を意味する。

【0034】

水素極層５は、複数の第１気孔５３と、複数の第２気孔５４とを有している。第１気孔５３は、本体部５１内に配置される。すなわち、第１気孔５３は、金属板４の第１主面４１に対して、電解質層７側に配置されている。

【0035】

第２気孔５４は、充填部５２内に配置されている。すなわち、第２気孔５４は、金属板４の貫通孔４３内に配置されている。

【0036】

１つの充填部５２内に複数の第２気孔５４が配置されている。この１つの充填部５２内に配置された複数の第２気孔５４のうち、最も大きい第２気孔５４を最大第２気孔５４と言う。なお、１つの充填部５２内に１つしか第２気孔５４が形成されていない場合、その１つの第２気孔５４が最大第２気孔５４である。

【0037】

最大第２気孔５４は、貫通孔４３を画定する内壁面と間隔をあけて配置されている。また、最大第２気孔５４は、充填部５２内において、第２主面４２側に配置されていることが好ましい。なお、最大第２気孔５４は、充填部５２内において、第１主面４１側に配置されていてもよい。また、最大第２気孔５４は、貫通孔４３を画定する内壁面に接触していてもよい。

【0038】

また、本体部５１内に複数の第１気孔５３が配置されている。この本体部５１内に配置された複数の第１気孔５３のうち、最も大きい第１気孔５３を最大第１気孔５３と言う。

【0039】

最大第２気孔５４の円相当径は、最大第１気孔５３の円相当径よりも大きい。例えば、最大第２気孔５４の円相当径は、最大第１気孔５３の円相当径の２倍以上とすることができる。また、最大第２気孔５４の円相当径は、最大第１気孔５３の円相当径の８０倍以下とすることができる。なお、好ましくは、１つの充填部５２内に配置される複数の第２気孔５４の円相当径の平均値は、第１気孔５３の円相当径の平均値よりも大きい。

【0040】

最大第２気孔５４の円相当径は、以下のようにして測定する。まず、図１のように、貫通孔４３が確認できるように切断面を形成する。この切断面において、貫通孔４３内をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）によって倍率２００で撮影し、そのＳＥＭ写真を画像処理することで、充填部５２内の各第２気孔５４の面積を測定する。そして、最も面積の大きい第２気孔５４を最大第２気孔５４とし、その最大第２気孔５４の面積と同じ面積を有する円の直径を最大第２気孔５４の円相当径とする。

【0041】

また、最大第１気孔５３の円相当径は、以下のようにして測定する。まず、セル本体部１０を樹脂埋めし、中央部付近を切断する。機械研磨によって本体部５１を鏡面状態にし、倍率１０００でＳＥＭ写真を２０枚撮影する。そして、各ＳＥＭ写真を画像処理し、その中で最も大きい気孔を最大第１気孔５３とする。そして、その最大第１気孔５３の面積と同じ面積を有する円の直径を最大第１気孔５３の円相当径とする。

【0042】

なお、複数の充填部５２のうち、いずれかの充填部５２内に形成された最大第２気孔５４の円相当径が、最大第１気孔５３の円相当径よりも大きければよい。すなわち、各充填部５２内に形成された最大第２気孔５４の円相当径の全てが、最大第１気孔５３の円相当径よりも大きい必要はない。

【0043】

好ましくは、複数の充填部５２のうち、１０％以上の充填部５２において、最大第２気孔５４の円相当径が、最大第１気孔５３の円相当径よりも大きい。なお、全ての充填部５２において最大第２気孔５４の円相当径を確認することは困難であるため、例えば、以下のようにして、上記の割合を確認する。まず、任意の１００個の充填部５２のそれぞれにおいて、最大第２気孔５４の円相当径を測定する。そして、その１００個の充填部５２のうち、最大第１気孔５３の円相当径よりも大きい円相当径の最大第２気孔５４を有する充填部５２の割合を確認する。この割合が、１０％以上であることが好ましい。

【0044】

最大第２気孔５４の円相当径は、貫通孔４３の直径の１０％以上７０％以下とすることが好ましい。

【0045】

水素極層５は、多孔質であることが好ましい。水素極層５の気孔率は特に制限されないが、例えば２０％以上７０％以下とすることができる。

【0046】

水素極層５には、貫通孔４３を介して、原料ガスが供給される。原料ガスは、ＣＯ_２及びＨ_２Ｏを含む。水素極層５は、下記（１）式に示す共電解の電気化学反応に従って、原料ガスから、Ｈ_２、ＣＯ、及びＯ^２－を生成する。
・水素極層５：ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ＋４ｅ^－→ＣＯ＋Ｈ_２＋２Ｏ^２－・・・（１）

【0047】

水素極層５は、電子伝導性を有する多孔質材料によって構成される。水素極層５は、酸化物イオン伝導性を有していてよい。水素極層５は、例えば、８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア（８ＹＳＺ）、カルシア安定化ジルコニア（ＣＳＺ）、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）、ガドリニウムドープセリア（ＧＤＣ）、サマリウムドープセリア（ＳＤＣ）、（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｒ，Ｍｎ）Ｏ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＴｉＯ_３、Ｓｒ_２（Ｆｅ,Ｍｏ）_２Ｏ_６、（Ｌａ，Ｓｒ）ＶＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ_３、及びこれらのうち２つ以上を組み合わせた混合材料、或いは、これらのうち１以上とＮｉＯとの複合物によって構成することができる。

【0048】

この水素極層５は、以下のようにして形成することができる。まず、本体部５１用のペーストと、充填部５２用のペーストを作製する。本体部５１用のペーストは、上述したいずれかの材料と、有機成分を含有する造孔材と、を含む。充填部５２用のペーストは、本体部５１用のペーストと同様に作製する。なお、充填部５２用のペーストに含まれる造孔材は、本体部５１用のペーストに含まれる造孔剤よりも大きい。

【0049】

次に、充填部５２用のペーストを金属板４の貫通孔４３内にスクリーン印刷し、貫通孔４３内へのペーストの押し込み、及び第１主面４１上からのペーストの除去を兼ねてスキージングする。続いて、本体部５１用のペーストをスクリーン印刷法によって、金属板４の第１主面４１上に形成する。そして、電気炉で加熱することで造孔材を除去することで気孔を形成したのちに焼成する。以上により、金属板４上に水素極層５が形成される。

【0050】

［電解質層７］
図１に示すように、電解質層７は、水素極層５と酸素極層９との間に配置される。本実施形態では、セル本体部１０が反応防止層８を有しているため、電解質層７は、水素極層５と反応防止層８との間に介挿されている。電解質層７の厚さは特に制限されないが、例えば３μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。

【0051】

本実施形態において、電解質層７は、水素極層５全体を覆うように配置されている。電解質層７の外周部は、金属板４の第１主面４１に接合されている。これにより、水素極層５側と酸素極層９側との間の気密性を確保できるため、金属板４と電解質層７との間を別途封止する必要がない。

【0052】

電解質層７は、水素極層５において生成されたＯ^２－を酸素極層９に伝達させる。電解質層７は、酸化物イオン伝導性を有する。電解質層７は、緻密質材料によって構成される。電解質層７の気孔率は、０％以上７％以下程度である。電解質層７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構成される焼成体である。電解質層７は、例えば、８ＹＳＺ、ＧＤＣ、ＳｃＳＺ、ＳＤＣ、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）などによって構成することができる。

【0053】

電解質層７の形成方法は特に制限されず、焼成法、スプレーコーティング法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法などにより形成することができる。

【0054】

［反応防止層８］
反応防止層８は、電解質層７上に配置される。反応防止層８は、電解質層７と酸素極層９との間に介挿される。反応防止層８の厚さは特に制限されないが、例えば３μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。反応防止層８は、酸素極層９の構成材料と電解質層７の構成材料とが反応して電気抵抗の大きい反応層が形成されることを抑制する。

【0055】

反応防止層８は、酸化物イオン伝導性を有する材料によって構成される。反応防止層８は、ＧＤＣ、ＳＤＣなどのセリア系材料によって構成することができる。反応防止層８の気孔率は特に制限されないが、例えば０％以上５０％以下とすることができる。反応防止層８の形成方法は特に制限されず、焼成法、スプレーコーティング法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法などにより形成することができる。

【0056】

［酸素極層９］
酸素極層９は、電解質層７を基準として、水素極層５の反対側に配置される。本実施形態では、セル１が反応防止層８を有しているため、酸素極層９は、反応防止層８上に配置される。

【0057】

酸素極層９は、多孔質であることが好ましい。酸素極層９の気孔率は特に制限されないが、例えば２０％以上７０％以下とすることができる。酸素極層９の厚さは特に制限されないが、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。

【0058】

酸素極層９は、酸化物イオン伝導性及び電子伝導性を有する多孔質材料によって構成される。酸素極層９は、例えば（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ_３、Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３、及び（Ｓｍ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３のうち１以上と酸化物イオン伝導材料（ＧＤＣなど）との複合物によって構成することができる。

【0059】

酸素極層９の形成方法は特に制限されず、焼成法、スプレーコーティング法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法などにより形成することができる。

【0060】

酸素極層９は、下記（２）式の化学反応に従って、水素極層５から電解質層７を介して伝達されるＯ^２－からＯ_２を生成する。
・酸素極層９：２Ｏ^２－→Ｏ_２＋４ｅ^－・・・（２）

【0061】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0062】

（ａ）上記実施形態では、第１電極層の一例として水素極層５、第２電極層の一例として酸素極層９を説明したが、逆であってもよい。すなわち、図６に示すように、第１電極層が酸素極層９であり、第２電極層が水素極層５であってもよい。この場合、酸素極層９が金属板４上に配置される。また、酸素極層９が、本体部９１、充填部９２、第１気孔９３、及び第２気孔９４を有する。また、酸素極層９と電解質層７との間に、反応防止層８を配置する。

【0063】

（ｂ）上記実施形態では、電気化学セルの一例として、電解セル１を説明したが、電気化学セルは電解セル以外であってもよい。例えば、固体酸化物系燃料電池などの燃料電池セルであってもよい。この場合、第１電極層を燃料極（アノード）とし、第２電極層を空気極（カソード）とすることができる。

【符号の説明】

【0064】

１ ：セル
４ ：金属板
４１ ：第１主面
４２ ：第２主面
４３ ：貫通孔
５ ：水素極層
５１ ：本体部
５２ ：充填部
５３ ：第１気孔
５４ ：第２気孔
７ ：電解質層
９ ：酸素極層
１０ ：セル本体部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】