JP2000034167A5 - ニッケル系／ジルコニア系複合粉末、その粉末を用いた燃料電池の燃料極及びそれを用いた固体酸化物形燃料電池 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解質型燃料電池（以下ＳＯＦＣとも言う）の燃料極等として好適なニッケル系／ジルコニア系複合粉末、およびそれを用いた固体酸化物型燃料電池の燃料極、および前記燃料極を有する固体酸化物型燃料電池に関する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解質型燃料電池（以下ＳＯＦＣとも言う）の燃料極等として好適なニッケル系／ジルコニア系複合粉末、およびそれを用いた固体酸化物型燃料電池の燃料極、および前記燃料極を有する固体酸化物型燃料電池に関する。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、固体酸化物型燃料電池の長期運転においてＮｉの凝集を抑制するニッケル系／ジルコニア系複合粉末、および前記複合粉末を用いた固体酸化物型燃料電池の燃料極、および前記燃料極を有する固体酸化物型燃料電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するためになされた本発明は、ニッケル及び／又は酸化ニッケルとイッドリアドープジルコニア（ＹＳＺ）からなる複合粉末であって、コバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上が添加されていることを特徴とする。
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するためになされた本発明は、ニッケル及び／又は酸化ニッケルとイッドリアドープジルコニア（ＹＳＺ）からなる複合粉末であって、コバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上が添加されていることを特徴とする。
さらには前記ニッケル系／ジルコニア系複合粉末におけるコバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上の添加量が、ニッケル及び／又は酸化ニッケルに対して５０ｍｏｌ％以下量、望ましくは３０ｍｏｌ％以下量、より望ましくは２０ｍｏｌ％以下量であることを特徴とする。前記ニッケル系／ジルコニア系複合粉末を合成する方法としては、出発原料がコバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上とニッケル、ジルコニウム及びイットリウムの水溶性の金属塩（硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩あるいは塩化物等）であり、共沈法により沈殿生成を行った後に８００℃〜１６００℃の温度にて大気あるいは還元雰囲気下で熱処理して合成する方法が挙げられる。
尚、前記ニッケル系／ジルコニア系複合粉末を合成する方法は、以下を用いても良い。すなわち、ニッケルにコバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上を添加した粉末が、共沈法により沈殿生成を行った後に熱処理する、あるいは金属粉末を混合し熱処理することで合成され、さらに前記粉末にＹＳＺ粉末を混合し熱処理して合成する固体混合法や、ニッケルにコバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上を添加した粉末が、共沈法により沈殿生成を行った後に熱処理する、あるいは金属粉末を混合し熱処理することで合成され、さらに前記粉末に硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩あるいは塩化物等の水溶性のジルコニウム及びイットリウムの金属塩の水溶液を混合し熱処理して合成する固液混合法などが挙げられる。上記合成方法を行うことにより、ニッケル系／ジルコニア系複合粉末中のニッケル及び／又は酸化ニッケル中に、コバルト、アルミニウム、チタニウム及びマグネシウムのを分散した複合粉末を得ることができる。
Claims (13)
- ニッケル及び／又は酸化ニッケルと、イットリアドープジルコニア（ＹＳＺ）からなる複合粉末であって、コバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上を添加することを特徴とするニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- コバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上を、ニッケル及び／又は酸化ニッケルに対して５０ｍｏｌ％以下量添加することを特徴とする請求項１記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- コバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上を、ニッケル及び／又は酸化ニッケルに対して３０ｍｏｌ％以下量添加することを特徴とする請求項１記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- 出発原料がコバルト、アルミニウム、チタニウム、マグネシウムのうち少なくとも１種類以上とニッケル、ジルコニウム及びイットリウムの硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩あるいは塩化物等の水溶液であり、共沈法により沈殿生成を行った後に熱処理することにより合成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- ニッケルにコバルト、アルミニウム、チタニウム及びマグネシウムのうち少なくとも１種類以上を添加した粉末が、共沈法により沈殿生成を行った後に熱処理することで合成され、さらに前記粉末にＹＳＺ粉末を混合し熱処理することにより合成（固体混合法）することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- ニッケルにコバルト、アルミニウム、チタニウム及びマグネシウムのうち少なくとも１種類以上を添加した粉末が、金属ニッケルと前記金属粉末を混合し熱処理することで合成され、さらに前記粉末にＹＳＺ粉末を混合し熱処理することにより合成（固体混合法）することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- ニッケルにコバルト、アルミニウム、チタニウム及びマグネシウムのうち少なくとも１種類以上を添加した粉末が、共沈法により沈殿生成を行った後に熱処理することで合成され、さらに前記粉末に硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩あるいは塩化物等の水溶性のジルコニウム及びイットリウムの金属塩の水溶液を混合し熱処理することにより合成（固液混合法）することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- ニッケルにコバルト、アルミニウム、チタニウム及びマグネシウムのうち少なくとも１種類以上を添加した粉末が、金属ニッケルと前記金属粉末を混合し熱処理することで合成され、さらに前記粉末に硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩あるいは塩化物等の水溶性のジルコニウム及びイットリウムの金属塩の水溶液を混合し熱処理することにより合成（固液混合法）することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- ８００℃〜１６００℃の温度にて熱処理することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- 還元雰囲気にて熱処理することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- ０．２〜５０μｍの範囲に粒度を調整することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末。
- 請求項１乃至１１のいずれかに記載のニッケル系／ジルコニア系複合粉末をスラリーコート法により成膜することを特徴とする固体酸化物形燃料電池の燃料極。
- 請求項１２に記載の燃料極を有することを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
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