CN112313355B - 多孔体、包含其的燃料电池和包含其的水蒸气电解装置 - Google Patents

多孔体、包含其的燃料电池和包含其的水蒸气电解装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112313355B
CN112313355B CN202080003394.XA CN202080003394A CN112313355B CN 112313355 B CN112313355 B CN 112313355B CN 202080003394 A CN202080003394 A CN 202080003394A CN 112313355 B CN112313355 B CN 112313355B
Authority
CN
China
Prior art keywords
skeleton
porous body
cobalt
main body
collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080003394.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112313355A (zh
Inventor
沼田昂真
真岛正利
小川光靖
野田阳平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of CN112313355A publication Critical patent/CN112313355A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112313355B publication Critical patent/CN112313355B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/08—Alloys with open or closed pores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C25B1/042—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water by electrolysis of steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C25B9/23—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/75—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having bipolar electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0232—Metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/023—Porous and characterised by the material
    • H01M8/0241—Composites
    • H01M8/0245—Composites in the form of layered or coated products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

一种多孔体，所述多孔体包含具有三维网络结构的骨架，所述骨架具有包含镍和钴作为构成元素的主体，并且相对于所述镍和所述钴的总质量，所述骨架的所述主体以0.2以上且0.8以下的质量比率包含所述钴。

Description

多孔体、包含其的燃料电池和包含其的水蒸气电解装置
技术领域
本公开涉及多孔体、包含其的燃料电池和包含其的水蒸气电解装置。本申请要求基于2019年5月22日提交的日本专利申请第2019-096107号的优先权。所述日本专利申请中的公开内容通过引用完全并入本文中。
背景技术
常规地，诸如金属多孔体的多孔体具有高孔隙率并因此具有大的表面积，因此已经被用于诸如电池电极、催化剂载体、金属复合材料和过滤器的各种应用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-154517号公报
专利文献2：日本特开2012-132083号公报
专利文献3：日本特开2012-149282号公报
发明内容
根据本公开的一个方面的多孔体包含具有三维网络结构的骨架，所述骨架具有包含镍和钴作为构成元素的主体，并且
相对于所述镍和所述钴的总质量，所述骨架的所述主体以0.2以上且0.8以下的质量比率包含所述钴。
根据本公开的一个方面的燃料电池是包含空气电极用集电器和氢电极用集电器的燃料电池，所述空气电极用集电器和所述氢电极用集电器中的至少一者包含所述多孔体。
根据本公开的一个方面的水蒸气电解装置是包含空气电极用集电器和氢电极用集电器的水蒸气电解装置，所述空气电极用集电器和所述氢电极用集电器中的至少一者包含所述多孔体。
附图说明
图1是大致示出根据本公开的一个实施方式的多孔体的骨架的局部横截面的示意性局部横截面。
图2是沿图1中所示的线A-A所取的横截面。
图3A是着眼于多孔体中的一个单元部以示出根据本公开的一个实施方式的多孔体的三维网络结构的放大示意图。
图3B是示出所述单元部的形状的一个实施方式的示意图。
图4A是示出所述单元部的形状的另一实施方式的示意图。
图4B是示出所述单元部的形状的又一实施方式的示意图。
图5是示出接合在一起的两个单元部的示意图。
图6是示出接合在一起的四个单元部的示意图。
图7是示出由接合在一起的多个单元部形成的三维网络结构的一个实施方式的示意图。
图8是根据本公开的一个实施方式的燃料电池的示意性横截面。
图9是根据本公开的一个实施方式的燃料电池用单元的示意性横截面。
图10是根据本公开的一个实施方式的水蒸气电解装置的示意性横截面。
图11是根据本公开的一个实施方式的水蒸气电解装置用单元的示意性横截面。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
作为这样的金属多孔体的制造方法，例如，日本特开平11-154517号公报(专利文献1)公开了在对发泡树脂等赋予导电性的处理后，在所述发泡树脂上形成由金属制成的电镀层，并根据需要将所述发泡树脂焚化，并由此去除所述发泡树脂以产生金属多孔体。
此外，日本特开2012-132083号公报(专利文献2)公开了具有主要由镍-锡合金构成的骨架的金属多孔体，作为具有抗氧化性和耐腐蚀性的特性的金属多孔体。日本特开2012-149282号公报(专利文献3)公开了具有主要由镍-铬合金构成的骨架的金属多孔体，作为具有高耐腐蚀性的金属多孔体。
如上所述，虽然已知各种类型的多孔体，例如金属多孔体，但是将其用作电池用电极的集电器，特别是固体氧化物燃料电池(SOFC)用电极的集电器(例如，空气电极用集电器和氢电极用集电器)，具有进一步改善的空间。
鉴于上述情况而完成了本公开，并且本公开的目的在于提供具有作为燃料电池的空气电极用集电器和燃料电池的氢电极用集电器的适当强度的多孔体、包含其的燃料电池、和包含其的水蒸气电解装置。
[本公开的有益效果]
根据以上所述，可以提供具有作为燃料电池的空气电极用集电器和燃料电池的氢电极用集电器的适当强度的多孔体、包含其的燃料电池、和包含其的水蒸气电解装置。
[本公开的实施方式的描述]
首先，将列出并描述本公开的实施方式。
[1]根据本公开的一个方面的多孔体包含具有三维网络结构的骨架，
所述骨架具有包含镍和钴作为构成元素的主体，并且
相对于所述镍和所述钴的总质量，所述骨架的所述主体以0.2以上且0.8以下的质量比率包含所述钴。具有这样的特征的多孔体可以具有作为燃料电池的空气电极用集电器和燃料电池的氢电极用集电器的适当强度。
[2]相对于所述镍和所述钴的总质量，所述骨架的所述主体以大于0.4且小于0.6的质量比率包含所述钴。具有这样的特征的多孔体可以进一步具有作为燃料电池的空气电极用集电器和燃料电池的氢电极用集电器的适当强度。
[3]所述骨架的所述主体还包含选自由氮、硫、氟和氯构成的组中的至少一种非金属元素作为构成元素，并且相对于所述骨架的所述主体，以总计5ppm以上且10000ppm以下的比率包含所述非金属元素。在这种情况下，多孔体确保适当的强度，同时多孔体在高温环境下保持高导电性。
[4]所述骨架的所述主体还包含磷作为构成元素，并且相对于所述骨架的所述主体，以5ppm以上且50000ppm以下的比率包含所述磷。在这种情况下，多孔体确保适当的强度，同时多孔体在高温环境下保持高导电性。
[5]所述骨架的所述主体还包含选自由氮、硫、氟、氯和磷构成的组中的至少两种非金属元素作为构成元素，并且相对于所述骨架的所述主体，以总计5ppm以上且50000ppm以下的比率包含所述非金属元素。在这种情况下，多孔体确保适当的强度，同时多孔体在高温环境下保持高导电性。
[6]所述骨架的所述主体优选还包含氧作为构成元素。尽管该实施方式意味着多孔体在使用时被氧化，但是即使在这种状态下，多孔体也可以在高温环境下保持高导电性。
[7]优选所述氧以0.1质量％以上且35质量％以下的量包含在所述骨架的所述主体中。在这种情况下，多孔体可以在高温环境下更有效地保持高导电性。
[8]所述骨架的所述主体优选包含尖晶石型氧化物。在这种情况下，多孔体还可以在高温环境下更有效地保持高导电性。
[9]优选地，当以3000倍的放大倍率对所述骨架的所述主体的横截面进行观察以获得所述骨架的所述主体的观察图像时，在所述观察图像的任意的10μm见方的区域中出现的各自具有1μm以上的长径的空隙的数量为5个以下。这能够充分提高强度。
[10]所述骨架优选是中空的。这使得多孔体轻量并且还可以减少所需的金属量。
[11]所述多孔体优选具有片状外观并且厚度为0.2mm以上且2mm以下。这能够形成厚度小于常规的厚度的空气电极用集电器和氢电极用集电器，并且由此可以减少所需的金属量。
[12]根据本公开的一个方面的燃料电池是包含空气电极用集电器和氢电极用集电器的燃料电池，所述空气电极用集电器和所述氢电极用集电器中的至少一者包含所述多孔体。具有这样的特征的燃料电池可以在高温环境下保持高导电性并因此有效地发电。
[13]根据本公开的一个方面的水蒸气电解装置是包含空气电极用集电器和氢电极用集电器的水蒸气电解装置，所述空气电极用集电器和所述氢电极用集电器中的至少一者包含所述多孔体。具有这样的特征的水蒸气电解装置能够以较低的电阻进行电解并且可以有效地电解水蒸气。
[本公开的实施方式的详细描述]
在下文中，将描述本公开的一个实施方式(下文也称为“本实施方式”)。然而，应当注意，本实施方式不是排他性的。在本说明书中，“A-B”形式的表达是指范围的上限和下限(也就是说，A以上且B以下)，并且当A不带有任何单位并且仅B带有单位时，A具有与B相同的单位。
《多孔体》
根据本实施方式的多孔体是包含具有三维网络结构的骨架的多孔体。所述骨架具有包含镍和钴作为构成元素的主体。相对于所述镍和所述钴的总质量，所述骨架的所述主体以0.2以上且0.8以下的质量比率包含所述钴。具有这样的特征的多孔体可以具有作为燃料电池的空气电极用集电器和燃料电池的氢电极用集电器的适当强度。在此，本实施方式中的“多孔体”例如包含由金属制成的多孔体，由金属氧化物制成的多孔体，以及包含金属和金属氧化物的多孔体。
包含具有如下主体的骨架的多孔体具有高强度，并且即使当其在堆叠SOFC时变形时，其也倾向于不易引起骨架破裂，所述主体包含相对于骨架的主体中所包含的镍和钴的总质量为0.2以上的质量比率的钴。当包含具有如下主体的骨架的多孔体用作空气电极用集电器或氢电极用集电器以制造燃料电池时，作为燃料电池的构成部件的固体电解质倾向于不易破裂，所述主体包含相对于骨架的主体中所包含的镍和钴的总质量为0.8以下的质量比率的钴。
作为考虑到上述情况的结果，包含具有如下主体的骨架的多孔体具有作为燃料电池的空气电极用集电器和燃料电池的氢电极用集电器的适当强度，所述主体包含相对于骨架主体中所包含的镍和钴的总质量为0.2以上且0.8以下的质量比率的钴。
多孔体可以具有以各种形式成形的外观，例如片状、直方体状、球状和圆柱状。尤其，多孔体优选具有片状外观并且具有0.2mm以上且2mm以下的厚度。多孔体更优选具有0.5mm以上且1mm以下的厚度。厚度为2mm以下的多孔体的厚度可以小于常规的厚度，由此可以减少所需的金属量。厚度为0.2mm以上的多孔体可以具有必要的强度。厚度可以例如用市售数字测厚仪测量。
<骨架>
多孔体如上所述包含具有三维网络结构的骨架。骨架具有包含镍和钴作为构成元素的主体。相对于镍和钴的总质量，所述骨架的主体以0.2以上且0.8以下的质量比率包含钴。
如图1所示，骨架具有拥有孔隙部14的三维网络结构。下文将更具体地描述三维网络结构。骨架12由包含镍和钴作为构成元素的主体11(下文也称为“骨架主体11”)和被骨架主体11围绕的中空内部13构成。骨架主体11形成支柱部和节点部，如将在下文中描述的。因此，骨架优选是中空的。
此外，如图2所示，骨架12优选具有与其纵向方向正交的三角形横截面。然而，骨架12的横截面不应限于此。骨架12的横截面可以是除三角形横截面以外的多边形横截面，例如四边形或六边形横截面。此外，骨架12可以具有圆形横截面。
也就是说，优选地，骨架12使得被骨架主体11围绕的内部13具有中空管状形状，并且骨架12具有与其纵向方向正交的三角形或其他多边形或圆形横截面。由于骨架12具有管状形状，因此骨架主体11具有形成管的内表面的内壁和形成管的外表面的外壁。具有围绕中空的内部13的骨架主体11的骨架12使得多孔体是显著轻量的。然而，骨架不限于中空的，而可以是实心的。在这种情况下，可以提高多孔体的强度。
骨架优选以使得镍和钴的总表观重量为200g/m2以上且1000g/m2以下的方式包含镍和钴。表观重量更优选为250g/m2以上且900g/m2以下。如下文将描述的，表观重量例如可以在对经过赋予导电性处理的导电性树脂成型体施加镍-钴合金镀覆时进行适当调整。例如，当多孔体具有片状外观时，表观重量可以通过以下公式确定：
表观重量(g/m2)＝M(g)/S(m2)
其中M：骨架的质量[g]
S：骨架的外观主表面的面积[m2]。
将上述镍和钴的总表观重量转换为每单位体积骨架的质量(或骨架的表观密度)时，如下所述。也就是说，骨架的表观密度优选为0.14g/cm3以上且0.75g/cm3以下，更优选为0.18g/cm3以上且0.65g/cm3以下。在此，“骨架的表观密度”由以下表达式定义：
骨架的表观密度(g/cm3)＝M(g)/V(cm3)
其中M：骨架的质量[g]
V：骨架的外观形状的体积[cm3]。
骨架的孔隙率优选为40％以上且98％以下，更优选为45％以上且98％以下，最优选为50％以上且98％以下。孔隙率为40％以上的骨架使得多孔体是显著轻量的并且还具有增加的表面积。孔隙率为98％以下的骨架使得多孔体具有足够的强度。
骨架的孔隙率由以下表达式定义：
孔隙率(％)＝[1-{M/(V×d)}]×100
其中M：骨架质量[g]
V：骨架的外观形状的体积[cm3]
d：构成骨架的金属的密度[g/cm3]。
骨架优选具有60μm以上且3500μm以下的平均孔径。平均孔径为60μm以上的骨架可以提高多孔体的强度。平均孔径为3500μm以下的骨架可以增强多孔体的弯曲性(或弯曲可加工性)。从这些观点出发，骨架的平均孔径更优选为60μm以上且1000μm以下，最优选为100μm以上且850μm以下。
可以通过以下方法确定骨架的平均孔径。也就是说，首先，使用显微镜以3000倍的放大倍率观察骨架的表面以获得观察图像，并准备其至少10个视野，随后，在这10个视野中的每一个中，确定每1英寸(25.4mm＝25400μm)的单元部的孔隙数，以下将对此进行描述。此外，将这10个视野中的孔隙数取平均值，以获得平均值(nc)，其又被代入以下表达式中以计算数值，该数值定义为骨架的平均孔径：
平均孔径(μm)＝25400μm/nc。
注意，在此骨架的孔隙率和平均孔径与多孔体的孔隙率和平均孔径相同。
优选地，当以3000倍的放大倍率对所述骨架的所述主体的横截面进行观察以获得所述骨架的所述主体的观察图像时，在所述观察图像的任意的10μm见方的区域中出现的各自具有1μm以上的长径的空隙的数量为5个以下。空隙数更优选为3以下。由此，可以充分提高多孔体的强度。此外，应理解，当空隙数为5以下时，骨架的主体与通过烧结细粉而获得的成形体不同。观察到的空隙数的下限例如为零。在此，“空隙数”是指通过观察骨架主体的横截面中的多个(例如10个)“10μm见方区域”中的每一个而确定的空隙数的平均值。
可以通过使用电子显微镜观察骨架的横截面。具体来说，优选通过在10个视野内观察骨架主体的横截面来获得“空隙数”。骨架主体的横截面可以是与骨架的纵向方向正交的横截面，或者可以是与骨架的纵向方向平行的横截面。在观察图像中，可以通过颜色对比(或亮度差异)将空隙与其他部分区分开。尽管空隙的长径的上限不应受到限制，但其例如为10000μm。
骨架主体优选具有10μm以上且50μm以下的平均厚度。在此，“骨架主体的厚度”是指从骨架的内壁或骨架的主体与骨架的中空内部的界面到位于骨架的外侧的外壁的最短距离，并且其平均值被定义为“骨架主体的平均厚度”。可以通过用电子显微镜观察骨架的横截面来确定骨架主体的厚度。
具体来说，可以通过以下方法确定骨架主体的平均厚度。首先，切割片状多孔体以暴露出骨架主体的横截面。选择一个切割的横截面，并用电子显微镜以3000倍的放大倍率放大，从而观察以获得观察图像。随后，对所述观察图像中出现的形成一个骨架的多边形(例如，图2中所示的三角形)的任意一边的厚度在该边的中心处进行测量，并且定义为骨架主体的厚度。此外，对10个观察图像(或在观察图像的10个视野中)进行这样的测量，以获得骨架主体在10个点处的厚度。最后，计算出10个点的平均值，以获得骨架主体的平均厚度。
(三维网络结构)
多孔体包含具有三维网络结构的骨架。在本实施方式中，“三维网络结构”是指三维网络形式的结构。三维网络结构由骨架形成。在下文中，将更具体地描述三维网络结构。
如图7所示，三维网络结构30具有作为基本单位的单元部20，并且由接合在一起的多个单元部20形成。如图3A和图3B所示，单元部20包含支柱部1和连接多个支柱部1的节点部2。尽管为了方便起见以术语分别描述了支柱部1和节点部2，但是它们之间没有明确的边界。也就是说，多个支柱部1和多个节点部2整合在一起而形成单元部20，并且单元部20充当构成三维网络结构30的构成单元。在下文中，为了便于理解，图3A中所示的单元部将被描述为图3B中所示的正十二面体。
首先，存在多个支柱部1和多个节点部2以形成平面多边形结构形式的框架部10。尽管图3B示出了具有作为正五边形的多边形结构的框架部10，但是框架部10可以是除正五边形以外的多边形，例如三角形、四边形或六边形。在此，框架部10的结构也可以理解为使得多个支柱部1和多个节点部2形成平面多边形孔。在本实施方式中，所述平面多边形孔具有直径，所述直径是指外接由框架部10限定的平面多边形孔的圆的直径。多个框架部10组合在一起而形成为三维多面体结构的单元部20。由此，一个支柱部1和一个节点部2被多个框架部10共用。
如上述图2的示意图所示，支柱部1优选地具有但不限于中空管状并且具有三角形横截面。支柱部1可以具有除三角形横截面以外的多边形横截面，例如四边形或六边形横截面或圆形横截面。节点部2可以成形为具有顶点以具有尖锐的边缘，将所述顶点倒角以具有平面形状，或将顶点修圆以具有弯曲形状。
尽管单元部20的多面体结构在图3B中是十二面体，但它可以是其他多面体，例如立方体、二十面体(参见图4A)和截头二十面体(参见图4B)。在此，单元部20的结构也可以理解为形成由多个框架部10中的每一者所限定的虚拟平面A围绕的三维空间(即孔隙部14)。在本实施方式中，可以理解为三维空间具有孔隙，该孔隙的直径(下文也称为“孔径”)是外接由单元部20限定的三维空间的球体的直径。然而，应注意，在本实施方式中，为了方便起见，基于上述计算公式计算出多孔体的孔径。也就是说，由单元部20限定的三维空间的孔隙的直径(或孔径)是指与骨架的孔隙率和平均孔径相同的值。
多个单元部20被组合在一起以形成三维网络结构30(参见图5～图7)。由此，框架部10由两个单元部20共用。三维网络结构30也可以理解为包含框架部10，并且也可以理解为包含单元部20。
如上所述，多孔体具有形成平面多边形孔(或框架部)和三维空间(或单元部)的三维网络结构。因此，可以清楚地将其与仅具有平面孔的二维网络结构(例如，冲压金属、网眼状物等)区分开。此外，多孔体具有一体化形成三维网络结构的多个支柱部和多个节点部，因此可以与诸如通过将用作构成单元的纤维交织而形成的无纺布的结构清楚地区分开。具有这种三维网络结构的多孔体可以具有连续的孔隙。
在本实施方式中，三维网络结构不限于上述结构。例如，单元部可以由多个框架部形成，各框架部具有不同的尺寸和不同的平面形状。此外，三维网络结构可以由多个单元部构成，各单元部具有不同的尺寸和不同的三维形状。三维网络结构可以部分地包含其中不具有平面多边形孔的框架部，或者可以部分地包含其中不具有三维空间的单元部(或具有实心内部的单元部)。
(镍和钴)
如上文所讨论的，骨架具有包含镍和钴作为构成元素的主体。骨架主体的主体不排除包含除镍和钴以外的第三成分，除非所述第三成分影响当前公开的多孔体的功能和效果。然而，骨架的主体优选地包含上述两种成分(镍和钴)作为金属成分。具体来说，骨架的主体优选地包含由镍和钴构成的镍-钴合金。特别地，镍-钴合金优选是骨架主体的主要成分。在此，骨架主体的“主要成分”是指在骨架主体中质量比率最大的成分。更具体来说，当骨架主体含有质量比率大于50质量％的成分时，该成分被称为骨架主体的主要成分。
例如在将多孔体用作SOFC的空气电极用集电器或SOFC的氢电极用集电器之前，也就是说，在将多孔体暴露于700℃以上的高温之前，骨架的主体优选含有总计80质量％以上、更优选90质量％以上、最优选95质量％以上的比率的镍和钴。骨架的主体可以含有总计100质量％的比率的镍和钴。当骨架的主体含有总计100％质量比率的镍和钴时，骨架的主体具有可以由化学式Ni1-nCon表示的组成，其中0.2≤n≤0.8。
当将包含具有含有总计较高比率的镍和钴的主体的骨架的多孔体用作SOFC的空气电极用集电器或SOFC的氢电极用集电器时，作为由镍和/或钴和氧构成的尖晶石型氧化物的生成的氧化物的比率倾向于增加。因此，即使在高温环境下使用时，多孔体也可以保持高导电性。
(相对于镍和钴的总质量的钴的质量比率)
相对于镍和钴的总质量，所述骨架的主体以0.2以上且0.8以下的质量比率包含钴。当将包含具有这样的组成的骨架的多孔体用作SOFC的空气电极或氢电极用集电器时，通过氧化而在骨架中生成由化学式Ni3-xCoxO4(其中0.6≤x≤2.4，通常为NiCo2O4或Ni2CoO4)表示的尖晶石型氧化物。当骨架主体被氧化时，也可能生成由化学式CoCo2O4表示的尖晶石型氧化物。所述尖晶石型氧化物表现出高导电性，并且因此即使当在高温环境下使用多孔体时骨架主体被完全氧化，多孔体也可以保持高导电性。
相对于镍和钴的总质量，所述骨架的主体优选以大于0.4且小于0.6的质量比率包含钴。包含具有如下主体的骨架的多孔体的强度进一步更高，并且即使当其在堆叠SOFC时变形时，其也倾向于不易进一步引起骨架主体破裂，所述主体包含相对于镍和钴的总质量大于0.4且小于0.6的质量比率的钴。当包含具有如下主体的骨架的多孔体被用作空气电极用集电器或氢电极用集电器以制造燃料电池时，作为燃料电池的构成部件的固体电解质倾向于不易破裂，所述主体包含相对于镍和钴的总质量大于0.4且小于0.6的质量比率的钴。
(氧)
骨架的主体优选进一步包含氧作为构成元素。具体来说，骨架的主体更优选包含0.1质量％以上且35质量％以下的量的氧。例如，在将多孔体用作SOFC的空气电极或氢电极用集电器之后，可以检测骨架主体中的氧。也就是说，优选地，在将多孔体暴露于700℃以上的温度之后，骨架的主体包含0.1质量％以上且35质量％以下的量的氧。更优选地，骨架的主体包含10质量％～30质量％的量的氧，进一步优选骨架的主体包含25质量％～28质量％的量的氧。
当骨架的主体包含0.1质量％以上且35质量％以下的量的氧作为构成元素时，可以推断多孔体已暴露于700℃以上的高温的热历史。此外，当将多孔体用作SOFC的空气电极或氢电极用集电器等并因此暴露于700℃以上的高温并且在骨架中产生由镍和/或钴和氧构成的尖晶石型氧化物时，骨架的主体倾向于包含0.1质量％以上且35质量％以下的量的氧作为构成元素。
也就是说，骨架的主体优选包含尖晶石型氧化物。因此，即使当多孔体被氧化时，也可以更有效地保持高导电性。当骨架的主体含有超出上述范围的比率的氧时，多孔体在被氧化时倾向于无法获得更有效地保持高导电性所需的能力。
(第三成分)
骨架的主体可以包含第三成分作为构成元素，只要它不影响当前公开的多孔体具有的功能和效果即可。骨架例如可以包含硅、镁、碳、锡、铝、钠、铁、钨、钛、磷、硼、银、金、铬、钼、氮、硫、氟和氯作为第三成分。这些成分例如可以作为在下文所述的制造方法中不可避免地引入的不可避免的杂质而包含在内。例如，不可避免的杂质的实例包括包含在通过下文所述的赋予导电性的处理形成的导电涂层中的元素。此外，骨架主体可以在多孔体用作SOFC的空气电极用集电器或SOFC的氢电极用集电器之前的状态下包含氧作为第三成分。骨架主体优选包含各自5质量％以下的量的第三成分，并且所述第三成分的总量为10质量％以下。
在本实施方式的一个方面，骨架的主体可以进一步包含选自由氮、硫、氟和氯构成的组中的至少一种非金属元素作为构成元素。相对于骨架的主体，可以以总计5ppm以上且10000ppm以下的比率包含非金属元素。优选地，相对于骨架的主体，以总计10ppm以上且8000ppm以下的比率包含非金属元素。
此外，骨架的主体可以进一步包含磷作为构成元素。相对于骨架的主体，可以以5ppm以上且50000ppm以下的比率包含磷。优选地，相对于骨架的主体，以10ppm以上且40000ppm以下的比率包含磷。
在本实施方式的另一方面，骨架的主体可以进一步包含选自由氮、硫、氟、氯和磷构成的组中的至少两种非金属元素作为构成元素。相对于骨架的主体，可以以总计5ppm以上且50000ppm以下的比率包含所述非金属元素。优选地，相对于骨架的主体，以总计10ppm以上且10000ppm以下的比率包含所述非金属元素。
如上所述，当将多孔体用作SOFC的空气电极或氢电极用集电器时，将其暴露于700℃以上的高温环境中。然而，骨架的主体包含上述非金属元素作为构成元素，并且多孔体可以保持适当的强度。
(所含各元素的比率的测量方法)
骨架主体中所含的各元素(例如氧)的比率(质量％)可以如下确定：可以使用配备扫描电子显微镜(SEM)的EDX装置(例如，SEM部分：商品名“SUPRA35VP”，由Carl ZeissMicroscopy有限公司制造，和EDX部分：商品名“octane super”，由AMETEK公司制造)分析通过SEM观察的所切割骨架的横截面的图像，来确定骨架主体中包含的各元素的质量比率。EDX装置还可以用于确定骨架主体中所含的镍和钴的比率。具体来说，基于由EDX装置检测到的各元素的原子浓度，可以确定骨架主体中的氧、镍和钴(质量％、质量比率等)。此外，骨架的主体是否具有由镍和/或钴和氧构成的尖晶石型氧化物可以通过将横截面暴露于X射线并分析其衍射图谱来确定，即通过X射线衍射法(XRD)来确定。
例如，可以使用诸如X射线衍射仪(例如，商品名(型号)：“Empyrean”，由Spectris制造，和分析软件：“集成X射线粉末衍射软件PDXL”)的测量装置来确定骨架主体是否具有尖晶石型氧化物。例如，可以在以下条件下进行测量：
(测量条件)
X射线衍射法：θ-2θ法
测量系统：准直光束光学镜
扫描范围(2θ)：10°～90°
累积时间：1秒/步
步长：0.03°。
《燃料电池》
根据本实施方式的燃料电池是包含空气电极用集电器和氢电极用集电器的燃料电池。所述空气电极用集电器和所述氢电极用集电器中的至少一者包含多孔体。如上所述，空气电极用集电器或氢电极用集电器包含具有作为燃料电池用集电器的适当强度的多孔体。因此，空气电极用集电器或氢电极用集电器适合作为SOFC的空气电极用集电器和SOFC的氢电极用集电器中的至少一者。对于燃料电池，由于多孔体包含镍和钴，因此更适合将所述多孔体用作空气电极用集电器。
图8是根据本公开的一个实施方式的燃料电池的示意性横截面。燃料电池150包含氢电极用集电器110，空气电极用集电器120，以及燃料电池用单元100。燃料电池用单元100设置在氢电极用集电器110与空气电极用集电器120之间。在此，“氢电极用集电器”是指燃料电池中供应氢的一侧的集电器。“空气电极用集电器”是指燃料电池中供应含氧气体(例如空气)的一侧的集电器。
图9是根据本公开的一个实施方式的燃料电池用单元的示意性横截面。燃料电池用单元100包含空气电极102，氢电极108，设置在空气电极102与氢电极108之间的电解质层106，以及设置在电解质层106与空气电极102之间以防止它们之间反应的中间层104。作为空气电极，例如使用LaSrCo的氧化物(LSC)。作为电解质层，例如使用掺杂有Y的Zr的氧化物(YSZ)。作为中间层，例如使用掺杂有Gd的Ce的氧化物(GDC)。作为氢电极，例如使用YSZ和NiO2的混合物。
燃料电池150还包含具有燃料通道114的第一互连器112和具有氧化剂通道124的第二互连器122。燃料通道114是用于向氢电极108供应燃料(例如氢气)的通道。燃料通道114设置在第一互连器112的面向氢电极用集电器110的主表面上。氧化剂通道124是用于向空气电极102供应氧化剂(例如氧气)的通道。氧化剂通道124设置在第二互连器122的面向空气电极用集电器120的主表面上。
《水蒸气电解装置》
根据本实施方式的水蒸气电解装置是包含空气电极用集电器和氢电极用集电器并且具有与上述燃料电池类似的结构的水蒸气电解装置。所述空气电极用集电器和所述氢电极用集电器中的至少一者包含多孔体。如上所述，空气电极用集电器或氢电极用集电器包含具有作为水蒸气电解装置用集电器的适当强度的多孔体。因此，所述空气电极用集电器或所述氢电极用集电器适合作为水蒸气电解装置的空气电极用集电器和水蒸气电解装置的氢电极用集电器中的至少一者。对于水蒸气电解装置，由于多孔体包含镍和钴，因此更适合将所述多孔体用作空气电极用集电器，并且作为其一个实例，有效降低电阻并因此降低电解电压。
图10是根据本公开的一个实施方式的水蒸气电解装置的示意性横截面。水蒸气电解装置250包含氢电极用集电器210，空气电极用集电器220和水蒸气电解装置用单元200。水蒸气电解装置用单元200设置在氢电极用集电器210与空气电极用集电器220之间。在此，“氢电极用集电器”是指在水蒸气电解装置中产生氢气的一侧的集电器。“空气电极用集电器”是指在水蒸气电解装置中供应含水蒸气的气体(例如，加湿空气)的一侧的集电器。空气电极用集电器也可以理解为在水蒸气电解装置中产生氧气的一侧的集电器。此外，在本实施方式的一个方面，也可以从氢电极用集电器的一侧供应含水蒸气的气体。
图11是根据本公开的一个方面的水蒸气电解装置用单元的示意性横截面。水蒸气电解装置用单元200包含空气电极202，氢电极208，设置在空气电极202与氢电极208之间的电解质层206，以及设置在电解质层206与空气电极202之间以防止它们之间的反应的中间层204。作为空气电极，例如使用LaSrCo的氧化物(LSC)。作为电解质层，例如使用掺杂有Y的Zr的氧化物(YSZ)。作为中间层，例如使用掺杂有Gd的Ce的氧化物(GDC)。作为氢电极，例如使用YSZ和NiO2的混合物。
水蒸气电解装置250还包含具有氢气通道214的第一互连器212和具有水蒸气通道224的第二互连器222。氢气通道214是用于从氢电极208回收氢气的通道。氢气通道214设置在第一互连器212的面向氢电极用集电器210的主表面上。水蒸气通道224是用于将水蒸气(例如，加湿空气)供应到空气电极202的通道。水蒸气通道224设置在第二互连器222的面向空气电极用集电器220的主表面上。
《多孔体的制造方法》
根据本实施方式的多孔体可以通过适当地使用常规已知的方法来制造。因此，虽然对多孔体的制造方法不应进行特别限制，但优选其为如下的方法。
也就是说，优选地，通过如下的用于制造多孔体的方法来制造多孔体，所述方法包含：在具有三维网状结构的树脂成型体上形成导电涂层以获得导电性树脂成型体(第一步骤)；用镍-钴合金镀覆所述导电性树脂成型体以获得多孔体前体(第二步骤)；以及对所述多孔体前体施加热处理以将导电性树脂成型体中的树脂成分焚化，由此除去树脂成分而获得多孔体(第三步骤)。
<第一步骤>
首先，制备具有三维网状结构的树脂成型体的片材(下文也简称为“树脂成型体”)。聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂等可以用作树脂成型体。此外，作为用于赋予树脂成型体以导电性的赋予导电性的处理，在树脂成型体的表面上形成导电涂层。所述赋予导电性的处理例如可以是如下的方法。
(1)通过在树脂成型体上涂布含有碳、导电性陶瓷等导电性粒子和粘结剂的导电性涂料、用所述导电性涂料浸渍所述树脂成型体等手段，使所述导电性涂料包含在树脂成型体的表面中；
(2)通过化学镀在树脂成型体的表面上形成诸如镍和铜的导电性金属的层；以及
(3)通过气相沉积或溅射在树脂成型体的表面上形成导电金属的层。由此，可以获得导电性树脂成型体。
<第二步骤>
随后，在所述导电性树脂成型体上镀覆镍-钴合金以获得多孔体前体。尽管可以通过化学镀用镍-钴合金镀覆导电性树脂成型体，但是从效率的观点出发，优选使用电解镀覆(所谓的镍-钴合金电镀)。在镍-钴合金电镀中，将导电性树脂成型体用作阴极。
镍-钴合金电镀可以使用已知的镀浴来进行。例如，可以使用瓦特浴(watt bath)、氯化物浴、氨基磺酸浴等。镍-钴合金电镀可以用具有如下组成的镀浴并且在例如如下的条件下进行。
(浴液组合物)
盐(水溶液)：氨基磺酸镍和氨基磺酸钴(Ni和Co的总量为350～450g/L)
需要说明的是，根据需要，将以Co相对于Ni和Co的总质量的比率计的Ni/Co的重量比在Co/(Ni+Co)＝0.2～0.8(优选大于0.4且小于0.6)的范围内进行调节。
硼酸：30～40g/L
pH：4～4.5。
(电解条件)
温度：40～60℃
电流密度：0.5～10A/dm2
阳极：不溶性阳极。
由此可以获得具有镀有镍-钴合金的导电性树脂成型体的多孔体前体。另外，当添加诸如氮、硫、氟、氯和磷的非金属元素时，可以将多种类型的添加剂引入镀浴中以使多孔体前体包含它们。所述多种类型的添加剂的实例包含但不限于硝酸钠、硫酸钠、氟化钠、氯化钠和磷酸钠，并且包含各非金属元素就足够。
<第三步骤>
随后，对多孔体前体进行热处理以将导电性树脂成型体中的树脂成分焚化并除去树脂成分以获得多孔体。由此，可以获得具有拥有三维网络结构的骨架的多孔体。用于去除树脂成分的热处理可以例如在600℃以上的温度下在诸如空气的氧化气氛中进行。
在此，通过上述方法获得的多孔体的平均孔径与树脂成型体的平均孔径基本上相等。因此，用于获得多孔体的树脂成型体的平均孔径可以取决于多孔体的用途进行适当选择。由于多孔体具有最终由镀覆金属的量(表观重量)确定的孔隙率，因此镀覆镍-钴合金的表观重量可以取决于多孔体作为最终产品所需的孔隙率进行适当选择。树脂成型体的孔隙率和平均孔径以与上述骨架的孔隙率和平均孔径相同的方式定义，并且可以基于上述计算公式来确定，其中术语“骨架”用术语“树脂成型体”代替。
通过以上步骤，可以制造根据本实施方式的多孔体。多孔体包含具有三维网络结构的骨架，并且所述骨架具有包含镍和钴作为构成元素的主体。此外，相对于镍和钴的总质量，骨架主体以0.2以上且0.8以下的质量比率包含钴。由此，多孔体可以具有作为燃料电池的空气电极或氢电极用集电器的适当的强度。此外，多孔体可以具有作为水蒸气电解装置的空气电极用集电器或水蒸气电解装置的氢电极用集电器的适当强度。
实施例
在下文中，将参考实施例更具体地描述本发明，但本发明不限于此。
[实验1]
《多孔体的制备》
<样品1-1>
通过以下程序制造样品1-1的多孔体。
(第一步骤)
首先，制备1.5mm厚的聚氨酯树脂片作为具有三维网状结构的树脂成型体。当根据上式确定该聚氨酯树脂片的孔隙率和平均孔径时，孔隙率为96％并且平均孔径为450μm。
随后，用导电涂料(包含炭黑的浆料)浸渍树脂成型体，然后用辊挤压并干燥以在树脂成型体的表面上形成导电涂层。由此获得导电性树脂成型体。
(第二步骤)
使用导电性树脂成型体作为阴极，在如下所示的电解条件下用浴液组合物进行电解镀覆。结果，在导电性树脂成型体上沉积了660g/m2的金属镍，由此获得了多孔体前体。
<浴液组合物>
盐(水溶液)：氨基磺酸镍(也就是说，Co/(Ni+Co)的质量比率为0(0质量％))，并且Ni的量为400g/L。
硼酸：35g/L
pH：4.5。
<电解条件>
温度：50℃
电流密度：5A/dm2
阳极：不溶性阳极。
(第三步骤)
对多孔体前体进行热处理，以将导电性树脂成型体中的树脂成分焚化并除去树脂成分，以获得样品1-1的多孔体。例如在空气气氛中在650℃的温度下进行用于去除树脂成分的热处理。
<样品1-2>
第二步骤中使用的浴液组合物是氨基磺酸镍和氨基磺酸钴的水溶液。氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co，其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.05(5质量％)。除了上述浴液组合物以外，以与样品1-1相同的方式制造样品1-2的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-3>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.15(15质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-3的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-4>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.21(21质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-4的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-5>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.25(25质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-5的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-6>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.35(35质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-6的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-7>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.41(41质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-7的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-8>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.45(45质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-8的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-9>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.5(50质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-9的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-10>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.59(59质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-10的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-11>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.65(65质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-11的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-12>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.75(75质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-12的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-13>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.85(85质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-13的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-14>
以使得氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co的方式制备第二步骤中使用的浴液组合物。Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.95(95质量％)。除此之外，以与样品1-2相同的方式制造样品1-14的镍-钴合金的多孔体。
<样品1-15>
第二步骤中使用的浴液组合物是氨基磺酸钴的水溶液。也就是说，Co/(Ni+Co)的质量比率为1(即100质量％)。氨基磺酸钴包含的钴的量为400g/L。除了上述浴液组合物之外，以与样品1-1相同的方式制造样品1-15的金属钴的多孔体。
由此，通过上述程序制备了样品1-1～1-15的多孔体。应注意，样品1-4～1-12对应于实施例，并且样品1-1～1-3和样品1-13～1-15对应于比较例。
《多孔体的性能的评价》
<多孔体的物理特性的分析>
利用配备SEM的EDX装置(SEM部分：商品名“SUPRA35VP”，由Carl ZeissMicroscopy有限公司制造，和EDX部分：商品名“octane super”，由AMETEK公司制造)，对于样品1-1～1-15的多孔体各自检查多孔体骨架主体中的钴的质量相对于多孔体骨架主体中的镍和钴的总质量的比率。具体来说，首先，切割各样品的多孔体。随后，用EDX装置观察所切割的多孔体的骨架的横截面以检测各种元素，并基于元素的原子百分比确定钴的质量比率。结果，相对于骨架中的镍和钴的总质量，样品1-1～1-15各自的多孔体的骨架主体中的钴的质量比率与用于制备多孔体的镀浴中所含的钴相对于镀浴中所含的镍和钴的总质量的质量比率(即Co/(Ni+Co)的质量比率)相匹配。
此外，使用上述计算公式来确定样品1-1～1-15的各多孔体的骨架的平均孔径和孔隙率。结果，所述平均孔径和孔隙率与树脂成型体的孔隙率和平均孔径相匹配，并且孔隙率为96％和平均孔径为450μm。此外，样品1-1～1-15的多孔体的厚度为1.4mm。如上所述，在样品1-1～1-15的各多孔体中，镍和钴的总表观重量为660g/m2。
<发电评价>
此外，将样品1-1～1-15的多孔体作为空气电极用集电器，与由Elcogen AS制造的YSZ单元(参见图9)一起用于制造燃料电池(参见图8)，并且通过以下项目对燃料电池的发电进行评价。
(固体电解质破裂评价)
通过以下程序评价固体电解质的破裂。也就是说，目视观察YSZ单元是否存在裂纹和裂缝，以及因此是否存在破裂。其结果示于表1。
(初始OCV评价)
在完成燃料电池的制造之后，立即用市售的电压表测量所制造的燃料电池各自的开路电压(初始OCV)。其结果示于表1。
(发电1000小时后空气电极用集电器中骨架破裂的评价)
所制造的燃料电池在发电1000小时后用SEM观察其各自的空气电极用集电器，并基于以下标准来评价空气电极用集电器的骨架是否破裂。其结果示于表1。
评价标准
A：在骨架中未观察到裂纹。
B：在骨架中观察到轻微裂纹。
C：骨架部分断裂。
(发电1000小时后的工作电压保持率的评价)
对于制造的各燃料电池，确定初始工作电压V1和1000小时后的工作电压V2，并且使用以下所示的公式来获得1000小时后的工作电压保持率，并且其结果示于下表1。在表1中，“-”指示没有可测量的工作电压保持率。对工作电压V1测量三次，并将其结果取平均值以作为工作电压V1，并且工作电压2也是如此确定。
发电1000小时后的工作电压保持率(％)＝(V2/V1)×100
(发电1000小时后多孔体内所含氧的比率的评价)
通过以下程序确定发电1000小时后多孔体中所含的氧的比率。首先，用SEM观察制造的各燃料电池在发电1000小时后的多孔体(或空气电极用集电器)，以获得所切割的多孔体的骨架的横截面的观察图像(电子显微镜图像)。使用配备SEM的EDX装置(商品名“octanesuper”，由AMETEK公司制造)分析所获得的观察图像，以确定多孔体中所含的氧的比率。其结果示于表1。
表1
Figure BDA0002843720380000281
<讨论>
根据表1，对于包含样品1-13～1-15的多孔体(其中骨架具有包含镍和钴的主体，其中相对于骨架主体中的镍和钴的总质量，所包含的钴的质量比率大于0.8)作为空气电极用集电器的燃料电池，在固体电解质中观察到破裂，因为它们的多孔体过硬。相反，对于包含样品1-1～1-12的多孔体(其中包含0.8以下的质量比率的钴)作为空气电极用集电器的燃料电池，在固体电解质中未观察到破裂。
此外，包含样品1-1～1-3的多孔体(其中骨架具有包含镍和钴的主体，其中相对于骨架主体中的镍和钴的总质量，以小于0.2的质量比率包含钴)作为空气电极用集电器的燃料电池在发电1000小时后，其多孔体的骨架部分断裂。相反，包含样品1-4～1-15的多孔体(其中包含0.2以上的质量比率的钴)作为空气电极用集电器的燃料电池即使在发电1000小时后在多孔体的骨架中也未观察到裂纹。
考虑到上述情况，已发现与不满足上述质量比率的样品1-1～1-3和1-13～1-15的多孔体相比，样品1-4～1-12的多孔体(其中骨架具有包含镍和钴的主体，其中相对于骨架主体中的镍和钴的总质量，以0.2以上且0.8以下的质量比率包含钴)是具有作为燃料电池的空气电极用集电器或燃料电池的氢电极用集电器的适当强度的多孔体。
此外，已发现包含样品1-4～1-12的多孔体(其中骨架具有包含镍和钴的主体，其中相对于骨架主体中的镍和钴的总质量，以0.2以上且0.8以下的质量比率包含钴)作为电极的燃料电池在发电1000小时后提供大于80％的工作电压保持率，因此是令人满意的。
[实验2]
在下文中，将描述其中添加氮、硫、磷、氟和氯作为非金属元素的实例。
《多孔体的制备》
<样品2-1～样品2-4>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将硝酸钠添加至镀浴中以制备样品2-1～2-4的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、9000ppm和11000ppm的量的氮作为非金属元素。
<样品2-5～样品2-8>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.58以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将硝酸钠添加至镀浴中以制备样品2-5～2-8的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、9000ppm和11000ppm的量的氮作为非金属元素。
<样品3-1～样品3-4>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将硫酸钠添加至镀浴中以制备样品3-1～3-4的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、9000ppm和11000ppm的量的硫作为非金属元素。
<样品3-5～样品3-8>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.58以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将硫酸钠添加至镀浴中以制备样品3-5～3-8的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、9000ppm和11000ppm的量的硫作为非金属元素。
<样品4-1～样品4-4>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将磷酸钠添加至镀浴中以制备样品4-1～4-4的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、50000ppm和55000ppm的量的磷作为非金属元素。
<样品4-5～样品4-8>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.58以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将磷酸钠添加至镀浴中以制备样品4-5～4-8的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、50000ppm和55000ppm的量的磷作为非金属元素。
<样品5-1～样品5-4>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氟化钠添加至镀浴中以制备样品5-1～5-4的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、9000ppm和11000ppm的量的氟作为非金属元素。
<样品5-5～样品5-8>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.58以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氟化钠添加至镀浴中以制备样品5-5～5-8的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、9000ppm和11000ppm的量的氟作为非金属元素。
<样品6-1～样品6-4>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氯化钠添加至镀浴中以制备样品6-1～6-4的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、9000ppm和11000ppm的量的氯作为非金属元素。
<样品6-5～样品6-8>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.58以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氯化钠添加至镀浴中以制备样品6-5～6-8的多孔体，所述多孔体含有3ppm、5ppm、9000ppm和11000ppm的量的氯作为非金属元素。
<样品7-1>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氯化钠和磷酸钠添加至镀浴中以制备样品7-1的多孔体，所述多孔体含有分别为2ppm和1ppm的量的氯和磷作为非金属元素。也就是说，多孔体含有总计3ppm的比率的非金属元素。
<样品7-2>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氯化钠和磷酸钠添加至镀浴中以制备样品7-2的多孔体，所述多孔体含有分别为2ppm和3ppm的量的氯和磷作为非金属元素。也就是说，多孔体含有总计5ppm的比率的非金属元素。
<样品7-3>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将硝酸钠和硫酸钠添加至镀浴中以制备样品7-3的多孔体，所述多孔体含有分别为2ppm和3ppm的量的氮和硫作为非金属元素。也就是说，多孔体含有总计5ppm的比率的非金属元素。
<样品7-4>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氟化钠、磷酸钠和硫酸钠添加至镀浴中以制备样品7-4的多孔体，所述多孔体含有分别为10000ppm、30000ppm和10000ppm的量的氟、磷和硫作为非金属元素。也就是说，多孔体含有总计50000ppm的比率的非金属元素。
<样品7-5>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.42以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氟化钠、磷酸钠和硫酸钠添加至镀浴中以制备样品7-5的多孔体，所述多孔体含有分别为5000ppm、30000ppm和20000ppm的量的氟、磷和硫作为非金属元素。也就是说，多孔体含有总计55000ppm的比率的非金属元素。
<样品7-6>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.58以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氯化钠和磷酸钠添加至镀浴中以制备样品7-6的多孔体，所述多孔体含有分别为2ppm和1ppm的量的氯和磷作为非金属元素。也就是说，多孔体含有总计3ppm的比率的非金属元素。
<样品7-7>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.58以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氯化钠和磷酸钠添加至镀浴中以制备样品7-7的多孔体，所述多孔体含有分别为2ppm和3ppm的量的氯和磷作为非金属元素。也就是说，多孔体含有总计5ppm的比率的非金属元素。
<样品7-8>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.58以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将硝酸钠和硫酸钠添加至镀浴中以制备样品7-8的多孔体，所述多孔体含有分别为2ppm和3ppm的量的氮和硫作为非金属元素。也就是说，多孔体含有总计5ppm的比率的非金属元素。
<样品7-9>
除了对于实验1的第二步骤中使用的浴液组合物，氨基磺酸镍和氨基磺酸钴包含总计400g/L的量的Ni和Co且其中Co/(Ni+Co)的质量比率设定为0.58以外，使用与样品1-1相同的方式。此外，将氟化钠、磷酸钠和硫酸钠添加至镀浴中以制备样品7-9的多孔体，所述多孔体含有分别为10000ppm、45000ppm和5000ppm的量的氟、磷和硫作为非金属元素。也就是说，多孔体含有总计60000ppm的比率的非金属元素。
《多孔体的性能的评价》
<多孔体的物理特性的分析>
利用配备SEM的EDX装置(SEM部分：商品名“SUPRA35VP”，由Carl ZeissMicroscopy有限公司制造，和EDX部分：商品名“octane super”，由AMETEK公司制造)，对通过上述方法获得的样品2-1～7-9的多孔体各自检查了多孔体骨架主体中的钴相对于多孔体骨架主体中的镍和钴的总质量的质量比率。具体来说，首先，切割各样品的多孔体。随后，用EDX装置观察所切割的多孔体的骨架的横截面以检测各元素，并基于所述元素的原子百分比确定钴的质量比率。结果，样品2-1～7-9中的各样品的多孔体的骨架主体中的钴相对于样品的多孔体的骨架主体中的镍和钴的总质量的质量比率与用于制备多孔体的镀浴中所含的钴相对于镀浴中所含的镍和钴的总质量的质量比率(即Co/(Ni+Co)的质量比率)相匹配。此外，还使用配备SEM的EDX装置类似地检查了样品2-1～7-9中的各样品的多孔体的骨架主体中所含的非金属元素的比率。
此外，使用上述计算公式来确定样品2-1～7-9的各多孔体的骨架的平均孔径和孔隙率。结果，平均孔径和孔隙率与树脂成型体的孔隙率和平均孔径相匹配，并且孔隙率为96％和平均孔径为450μm。此外，样品2-1～7-9的多孔体的厚度为1.4mm。如上所述，在样品2-1～7-9的各多孔体中，镍和钴的总表观重量为660g/m2。
<发电评价>
此外，将样品2-1～7-9的多孔体用作空气电极用集电器，与由Elcogen AS制造的YSZ单元(参见图9)一起制造燃料电池(参见图8)，并且通过以下项目对燃料电池的发电进行评价。
(固体电解质破裂的评价)
通过以下程序评价固体电解质的破裂。也就是说，目视观察YSZ单元是否存在裂纹和裂缝，以及因此是否存在破裂。其结果示于表2～表4中。
(发电1000小时后的工作电压保持率的评价)
对于制造的各燃料电池，确定初始工作电压V1和1000小时后的工作电压V2，并使用下文所示的公式获得1000小时后的工作电压保持率，并且其结果示于下表2～表4中。在表2～表4中，“-”指示没有可测量的工作电压保持率。对工作电压V1测量三次，并将其结果取平均值以作为工作电压V1，并且工作电压2也是如此确定。
发电1000小时后的工作电压保持率(％)＝(V2/V1)×100
表2
Figure BDA0002843720380000361
表3
Figure BDA0002843720380000362
表4
Figure BDA0002843720380000371
<讨论>
根据表2～表4的结果，已发现当非金属元素是选自由氮、硫、氟和氯构成的组中的至少一者并且多孔体具有其中包含的非金属元素的比率在至少5ppm以上且10000ppm以下的范围内的骨架主体时，在燃料电池中包含的固体电解质中没有观察到破裂。此外，已发现燃料电池在发电1000小时后具有大于90％的工作电压保持率，因此是令人满意的。
此外，根据表3，已发现当非金属元素是磷并且多孔体具有其中包含的磷的比率在至少5ppm以上且50000ppm以下的范围内的骨架主体时，在燃料电池中包含的固体电解质中没有观察到破裂。此外，已发现燃料电池在发电1000小时后的工作电压保持率大于90％，因此是令人满意的。
此外，根据表4中所示的样品7-1～7-9，已发现当包含多种非金属元素并且其包含的比率总计在至少5ppm以上且50000ppm以下的范围内时，在燃料电池中包含的固体电解质中没有观察到破裂。此外，已发现燃料电池在发电1000小时后具有大于90％的工作电压保持率，因此是令人满意的。
尽管已经如上所述地描述了本发明的实施方式和实施例，但是从一开始就已计划适当地组合上述实施方式和实施例的构造。
本文公开的实施方式和实施例在任何方面都是说明性的，而不应解释为限制性的。本发明的范围不是由上述实施方式和实施例来限定，而是由权利要求书的各项来限定，并且旨在包含与权利要求书等同的范围和含义内的任何修改。
标号说明
1支柱部，2节点部，10框架部，11骨架主体，12骨架，13内部，14孔隙部，20单元部，30三维网络结构，100燃料电池用单元，102空气电极，104中间层，106电解质层，108氢电极，110氢电极用集电器，112第一互连器，114燃料通道，120空气电极用集电器，122第二互连器，124氧化剂通道，150燃料电池，200水蒸气电解装置用单元，202空气电极，204中间层，206电解质层，208氢电极，210氢电极用集电器，212第一互连器，214氢通道，220空气电极用集电器，222第二互连器，224水蒸气通道，250水蒸气电解装置，A虚拟平面。

Claims (9)

1.一种多孔体，所述多孔体包含具有三维网络结构的骨架，其中，
所述骨架具有包含镍和钴作为构成元素的主体，并且
相对于所述镍和所述钴的总质量，所述骨架的所述主体以大于0.4且小于0.6的质量比率包含所述钴，其中：
所述骨架的所述主体还包含选自由氮、硫、氟和氯构成的组中的至少一种非金属元素作为构成元素，并且相对于所述骨架的所述主体，以总计5ppm以上且10000ppm以下的比率包含所述非金属元素；或者
所述骨架的所述主体还包含磷作为构成元素，并且相对于所述骨架的所述主体，以5ppm以上且50000ppm以下的比率包含所述磷；或者
所述骨架的所述主体还包含选自由氮、硫、氟、氯和磷构成的组中的至少两种非金属元素作为构成元素，并且相对于所述骨架的所述主体，以总计5ppm以上且50000ppm以下的比率包含所述非金属元素。
2.根据权利要求1所述的多孔体，其中，
所述骨架的所述主体还包含氧作为构成元素。
3.根据权利要求2所述的多孔体，其中，
所述氧以0.1质量％以上且35质量％以下的量包含在所述骨架的所述主体中。
4.根据权利要求2或3所述的多孔体，其中，
所述骨架的所述主体包含尖晶石型氧化物。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的多孔体，其中，
当以3000倍的放大倍率对所述骨架的所述主体的横截面进行观察以获得所述骨架的所述主体的观察图像时，在所述观察图像的任意的10μm见方的区域中出现的各自具有1μm以上的长径的空隙的数量为5个以下。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的多孔体，其中，
所述骨架是中空的。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的多孔体，其中，
所述多孔体具有片状外观并且厚度为0.2mm以上且2mm以下。
8.一种燃料电池，所述燃料电池包含：空气电极用集电器和氢电极用集电器，其中，
所述空气电极用集电器和所述氢电极用集电器中的至少一者包含根据权利要求1～7中任一项所述的多孔体。
9.一种水蒸气电解装置，所述水蒸气电解装置包含：空气电极用集电器和氢电极用集电器，其中，
所述空气电极用集电器和所述氢电极用集电器中的至少一者包含根据权利要求1～7中任一项所述的多孔体。
CN202080003394.XA 2019-05-22 2020-04-15 多孔体、包含其的燃料电池和包含其的水蒸气电解装置 Active CN112313355B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-096107 2019-05-22
JP2019096107 2019-05-22
PCT/JP2020/016533 WO2020235265A1 (ja) 2019-05-22 2020-04-15 多孔体、それを含む燃料電池、およびそれを含む水蒸気電解装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112313355A CN112313355A (zh) 2021-02-02
CN112313355B true CN112313355B (zh) 2022-03-22

Family

ID=73458575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080003394.XA Active CN112313355B (zh) 2019-05-22 2020-04-15 多孔体、包含其的燃料电池和包含其的水蒸气电解装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210175520A1 (zh)
EP (1) EP3795705A4 (zh)
JP (1) JP7355034B2 (zh)
KR (1) KR20220012779A (zh)
CN (1) CN112313355B (zh)
WO (1) WO2020235265A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220416255A1 (en) * 2019-12-24 2022-12-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Porous body and fuel cell including the same
WO2024070083A1 (ja) * 2022-09-28 2024-04-04 住友電気工業株式会社 多孔体、多孔質集電体、およびそれらを備える固体酸化物形燃料電池

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11154517A (ja) 1997-11-21 1999-06-08 Inoac Corporation:Kk 二次電池用金属多孔体及びその製造方法
JP4406820B2 (ja) * 2003-08-08 2010-02-03 三菱マテリアル株式会社 固体電解質型燃料電池の酸素極集電体
JP5759169B2 (ja) 2010-12-24 2015-08-05 住友電気工業株式会社 高耐食性を有する金属多孔体及びその製造方法
JP5691107B2 (ja) 2011-01-17 2015-04-01 富山住友電工株式会社 高耐食性を有する金属多孔体及びその製造方法
JP6080088B2 (ja) * 2011-10-27 2017-02-15 住友電気工業株式会社 多孔質集電体及びこれを用いた燃料電池
KR101499588B1 (ko) * 2012-07-12 2015-03-06 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극 및 이의 제조방법
KR101807781B1 (ko) * 2013-12-26 2017-12-12 재단법인 포항산업과학연구원 고체산화물 연료전지용 공기극 집전체 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지
JP6300315B2 (ja) * 2014-03-31 2018-03-28 住友電気工業株式会社 燃料電池用集電体及び燃料電池
JP6434723B2 (ja) * 2014-07-01 2018-12-05 住友電気工業株式会社 膜電極複合体、膜電極複合体の製造方法、燃料電池及び燃料電池の製造方法
JP2017033917A (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 住友電気工業株式会社 金属多孔体、燃料電池、及び金属多孔体の製造方法
WO2017022542A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 住友電気工業株式会社 金属多孔体、燃料電池、及び金属多孔体の製造方法
WO2017201186A1 (en) * 2016-05-17 2017-11-23 University Of Houston System Three-dimensional porous nise2 foam-based hybrid catalysts for ultra-efficient hydrogen evolution reaction in water splitting
JP7016615B2 (ja) * 2017-03-01 2022-02-07 住友電気工業株式会社 プロトン伝導体、固体電解質層、セル構造体、およびそれを備える水蒸気電解セルならびに燃料電池
KR20200029439A (ko) * 2017-07-14 2020-03-18 스미토모덴키고교가부시키가이샤 금속 다공체, 고체 산화물형 연료 전지 및 금속 다공체의 제조 방법
JP6555326B2 (ja) 2017-11-24 2019-08-07 マツダ株式会社 運転支援装置
WO2019190729A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Battelle Energy Alliance, Llc Electrochemical cells comprising three-dimensional (3d) electrodes
WO2019244480A1 (ja) * 2018-06-21 2019-12-26 住友電気工業株式会社 多孔体、それを含む集電体および燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN112313355A (zh) 2021-02-02
US20210175520A1 (en) 2021-06-10
JP7355034B2 (ja) 2023-10-03
EP3795705A4 (en) 2022-05-04
JPWO2020235265A1 (zh) 2020-11-26
KR20220012779A (ko) 2022-02-04
EP3795705A1 (en) 2021-03-24
WO2020235265A1 (ja) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7230826B2 (ja) 多孔体、それを含む集電体および燃料電池
CN112313355B (zh) 多孔体、包含其的燃料电池和包含其的水蒸气电解装置
JP7021669B2 (ja) 金属多孔体、固体酸化物型燃料電池及び金属多孔体の製造方法
US20200377973A1 (en) Metal porous body
US11757106B2 (en) Porous body and fuel cell including the same
WO2021131689A1 (ja) 多孔体、およびそれを含む燃料電池
WO2020235266A1 (ja) 多孔体、それを含む燃料電池、およびそれを含む水蒸気電解装置
US20220320530A1 (en) Porous body, fuel cell including the same, and steam electrolysis apparatus including the same
EP3849003A1 (en) Fuel cell
EP4043599A1 (en) Surface-coated metallic porous body
EP3654429A1 (en) Metal porous body, solid oxide fuel cell and method for manufacturing said metal porous body
WO2024070083A1 (ja) 多孔体、多孔質集電体、およびそれらを備える固体酸化物形燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant