JP2000133293A - 固体酸化物燃料電池用の接続孔充填式接続体 - Google Patents
固体酸化物燃料電池用の接続孔充填式接続体Info
- Publication number
- JP2000133293A JP2000133293A JP11260630A JP26063099A JP2000133293A JP 2000133293 A JP2000133293 A JP 2000133293A JP 11260630 A JP11260630 A JP 11260630A JP 26063099 A JP26063099 A JP 26063099A JP 2000133293 A JP2000133293 A JP 2000133293A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filler
- anode
- cathode
- thermal expansion
- coefficient
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- H01M8/0256—Vias, i.e. connectors passing through the separator material
-
- 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
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0206—Metals or alloys
- H01M8/0208—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
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0215—Glass; Ceramic materials
- H01M8/0217—Complex oxides, optionally doped, of the type AMO3, A being an alkaline earth metal or rare earth metal and M being a metal, e.g. perovskites
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
- H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
- H01M2300/0071—Oxides
- H01M2300/0074—Ion conductive at high temperature
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池と接続体の熱膨張係数が実質的に合致し
た、固体酸化物燃料電池用接続体を提供する。 【解決手段】 少なくとも一つの貫通接続孔を有するガ
スセパレータープレートと、上記少なくとも一つの接続
孔内に配置され、カソード又はアノードの少なくとも一
方と作用的に関連する少なくとも一つの充填材とから成
ることを特徴とする固体酸化物燃料電池用接続体、およ
び、当該固体酸化物燃料電池用接続体の製造方法。
た、固体酸化物燃料電池用接続体を提供する。 【解決手段】 少なくとも一つの貫通接続孔を有するガ
スセパレータープレートと、上記少なくとも一つの接続
孔内に配置され、カソード又はアノードの少なくとも一
方と作用的に関連する少なくとも一つの充填材とから成
ることを特徴とする固体酸化物燃料電池用接続体、およ
び、当該固体酸化物燃料電池用接続体の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力発生システム
に関し、より詳しくは、改良された固体酸化物燃料電池
用接続体（interconnection）に関する。
に関し、より詳しくは、改良された固体酸化物燃料電池
用接続体（interconnection）に関する。
【０００２】
【従来の技術】今後の２０年で、世界の電力需要は、約
２，０００，０００ＭＷほど増加することが予想され、
その内４９０，０００ＭＷは、天然ガスによる発電によ
って補うことが計画されている。米国における事業規制
解除（Utility deregulation）によって健康問題が懸念
されると共に、電力の送電および配電に伴う投資コスト
に起因して、天然ガス燃焼処理量の少なくとも３０％
は、末端利用者に極めて近接して立地されるモジュラー
式電力プラントで処理される可能性がある。
２，０００，０００ＭＷほど増加することが予想され、
その内４９０，０００ＭＷは、天然ガスによる発電によ
って補うことが計画されている。米国における事業規制
解除（Utility deregulation）によって健康問題が懸念
されると共に、電力の送電および配電に伴う投資コスト
に起因して、天然ガス燃焼処理量の少なくとも３０％
は、末端利用者に極めて近接して立地されるモジュラー
式電力プラントで処理される可能性がある。
【０００３】固体酸化物燃料電池は、エネルギー効率お
よび環境適合性の両面で電力配電に関するこれら要求に
見合った注目すべき解決手段と考えられる。固体酸化物
燃料電池は、ガスタービン又はディーゼル発電器に比し
て、高燃料効率、低排気量、、低騒音および低振動であ
ると共にモジュール性を有している。試験モジュールか
らのデータから、ＮＯｘの発生量は極めて低減され、燃
料電池内には殆ど存在しないことが分かっている。同時
に、燃料電池試験モジュールでは、５０％を超える燃料
効率で作動することが実験により分かっている。
よび環境適合性の両面で電力配電に関するこれら要求に
見合った注目すべき解決手段と考えられる。固体酸化物
燃料電池は、ガスタービン又はディーゼル発電器に比し
て、高燃料効率、低排気量、、低騒音および低振動であ
ると共にモジュール性を有している。試験モジュールか
らのデータから、ＮＯｘの発生量は極めて低減され、燃
料電池内には殆ど存在しないことが分かっている。同時
に、燃料電池試験モジュールでは、５０％を超える燃料
効率で作動することが実験により分かっている。
【０００４】エネルギーの効率的供給および環境適合性
により広く受け入れられようにするため、固体酸化物燃
料電池は、電気および熱をコスト性良く発生できなけれ
ばならない。固体酸化物燃料電池の投資および作動コス
トは、内燃機関およびガスタービン等の他の電力供給源
に比して良好である必要がある。
により広く受け入れられようにするため、固体酸化物燃
料電池は、電気および熱をコスト性良く発生できなけれ
ばならない。固体酸化物燃料電池の投資および作動コス
トは、内燃機関およびガスタービン等の他の電力供給源
に比して良好である必要がある。
【０００５】接続体の機能性およびコストは、市場競争
力のある固体酸化物燃料電池発電器を製造する際の２つ
の大きな障壁である。即ち、接続体には、反応性ガスの
分離および封じ込め、電池の機械的支持、および電池間
を直列および／または並列に接続する低抵抗電流路形成
等の機能が要求される。これら機能要件の達成には困難
を伴う。ランタンクロマイト（ｌａｎｔｈａｎｕｍ ｃ
ｈｒｏｍｉｔｅ）及び高クロム合金から成るモノリシッ
ク接続体は、ある程度好適に使用されている。しかしな
がら、両タイプの接続体とも、非常に高価であり、接続
機能の観点からは適当であるとは言い難い。
力のある固体酸化物燃料電池発電器を製造する際の２つ
の大きな障壁である。即ち、接続体には、反応性ガスの
分離および封じ込め、電池の機械的支持、および電池間
を直列および／または並列に接続する低抵抗電流路形成
等の機能が要求される。これら機能要件の達成には困難
を伴う。ランタンクロマイト（ｌａｎｔｈａｎｕｍ ｃ
ｈｒｏｍｉｔｅ）及び高クロム合金から成るモノリシッ
ク接続体は、ある程度好適に使用されている。しかしな
がら、両タイプの接続体とも、非常に高価であり、接続
機能の観点からは適当であるとは言い難い。
【０００６】ランタンクロマイト及び高クロム合金を、
従来のモノリシック接続構成を有する製品に使用するこ
とは現在コスト的に困難であるが、他方、ネット状セラ
ミック加工および金属成形法を使用した高生産量を想定
すれば、コストは潜在的には低く抑えることが出来、コ
スト競争力のある固体酸化物燃料電池による発電はどう
にか可能であると考えられる。しかしながら、立上げ時
に要求されるコストと当初の市場サイズ間に大きな差が
あり、これが固体酸化物燃料電池の商業化に決定的な障
壁となっている。
従来のモノリシック接続構成を有する製品に使用するこ
とは現在コスト的に困難であるが、他方、ネット状セラ
ミック加工および金属成形法を使用した高生産量を想定
すれば、コストは潜在的には低く抑えることが出来、コ
スト競争力のある固体酸化物燃料電池による発電はどう
にか可能であると考えられる。しかしながら、立上げ時
に要求されるコストと当初の市場サイズ間に大きな差が
あり、これが固体酸化物燃料電池の商業化に決定的な障
壁となっている。
【０００７】ガス分離には、低イオン伝導性の緻密な不
透過性材料が必要である。既に開発されている合金接続
体は、容易にこの要件を満たし得る。また、セラミック
加工法により、十分に高密度な接続体を製造することは
可能である。しかしながら、多くのセラミック組成物
は、許容範囲を超えた高いイオン伝導性を示す。低イオ
ン伝導性を有する公知のセラミック組成物は、その導電
性が許容範囲より小さいか、又はその熱膨張係数（ＣＴ
Ｅ）が、電池の熱膨張係数と合致しないものである。
透過性材料が必要である。既に開発されている合金接続
体は、容易にこの要件を満たし得る。また、セラミック
加工法により、十分に高密度な接続体を製造することは
可能である。しかしながら、多くのセラミック組成物
は、許容範囲を超えた高いイオン伝導性を示す。低イオ
ン伝導性を有する公知のセラミック組成物は、その導電
性が許容範囲より小さいか、又はその熱膨張係数（ＣＴ
Ｅ）が、電池の熱膨張係数と合致しないものである。
【０００８】電池と接続体間の熱膨張係数を合致させた
場合、ガス封じ込めのため、接続体に対し電池をシール
することが可能となる。合金接続体は、通常、電池のＣ
ＴＥより大きなＣＴＥを有する。セラミック接続体のＣ
ＴＥは、合金接続体のＣＴＥに比してより電池に接近し
ているが、依然電池のＣＴＥより低いものである。この
結果、電池の領域が、不適切に変位・変形し、反応性ガ
スを所定の流路に効果的に封じ込めることが困難とな
り、電池のスタック（積重ね）効率に悪影響を与える。
室温と作動温度間の温度変化によって大きな熱変形が生
じる一方、反応ガス流および電流が変化する際のスタッ
ク内の温度変化により、同様に、好ましくない変形が起
こる。
場合、ガス封じ込めのため、接続体に対し電池をシール
することが可能となる。合金接続体は、通常、電池のＣ
ＴＥより大きなＣＴＥを有する。セラミック接続体のＣ
ＴＥは、合金接続体のＣＴＥに比してより電池に接近し
ているが、依然電池のＣＴＥより低いものである。この
結果、電池の領域が、不適切に変位・変形し、反応性ガ
スを所定の流路に効果的に封じ込めることが困難とな
り、電池のスタック（積重ね）効率に悪影響を与える。
室温と作動温度間の温度変化によって大きな熱変形が生
じる一方、反応ガス流および電流が変化する際のスタッ
ク内の温度変化により、同様に、好ましくない変形が起
こる。
【０００９】また、異なる熱膨張特性によって、熱膨張
に起因する相対移動が生じ、電極と接続体間の電流路が
分断される。このように発生する接触抵抗は、スタック
性能およびスタック効率の重大な低下を招く。合金接続
体の場合、この相対移動によって、保護酸化物皮膜（ス
ケール）が剥離して、下層の非保護材料が露出する。非
保護材料が酸化されると、全体皮膜厚が増加する。皮膜
導電性は比較的低いので、皮膜が成長すると、直接、性
能劣化を起こす。
に起因する相対移動が生じ、電極と接続体間の電流路が
分断される。このように発生する接触抵抗は、スタック
性能およびスタック効率の重大な低下を招く。合金接続
体の場合、この相対移動によって、保護酸化物皮膜（ス
ケール）が剥離して、下層の非保護材料が露出する。非
保護材料が酸化されると、全体皮膜厚が増加する。皮膜
導電性は比較的低いので、皮膜が成長すると、直接、性
能劣化を起こす。
【００１０】酸化物皮膜の導電性および成長は、金属接
続体の開発者が対面する最も困難な問題点である。皮膜
抵抗値は、酸化物の導電性、厚さ及び連続性の関数であ
る。多孔性または層状皮膜は、電流路長を増加させる効
果を有するが、他方で有効電流搬送断面積を減少させ
る。皮膜導電性および成長のメカニズムは、皮膜導電性
に比例して皮膜成長速度が増加するという関係にある。
一般に、成長速度がより速くなれば、より疎密かつより
低付着性の皮膜が生じる。（貴金属または半貴金属以外
の）合金では、皮膜成長に起因する劣化を制御するた
め、皮膜導電性を犠牲にする必要がある。また、接続体
を導電性酸化物層で被覆すると、皮膜組成およびミクロ
構造がより良好に制御可能であるが、問題の本質的解決
とはならない。
続体の開発者が対面する最も困難な問題点である。皮膜
抵抗値は、酸化物の導電性、厚さ及び連続性の関数であ
る。多孔性または層状皮膜は、電流路長を増加させる効
果を有するが、他方で有効電流搬送断面積を減少させ
る。皮膜導電性および成長のメカニズムは、皮膜導電性
に比例して皮膜成長速度が増加するという関係にある。
一般に、成長速度がより速くなれば、より疎密かつより
低付着性の皮膜が生じる。（貴金属または半貴金属以外
の）合金では、皮膜成長に起因する劣化を制御するた
め、皮膜導電性を犠牲にする必要がある。また、接続体
を導電性酸化物層で被覆すると、皮膜組成およびミクロ
構造がより良好に制御可能であるが、問題の本質的解決
とはならない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電池
と接続体の熱膨張係数が実質的に合致した、固体酸化物
燃料電池用接続体を提供することにある。
と接続体の熱膨張係数が実質的に合致した、固体酸化物
燃料電池用接続体を提供することにある。
【００１２】本発明の他の目的は、熱膨張係数が合致す
るように電池のアノードとカソード間の接続空間を充填
して成る、接続孔（ｖｉａ）を使用した接続体領域を提
供することにある。
るように電池のアノードとカソード間の接続空間を充填
して成る、接続孔（ｖｉａ）を使用した接続体領域を提
供することにある。
【００１３】本発明の更に別の目的は、接続体のガス分
離および封じ込め機能を、電流搬送機能から分離するこ
とによって、各機能および雰囲気に最適な材料の選択を
可能とすることにある。
離および封じ込め機能を、電流搬送機能から分離するこ
とによって、各機能および雰囲気に最適な材料の選択を
可能とすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ガスセ
パレータープレート及び少なくとも一つの充填材から成
る固体酸化物燃料電池用接続体に存する。ガスセパレー
タープレートには、少なくとも一つの接続孔が貫設され
る。前記少なくとも一つの充填材は、前記少なくとも一
つの接続孔内に配置され、カソード及びアノードの少な
くとも一方と作用的に関連する。
パレータープレート及び少なくとも一つの充填材から成
る固体酸化物燃料電池用接続体に存する。ガスセパレー
タープレートには、少なくとも一つの接続孔が貫設され
る。前記少なくとも一つの充填材は、前記少なくとも一
つの接続孔内に配置され、カソード及びアノードの少な
くとも一方と作用的に関連する。
【００１５】好ましい実施形態において、当該接続体
は、更に、アノードと関連した少なくとも一つのアノー
ド接点と、カソードと関連したカソード接点を含む。い
ずれの場合も、前記接点は、関連する充填材の熱膨張係
数と同一または実質的に同一の熱膨張係数を有する。
は、更に、アノードと関連した少なくとも一つのアノー
ド接点と、カソードと関連したカソード接点を含む。い
ずれの場合も、前記接点は、関連する充填材の熱膨張係
数と同一または実質的に同一の熱膨張係数を有する。
【００１６】他の好ましい実施形態において、前記少な
くとも一つの充填材は、アノード充填材およびカソード
充填材の２つの充填材料から成る。アノード充填材はア
ノードと関連し、カソード充填材はカソードと関連す
る。
くとも一つの充填材は、アノード充填材およびカソード
充填材の２つの充填材料から成る。アノード充填材はア
ノードと関連し、カソード充填材はカソードと関連す
る。
【００１７】更に別の好ましい実施形態において、前記
少なくとも一つの充填材は少なくとも一つの熱膨張率を
有する。この実施形態においては、接続体は更に、アノ
ードと関連した少なくとも一つのアノード接点と、カソ
ードと関連した少なくとも一つのカソード接点を有す
る。前記少なくとも一つの充填材の熱膨張係数は、アノ
ード接点またはカソード接点の少なくとも一方の熱膨張
係数と同一または実質的に同一である。この好ましい実
施形態において、充填材は、直接アノード接点および／
またはカソード接点と関連する。従って、充填材の熱膨
張係数は、関連するアノード接点および／またはカソー
ド接点の熱膨張係数と実質的に合致する。
少なくとも一つの充填材は少なくとも一つの熱膨張率を
有する。この実施形態においては、接続体は更に、アノ
ードと関連した少なくとも一つのアノード接点と、カソ
ードと関連した少なくとも一つのカソード接点を有す
る。前記少なくとも一つの充填材の熱膨張係数は、アノ
ード接点またはカソード接点の少なくとも一方の熱膨張
係数と同一または実質的に同一である。この好ましい実
施形態において、充填材は、直接アノード接点および／
またはカソード接点と関連する。従って、充填材の熱膨
張係数は、関連するアノード接点および／またはカソー
ド接点の熱膨張係数と実質的に合致する。
【００１８】好ましい実施形態において、アノード充填
材は、銀−パラジウム合金、粉体金属法による高クロム
合金混合物（ＰＬＡＮＳＥＥ Ａ．Ｇ．社製、以下この
混合物を「ＰＬＡＮＳＥＥ」と称す）又はドープトラン
タンクロマイト（ｄｏｐｅｄｌａｎｔｈａｎｕｍ ｃｈ
ｏｒｍｉｔｅ）（以下「ＬＳＭＣ」と称す）から形成さ
れる。ガスセパレータープレートはイットリウム安定ジ
ルコニア（３ＹＳＺ）から形成し得る。カソード充填材
は、ランタンストロンチウムマンガナイト（ｌａｎｔｈ
ａｎｕｍ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｍａｎｇａｎｉｔｅ）
又はＬＳＭＣとランタンコバルタイト（以下「ＬＳＣ
ｏ」と称す）の混合物から形成し得る。
材は、銀−パラジウム合金、粉体金属法による高クロム
合金混合物（ＰＬＡＮＳＥＥ Ａ．Ｇ．社製、以下この
混合物を「ＰＬＡＮＳＥＥ」と称す）又はドープトラン
タンクロマイト（ｄｏｐｅｄｌａｎｔｈａｎｕｍ ｃｈ
ｏｒｍｉｔｅ）（以下「ＬＳＭＣ」と称す）から形成さ
れる。ガスセパレータープレートはイットリウム安定ジ
ルコニア（３ＹＳＺ）から形成し得る。カソード充填材
は、ランタンストロンチウムマンガナイト（ｌａｎｔｈ
ａｎｕｍ ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ ｍａｎｇａｎｉｔｅ）
又はＬＳＭＣとランタンコバルタイト（以下「ＬＳＣ
ｏ」と称す）の混合物から形成し得る。
【００１９】この好ましい実施形態において、アノード
接点は、ニッケル、ＰＬＡＮＳＥＥ又はＬＳＭＣからな
り、カソード接点は、銀−パラジウム合金、ランタンス
トロンチウムマンガナイト又はＬＳＣｏから成る。
接点は、ニッケル、ＰＬＡＮＳＥＥ又はＬＳＭＣからな
り、カソード接点は、銀−パラジウム合金、ランタンス
トロンチウムマンガナイト又はＬＳＣｏから成る。
【００２０】本発明の他の要旨は、固体酸化物燃料電池
用接続体の製造方法に存する。当該製造方法は、ａ）ガ
スセパレータープレートを形成する工程と、ｂ）当該ガ
スセパレータープレートを介して少なくとも一つの接続
孔を形成する工程と、ｃ）前記少なくとも一つの接続孔
内に少なくとも一つの充填材を導入する工程と、ｄ）カ
ソード又はアノードの少なくとも一方を、前記少なくと
も一つの充填材と作用可能に関連させる工程とから成
る。
用接続体の製造方法に存する。当該製造方法は、ａ）ガ
スセパレータープレートを形成する工程と、ｂ）当該ガ
スセパレータープレートを介して少なくとも一つの接続
孔を形成する工程と、ｃ）前記少なくとも一つの接続孔
内に少なくとも一つの充填材を導入する工程と、ｄ）カ
ソード又はアノードの少なくとも一方を、前記少なくと
も一つの充填材と作用可能に関連させる工程とから成
る。
【００２１】好ましい実施形態において、前記方法は、
更に、ａ）前記少なくとも一つの接続孔の一端にアノー
ド接点および／またはカソード接点の少なくとも一方を
関連させる工程を含む。当該アノード接点およびカソー
ド接点の熱膨張係数は、前記少なくとも一つの充填材の
熱膨張係数と同一または実質的に同一である。当然なが
ら、アノード接点およびカソード接点の両方を、充填材
の対応部分と作用可能に関連させ、各熱膨張係数を同一
または実質的に同一とすることが出来る。
更に、ａ）前記少なくとも一つの接続孔の一端にアノー
ド接点および／またはカソード接点の少なくとも一方を
関連させる工程を含む。当該アノード接点およびカソー
ド接点の熱膨張係数は、前記少なくとも一つの充填材の
熱膨張係数と同一または実質的に同一である。当然なが
ら、アノード接点およびカソード接点の両方を、充填材
の対応部分と作用可能に関連させ、各熱膨張係数を同一
または実質的に同一とすることが出来る。
【００２２】他の好ましい実施形態において、前記少な
くとも一つの充填材の導入工程は、更に、ａ）前記少な
くとも一つの接続孔に金属インキを導入する工程と、
ｂ）上記金属インキを密に焼結する工程とを含む。
くとも一つの充填材の導入工程は、更に、ａ）前記少な
くとも一つの接続孔に金属インキを導入する工程と、
ｂ）上記金属インキを密に焼結する工程とを含む。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を使用して説明
する。本発明は様々な実施態様が可能であるため、本発
明は以下に図示された実施態様や説明に限定されない。
する。本発明は様々な実施態様が可能であるため、本発
明は以下に図示された実施態様や説明に限定されない。
【００２４】固体酸化物燃料電池スタック（積重ね体）
１０の一部を図１で示す。図に示されるように、電池ス
タックは、複数の３層電池１５及び当該３層電池間に配
置された接続孔充填式（バイアフィルド）接続体１７か
ら成るモノリシック構造を有する。図１で示す実施形態
では、電池スタックは、３つの３層電池と２つの接続体
から成るが、特定分野の要件に応じて、種々の形状およ
びサイズを有する任意の数の３層電池（対応する接続体
とともに）から形成することが出来る。
１０の一部を図１で示す。図に示されるように、電池ス
タックは、複数の３層電池１５及び当該３層電池間に配
置された接続孔充填式（バイアフィルド）接続体１７か
ら成るモノリシック構造を有する。図１で示す実施形態
では、電池スタックは、３つの３層電池と２つの接続体
から成るが、特定分野の要件に応じて、種々の形状およ
びサイズを有する任意の数の３層電池（対応する接続体
とともに）から形成することが出来る。
【００２５】図１に示すように、各３層電池１５は、ア
ノード４０、電解質４１及びカソード４２から成る。ア
ノード、電解質およびカソードは、種々の公知の材料の
組み合わせから形成することが出来る。
ノード４０、電解質４１及びカソード４２から成る。ア
ノード、電解質およびカソードは、種々の公知の材料の
組み合わせから形成することが出来る。
【００２６】図１及び図２に示すように、各接続孔充填
接続体（図２）は、ガスセパレーター２２、充填材２
４、カソード接点２６、アノード接点２８及びシール３
０、３２（図１）から成る。ガスセパレーター２２は、
図１〜３で示すように、複数の接続孔６０を有するセラ
ミック材料から成る。ガスセパレータープレートは、単
層または多層セラミック基板から形成することが出来
る。更に、当業者に公知のように、ガス不透過性、最小
イオン伝導性および燃料電池作動温度に対する耐性を示
す限り、他の多くの異なるセラミック組成を上記ガスセ
パレータープレートに使用することが出来る。例えば、
これに限定されないが、当該接続体は、３モル％Ｙ2Ｏ3
（３ＹＳＯ）等のイットリウム安定ジルコニアから形成
することが出来る。
接続体（図２）は、ガスセパレーター２２、充填材２
４、カソード接点２６、アノード接点２８及びシール３
０、３２（図１）から成る。ガスセパレーター２２は、
図１〜３で示すように、複数の接続孔６０を有するセラ
ミック材料から成る。ガスセパレータープレートは、単
層または多層セラミック基板から形成することが出来
る。更に、当業者に公知のように、ガス不透過性、最小
イオン伝導性および燃料電池作動温度に対する耐性を示
す限り、他の多くの異なるセラミック組成を上記ガスセ
パレータープレートに使用することが出来る。例えば、
これに限定されないが、当該接続体は、３モル％Ｙ2Ｏ3
（３ＹＳＯ）等のイットリウム安定ジルコニアから形成
することが出来る。
【００２７】接続孔６０は、図２〜４で示すように、ガ
スセパレータープレート２２を構成する１つ以上の層を
貫通する開孔から成る。当該接続孔は、種々のサイズ及
び形状に形成でき、また断面形状は、均一であっても不
均一であってもよい。
スセパレータープレート２２を構成する１つ以上の層を
貫通する開孔から成る。当該接続孔は、種々のサイズ及
び形状に形成でき、また断面形状は、均一であっても不
均一であってもよい。
【００２８】図３に示すように、充填材２４は、カソー
ド側接続孔充填材３６及びアノード側接続孔充填材３８
からなり、両充填材とも各接続孔６０内に配置される。
カソード側接続孔充填材およびアノード側接続孔充填材
は、界面６５で互いに接して、接続体を通じた電気接続
を形成する。
ド側接続孔充填材３６及びアノード側接続孔充填材３８
からなり、両充填材とも各接続孔６０内に配置される。
カソード側接続孔充填材およびアノード側接続孔充填材
は、界面６５で互いに接して、接続体を通じた電気接続
を形成する。
【００２９】アノード側接続孔充填材は、アノード接点
と非常に近接した熱膨張係数を有する。同様に、カソー
ド側接続孔充填材は、カソード接点と非常に近接した熱
膨張係数を有する。このため、電池が作動時に熱的に膨
張・収縮する際、電池内に歪みを生じない。カソード側
およびアノード側接続孔充填材は、種々の材料から形成
でき、通常、使用されるカソード及びアノード材料に応
じて選択される。例えば、カソード側接続孔充填材３６
としては、ランタンストロンチウムマンガナイト、ＰＬ
ＡＮＳＥＥとＬＳＭＣの混合物またはＬＳＭＣとＬＳＣ
ｏの混合物等が挙げられる。また、アノード側接続孔充
填材３８としては、ニッケル、銀−パラジウム合金、Ｐ
ＬＡＮＳＥＥとＬＳＭＣの混合物またはＰＬＡＮＳＥＥ
とＬＳＣｏの混合物等が挙げられる。更に、場合によっ
ては、カソード側およびアノード側接続孔充填材の両方
が、同一組成から形成されてもよく、この場合、接続孔
は、ドープトクロマイト、銀−パラジウム合金またはＰ
ＬＡＮＳＥＥ等の単一組成材料によって充填される。
と非常に近接した熱膨張係数を有する。同様に、カソー
ド側接続孔充填材は、カソード接点と非常に近接した熱
膨張係数を有する。このため、電池が作動時に熱的に膨
張・収縮する際、電池内に歪みを生じない。カソード側
およびアノード側接続孔充填材は、種々の材料から形成
でき、通常、使用されるカソード及びアノード材料に応
じて選択される。例えば、カソード側接続孔充填材３６
としては、ランタンストロンチウムマンガナイト、ＰＬ
ＡＮＳＥＥとＬＳＭＣの混合物またはＬＳＭＣとＬＳＣ
ｏの混合物等が挙げられる。また、アノード側接続孔充
填材３８としては、ニッケル、銀−パラジウム合金、Ｐ
ＬＡＮＳＥＥとＬＳＭＣの混合物またはＰＬＡＮＳＥＥ
とＬＳＣｏの混合物等が挙げられる。更に、場合によっ
ては、カソード側およびアノード側接続孔充填材の両方
が、同一組成から形成されてもよく、この場合、接続孔
は、ドープトクロマイト、銀−パラジウム合金またはＰ
ＬＡＮＳＥＥ等の単一組成材料によって充填される。
【００３０】図１〜３で示すように、カソード側接続孔
充填材３６は、カソード接点２６と電気接続される。特
に、図１で示すように、カソード接点は、カソード結着
層４７を介して、３層電池１５”のカソード４２”に接
合される。同様に、アノード接点３８は、アノード結着
層４５を介して、他方の３層電池１５’のアノード４
０’に接合される。各カソード接点およびアノード接点
は、種々の材料から形成することが出来る。アノード接
点材料としては、ニッケル、ＰＬＡＮＳＥＥ、銀−パラ
ジウム合金またはＬＳＭＣ等を使用することが出来、ま
た、カソード接点材料としては、銀−パラジウム合金、
ランタンストロンチウムマンガナイト、ＬＳＭＣ又はＬ
ＳＣｏ等を使用することが出来る。
充填材３６は、カソード接点２６と電気接続される。特
に、図１で示すように、カソード接点は、カソード結着
層４７を介して、３層電池１５”のカソード４２”に接
合される。同様に、アノード接点３８は、アノード結着
層４５を介して、他方の３層電池１５’のアノード４
０’に接合される。各カソード接点およびアノード接点
は、種々の材料から形成することが出来る。アノード接
点材料としては、ニッケル、ＰＬＡＮＳＥＥ、銀−パラ
ジウム合金またはＬＳＭＣ等を使用することが出来、ま
た、カソード接点材料としては、銀−パラジウム合金、
ランタンストロンチウムマンガナイト、ＬＳＭＣ又はＬ
ＳＣｏ等を使用することが出来る。
【００３１】また、図１で示すように、アノードとガス
セパレータープレート間のアノード接点相対配置によっ
て、燃料の通過を容易にする通路５２が形成される。同
様に、カソードとガスセパレータープレート間のカソー
ド接点相対配置によって、空気の通過を容易にする通路
５０が形成される。シール３０及び３２は、それぞれ、
空気および燃料が空気通路および燃料通路からの流出す
るのを防止する。上記シールの材料としては、ガスセパ
レータープレート２２と実質的に同一の材料を使用する
ことが出来る。
セパレータープレート間のアノード接点相対配置によっ
て、燃料の通過を容易にする通路５２が形成される。同
様に、カソードとガスセパレータープレート間のカソー
ド接点相対配置によって、空気の通過を容易にする通路
５０が形成される。シール３０及び３２は、それぞれ、
空気および燃料が空気通路および燃料通路からの流出す
るのを防止する。上記シールの材料としては、ガスセパ
レータープレート２２と実質的に同一の材料を使用する
ことが出来る。
【００３２】上記電池の製造方法は、所望の数の３層電
池と接続体とを組立てる工程から成る。図５において模
式的に示すように、接続体の形成においては、先ず、ガ
スセパレータープレート２２の所望の材料を選択する。
ガスセパレータープレート２２を形成した後、接続孔６
０を、当該プレートを介して穿設する。接続孔６０の特
定パターンの一つを図４に示す。当然ながら、ガスセパ
レータープレート２２を貫通する接続孔は、種々の配置
および方向で設けることが出来る。
池と接続体とを組立てる工程から成る。図５において模
式的に示すように、接続体の形成においては、先ず、ガ
スセパレータープレート２２の所望の材料を選択する。
ガスセパレータープレート２２を形成した後、接続孔６
０を、当該プレートを介して穿設する。接続孔６０の特
定パターンの一つを図４に示す。当然ながら、ガスセパ
レータープレート２２を貫通する接続孔は、種々の配置
および方向で設けることが出来る。
【００３３】ガスセパレータープレート２２を介して穿
設した後、カソード側接続孔充填材３６及びアノード側
接続孔充填材３８を各々選択する。上述したように、各
充填材料は、これらの相対熱膨張係数、並びに各アノー
ド及びカソード材料（又はアノード接点材料およびカソ
ード接点材料）の熱膨張係数に基づいて選択される。各
充填材を選択した後、アノード側接続孔充填材およびカ
ソード側接続孔充填材を、各接続孔に導入する。充填材
を各接続孔に導入する好適な方法としては、所望のカソ
ード金属インキ８０及び所望のアノード金属インキ８２
により接続孔を充填し、次いで充填材を密に焼結する方
法が挙げられる。アノード側接続孔充填材およびカソー
ド側接続孔充填材として同一材料を使用する場合は、単
一材料を接続孔全体に導入する。接続孔を適当な充填材
で充填した後、アノード接点２８及びカソード接点２６
を接続することによって、接続体の組立てを完了する。
最後に、当該接続体、シール及び３層電池を、モノリッ
シク構成に組立てて、図１で示すような電池スタック１
０を完成させる。
設した後、カソード側接続孔充填材３６及びアノード側
接続孔充填材３８を各々選択する。上述したように、各
充填材料は、これらの相対熱膨張係数、並びに各アノー
ド及びカソード材料（又はアノード接点材料およびカソ
ード接点材料）の熱膨張係数に基づいて選択される。各
充填材を選択した後、アノード側接続孔充填材およびカ
ソード側接続孔充填材を、各接続孔に導入する。充填材
を各接続孔に導入する好適な方法としては、所望のカソ
ード金属インキ８０及び所望のアノード金属インキ８２
により接続孔を充填し、次いで充填材を密に焼結する方
法が挙げられる。アノード側接続孔充填材およびカソー
ド側接続孔充填材として同一材料を使用する場合は、単
一材料を接続孔全体に導入する。接続孔を適当な充填材
で充填した後、アノード接点２８及びカソード接点２６
を接続することによって、接続体の組立てを完了する。
最後に、当該接続体、シール及び３層電池を、モノリッ
シク構成に組立てて、図１で示すような電池スタック１
０を完成させる。
【００３４】電池動作においては、電池作動および外部
影響に起因する温度変化により電池が熱的に膨張または
収縮する際、接続孔充填材は、同様に、各アノード又は
カソード（又はアノード接点またはカソード接点）と実
質的に同一の率で膨張または収縮する。このように、膨
張または収縮を通じて、充填材並びにアノード・カソー
ド・接点は、同一の率で膨張または収縮することが出来
る。これによって、電池の一体性を維持できる共に、電
池効率を低下させる歪みの発生を防止することが出来
る。更に、充填材およびガスセパレータープレートに所
望の材料を使用することにより、各材料の利点を有効に
発揮させることが出来る。
影響に起因する温度変化により電池が熱的に膨張または
収縮する際、接続孔充填材は、同様に、各アノード又は
カソード（又はアノード接点またはカソード接点）と実
質的に同一の率で膨張または収縮する。このように、膨
張または収縮を通じて、充填材並びにアノード・カソー
ド・接点は、同一の率で膨張または収縮することが出来
る。これによって、電池の一体性を維持できる共に、電
池効率を低下させる歪みの発生を防止することが出来
る。更に、充填材およびガスセパレータープレートに所
望の材料を使用することにより、各材料の利点を有効に
発揮させることが出来る。
【００３５】上記の記載と図面は、単に発明の例示であ
り、本発明はその要旨を逸脱することなく、種々の修正
と変更を行なうことが可能である。
り、本発明はその要旨を逸脱することなく、種々の修正
と変更を行なうことが可能である。
【００３６】
【発明の効果】本発明の固体酸化物燃料電池用の接続孔
充填式接続体は、電池と接続体の熱膨張係数が実質的に
合致しており、改良された固体酸化物燃料電池用接続体
を提供できるため、その工業的価値は高い。
充填式接続体は、電池と接続体の熱膨張係数が実質的に
合致しており、改良された固体酸化物燃料電池用接続体
を提供できるため、その工業的価値は高い。
【図１】本発明に係わる接続体を有する固体酸化物燃料
電池スタックの側断面図
電池スタックの側断面図
【図２】図１で示す電池スタックの接続体の側立面図
【図３】図２で示す領域Ａの拡大図
【図４】図１で示す電池スタックで使用する接続体の上
面図
面図
【図５】接続体の製造方法の模式図
１０：固体酸化物燃料電池スタック １５：３層電池 １５’：他方の３層電池 １７：接続孔充填式型（バイアフィルド）接続体 ２２：ガスセパレーター ２４：充填材 ２６：カソード接点 ２８：アノード接点 ３０：シール ３２：シール ３６：カソード側接続孔充填材 ３８：アノード側接続孔充填材 ４０：アノード ４０’：アノード ４１：電解質 ４２：カソード ４５：アノード結着層 ４７：カソード結着層 ５０：通路 ５２：通路 ６０：接続孔 ６５：界面 ８０：カソード金属インキ ８２：アノード金属インキ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アショック チャンドラシエクハー カン ドカー アメリカ合衆国 ユタ州 84109 ソルト レークシティー エス レイクラインドラ イブ 2116 (72)発明者 シンガラヴェル エランゴヴァン アメリカ合衆国 ユタ州 84094 サンデ ィー サウスドライクリークロード 11562
Claims (20)
- 【請求項１】 少なくとも一つの接続孔が貫設されたガ
スセパレータープレートと、上記少なくとも一つの接続
孔内に配置され、カソード及びアノードの少なくとも一
方と作用的に関連した少なくとも一つの充填材とから成
る固体酸化物燃料電池用接続体。 - 【請求項２】 前記少なくとも一つの充填材が少なくと
も一つの熱膨張率を有し、前記接続体は更に、アノード
と関連した少なくとも一つのアノード接点と、カソード
と関連したカソード接点を有し、当該アノード接点およ
びカソード接点が上記少なくとも一つの充填材の熱膨張
係数と同一または実質的に同一の熱膨張係数を有する請
求項１に記載の接続体。 - 【請求項３】 前記少なくとも一つのアノード接点が、
ニッケル、ＰＬＡＮＳＥＥ、銀−パラジウム合金および
ＬＳＭＣから成る群より選択された材料から形成されて
いる請求項２に記載の接続体。 - 【請求項４】 前記カソード接点が、銀−パラジウム合
金、ランタンストロンチウムマンガナイト及びＬＳＣｏ
から成る群より選択された材料から形成されている請求
項２に記載の接続体。 - 【請求項５】 前記少なくとも一つの充填材が、アノー
ドと関連したアノード充填材とカソードと関連したカソ
ード充填材の２つの充填材料から成る請求項１に記載の
接続体。 - 【請求項６】 前記少なくとも一つの充填材が少なくと
も一つの熱膨張率を有し、前記接続体は更に、アノード
と関連した少なくとも一つのアノード接点と、カソード
と関連した少なくとも一つのカソード接点を有し、当該
アノード接点およびカソード接点の各々が、熱膨張係数
を有し、前記少なくとも一つの充填材の熱膨張係数が、
前記少なくとも一つのアノード接点および前記少なくと
も一つのカソード接点の少なくとも一方の熱膨張係数と
同一または実質的に同一である請求項１に記載の接続
体。 - 【請求項７】 更に、ガスセパレータープレートの一方
の側に配置された複数のアノード接点と、ガスセパレー
タープレートの他方の側に配置された複数のカソード接
点と、対応するアノード・カソード接点間でガスセパレ
ータープレートに貫設されるとともに、各々少なくとも
一つの充填材が充填される複数の接続孔とから成る請求
項６に記載の接続体。 - 【請求項８】 前記少なくとも一つの充填材が、少なく
とも一つのアノード接点に隣接して配置されたアノード
充填材と、少なくとも一つのカソード接点に隣接して配
置されたカソード充填材の２つの充填材料から成る請求
項１に記載の接続体。 - 【請求項９】 前記アノード充填材が、前記少なくとも
一つのアノード接点の熱膨張係数と同一または実質的に
同一の熱膨張係数を有する請求項８に記載の接続体。 - 【請求項１０】 前記カソード充填材が、前記少なくと
も一つのカソード接点の熱膨張係数と同一または実質的
に同一の熱膨張係数を有する請求項８に記載の接続体。 - 【請求項１１】 前記アノード充填材が、前記少なくと
も一つのアノード接点の熱膨張係数と同一または実質的
に同一の熱膨張係数を有する請求項１０に記載の接続
体。 - 【請求項１２】 前記アノード充填材が、銀−パラジウ
ム合金、ニッケル及びＰＬＡＮＳＥＥとＬＳＭＣの混合
物から成る群より選択される請求項８に記載の接続体。 - 【請求項１３】 前記カソード充填材が、ランタンスト
ロンチウムマンガナイト、ＰＬＡＮＳＥＥ、及びＬＳＭ
ＣとＬＳＣｏの混合物から成る群より選択される請求項
８に記載の接続体。 - 【請求項１４】 前記ガスセパレータープレートが、
（３ＹＳＺ等の）安定ジルコニアから成る請求項１３に
記載の接続体。 - 【請求項１５】 前記ガスセパレータープレートが、
（３ＹＳＺ等の）安定ジルコニアから成る請求項１に記
載の接続体。 - 【請求項１６】 ガスセパレータープレートを形成する
工程と、当該ガスセパレータープレートを介して少なく
とも一つの接続孔を形成する工程と、少なくとも一つの
充填材を上記少なくとも一つの接続孔内に導入する工程
と、カソード又はアノードの少なくとも一方を、上記少
なくとも一つの充填材と作用可能に関連させる工程とか
ら成る固体酸化物燃料電池用接続体の製造方法。 - 【請求項１７】 前記少なくとも一つの充填材が熱膨張
率を有し、前記方法が更に、それぞれ熱膨張係数を有す
るアノード接点およびカソード接点の少なくとも一方
を、前記少なくとも一つの接続孔の一端と関連させる工
程を含み、上記アノード接点およびカソード接点の熱膨
張係数が、前記少なくとも一つの充填材の上記熱膨張係
数と同一または実質的に同一である請求項１６に記載の
方法。 - 【請求項１８】 前記少なくとも一つの充填材が熱膨張
率を有し、前記方法が更に、前記少なくとも一つの接続
孔の一端に熱膨張係数を有する少なくとも一つのアノー
ド接点を関連させる工程と、前記少なくとも一つの接続
孔の他端に熱膨張係数を有する少なくとも一つのカソー
ド接点を関連させる工程とを含み、前記少なくとも一つ
の充填材の熱膨張係数が、前記少なくとも一つのアノー
ド接点および前記少なくとも一つのカソード接点の少な
くとも一方の熱膨張係数と同一または実質的に同一であ
る請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記少なくとも一つの充填材の導入工
程が、カソード接点に近接した少なくとも一つの接続孔
にカソード充填材を導入する工程と、アノード接点に近
接した少なくとも一つの接続孔にアノード充填材を導入
する工程とを含む請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記少なくとも一つの充填材の導入工
程が、前記少なくとも一つの接続孔に金属インキ及びセ
ラミックインキの少なくとも一方を導入する工程と、上
記少なくとも一つの金属またはセラミックインキを密に
焼結する工程とを含む請求項１６に記載の方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2000/005961 WO2001020704A1 (en) | 1999-09-14 | 2000-03-07 | Via filled interconnect for solid oxide fuel cells |
| AU58657/00A AU766866B2 (en) | 1999-09-14 | 2000-03-07 | Via filled interconnect for solid oxide fuel cells |
| KR10-2002-7003370A KR100533149B1 (ko) | 1999-09-14 | 2000-03-07 | 고체 산화 연료전지를 위한 관통공 채움 상호연결수단 |
| CA002384785A CA2384785C (en) | 1999-09-14 | 2000-03-07 | Via filled interconnect for solid oxide fuel cells |
| MXPA02002736A MXPA02002736A (es) | 1999-09-14 | 2000-03-07 | Interconexion por via de relleno para pilas de combustible de oxido solido. |
| CNB008128588A CN1178323C (zh) | 1999-09-14 | 2000-03-07 | 一种用于固体氧化物燃料电池的填充通孔的内部连接件 |
| AT0916000A AT410993B (de) | 1999-09-14 | 2000-03-07 | Verbindungselement für eine festoxid-brennstoffzelle und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/153,959 US6183897B1 (en) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | Via filled interconnect for solid oxide fuel cells |
| US09/153959 | 1998-09-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133293A true JP2000133293A (ja) | 2000-05-12 |
| JP3576881B2 JP3576881B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=22549426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26063099A Expired - Fee Related JP3576881B2 (ja) | 1998-09-16 | 1999-09-14 | 固体酸化物燃料電池用の接続孔充填式接続体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6183897B1 (ja) |
| EP (1) | EP0993059B1 (ja) |
| JP (1) | JP3576881B2 (ja) |
| DE (1) | DE69900574T2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU766866B2 (en) * | 1999-09-14 | 2003-10-23 | Lg Fuel Cell Systems Inc. | Via filled interconnect for solid oxide fuel cells |
| JP2004514240A (ja) * | 2000-05-18 | 2004-05-13 | コーニング インコーポレイテッド | 高性能固体電解質燃料電池 |
| JP2005518652A (ja) * | 2002-02-26 | 2005-06-23 | セラミック・フューエル・セルズ・リミテッド | 燃料電池ガスセパレータ |
| JP2008053045A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池及びその製造方法 |
| JP2008108466A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 |
| JP2008117702A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Ngk Spark Plug Co Ltd | コネクタ及び固体酸化物形燃料電池 |
| WO2009001739A1 (ja) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 高温構造材料と固体電解質形燃料電池用セパレータ |
| US7648789B2 (en) | 2001-07-13 | 2010-01-19 | Ceremic Fuel Cells Limited | Fuel cell gas separator plate with paths of electrically conductive material of a silver-glass composite |
| KR101454081B1 (ko) | 2012-12-26 | 2014-10-22 | 삼성전기주식회사 | 고체산화물 연료전지 |
| WO2015025649A1 (ja) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | 株式会社村田製作所 | 固体電解質形燃料電池 |
| WO2016208449A1 (ja) * | 2015-06-22 | 2016-12-29 | 株式会社 村田製作所 | 固体酸化物形燃料電池 |
| WO2017199448A1 (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | ＦＣＯ Ｐｏｗｅｒ株式会社 | インターコネクト構造及び固体酸化物形燃料電池 |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001089010A1 (en) | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Corning Incorporated | Solid oxide fuel cells with symmetric composite electrodes |
| US7378173B2 (en) * | 2000-05-18 | 2008-05-27 | Corning Incorporated | Fuel cells with enhanced via fill compositions and/or enhanced via fill geometries |
| US6852436B2 (en) * | 2000-05-18 | 2005-02-08 | Corning Incorporated | High performance solid electrolyte fuel cells |
| DE10027311A1 (de) * | 2000-06-05 | 2001-12-13 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von Elektroden in Hochtemperaturbrennstoffzellen |
| US6949307B2 (en) * | 2001-10-19 | 2005-09-27 | Sfco-Efs Holdings, Llc | High performance ceramic fuel cell interconnect with integrated flowpaths and method for making same |
| US6846588B2 (en) | 2002-01-16 | 2005-01-25 | Alberta Research Council Inc. | Hollow inorganic membranes produced by metal or composite electrodeposition |
| US6893762B2 (en) * | 2002-01-16 | 2005-05-17 | Alberta Research Council, Inc. | Metal-supported tubular micro-fuel cell |
| US6824907B2 (en) | 2002-01-16 | 2004-11-30 | Alberta Reasearch Council, Inc. | Tubular solid oxide fuel cell stack |
| US6749775B2 (en) * | 2002-01-29 | 2004-06-15 | Cts Corporation | Conductive via composition |
| US7479304B2 (en) * | 2002-02-14 | 2009-01-20 | Applied Materials, Inc. | Gas distribution plate fabricated from a solid yttrium oxide-comprising substrate |
| US7736772B2 (en) * | 2002-02-14 | 2010-06-15 | Alberta Research Council, Inc. | Tubular solid oxide fuel cell stack |
| US7575821B2 (en) * | 2002-06-11 | 2009-08-18 | General Electric Company | Interconnect supported fuel cell assembly and preform |
| US20060051661A1 (en) * | 2002-11-16 | 2006-03-09 | Meacham G B Kirby | Diffusion stabilized gas barriers |
| CA2509498A1 (en) * | 2002-12-16 | 2004-07-22 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | High performance ceramic anodes and method of producing the same |
| US6958196B2 (en) * | 2003-02-21 | 2005-10-25 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Porous electrode, solid oxide fuel cell, and method of producing the same |
| US7074255B2 (en) * | 2003-10-29 | 2006-07-11 | Meacham G B Kirby | Noble metal gas barriers |
| US20050092175A1 (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-05 | Meacham G.B. K. | Noble metal gas barriers |
| US20050227134A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-13 | Ion American Corporation | Offset interconnect for a solid oxide fuel cell and method of making same |
| WO2007001343A2 (en) * | 2004-08-20 | 2007-01-04 | Ion America Corporation | Nanostructured fuel cell electrode |
| US8709674B2 (en) * | 2005-04-29 | 2014-04-29 | Alberta Research Council Inc. | Fuel cell support structure |
| US7897292B2 (en) * | 2005-05-18 | 2011-03-01 | Lilliputian Systems, Inc. | Fuel cell apparatus and methods |
| US20070037031A1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-02-15 | Ion America Corporation | Cermet and ceramic interconnects for a solid oxide fuel cell |
| US7858261B2 (en) * | 2006-05-02 | 2010-12-28 | Lilliputian Systems, Inc. | Systems and methods for stacking fuel cells |
| US20080193816A1 (en) * | 2006-05-02 | 2008-08-14 | Schaevitz Samuel B | Fuel cell with substrate-patterned lower electrode |
| US9190669B2 (en) | 2006-10-02 | 2015-11-17 | Versa Power Systems, Ltd. | Cell materials variation in SOFC stacks to address thermal gradients in all planes |
| US8313875B2 (en) * | 2006-10-02 | 2012-11-20 | Versa Power Systems, Ltd. | High performance cathode with controlled operating temperature range |
| US10242888B2 (en) | 2007-04-27 | 2019-03-26 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing apparatus with a ceramic-comprising surface which exhibits fracture toughness and halogen plasma resistance |
| US10622194B2 (en) | 2007-04-27 | 2020-04-14 | Applied Materials, Inc. | Bulk sintered solid solution ceramic which exhibits fracture toughness and halogen plasma resistance |
| US8383280B2 (en) * | 2008-08-12 | 2013-02-26 | Amir Niroumand | Fuel cell separator plate with integrated heat exchanger |
| US8986905B2 (en) | 2008-11-11 | 2015-03-24 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnect |
| WO2012133175A1 (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-04 | 株式会社村田製作所 | 燃料電池 |
| EP2693545B1 (en) * | 2011-03-30 | 2015-12-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Fuel cell |
| WO2012133263A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 株式会社村田製作所 | 燃料電池 |
| US8962219B2 (en) | 2011-11-18 | 2015-02-24 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnects and methods of fabrication |
| US9478812B1 (en) | 2012-10-17 | 2016-10-25 | Bloom Energy Corporation | Interconnect for fuel cell stack |
| WO2014074478A1 (en) | 2012-11-06 | 2014-05-15 | Bloom Energy Corporation | Improved interconnect and end plate design for fuel cell stack |
| CA2924499A1 (en) | 2013-10-01 | 2015-04-09 | Bloom Energy Corporation | Pre-formed powder delivery to powder press machine |
| WO2015130644A1 (en) | 2014-02-25 | 2015-09-03 | Bloom Energy Corporation | Composition and processing of metallic interconnects for sofc stacks |
| CN104409747A (zh) * | 2014-10-10 | 2015-03-11 | 赵蕾 | 一种燃料电池的密封片的制备方法 |
| US10120020B2 (en) | 2016-06-16 | 2018-11-06 | Formfactor Beaverton, Inc. | Probe head assemblies and probe systems for testing integrated circuit devices |
| GB201903350D0 (en) | 2019-03-11 | 2019-04-24 | Coorstek Membrane Sciences As | Ceramic materials |
| US11686208B2 (en) | 2020-02-06 | 2023-06-27 | Rolls-Royce Corporation | Abrasive coating for high-temperature mechanical systems |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3717506A (en) * | 1971-01-28 | 1973-02-20 | Us Army | High voltage deposited fuel cell |
| US4510212A (en) * | 1983-10-12 | 1985-04-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid oxide fuel cell having compound cross flow gas patterns |
| US4666798A (en) * | 1985-05-20 | 1987-05-19 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Serially connected solid oxide fuel cells having monolithic cores |
| DE3914244A1 (de) * | 1989-04-29 | 1990-10-31 | Asea Brown Boveri | Brennstoffzellenanordnung und verfahren zu deren herstellung |
| JPH05174852A (ja) * | 1991-12-17 | 1993-07-13 | Yoshida Kogyo Kk <Ykk> | 固体電解質燃料電池用導電性接続部材 |
| US5273837A (en) * | 1992-12-23 | 1993-12-28 | Corning Incorporated | Solid electrolyte fuel cells |
| WO1994022178A2 (en) | 1993-03-20 | 1994-09-29 | Keele University | Solid oxide fuel cell structures |
| US5342705A (en) * | 1993-06-04 | 1994-08-30 | Allied-Signal, Inc. | Monolithic fuel cell having a multilayer interconnect |
| US5614127A (en) * | 1993-06-21 | 1997-03-25 | Gas Research Institute | High-performance ceramic interconnect for SOFC applications |
| JP3064167B2 (ja) * | 1993-09-01 | 2000-07-12 | 三菱重工業株式会社 | 固体電解質燃料電池 |
| US5496655A (en) * | 1994-10-12 | 1996-03-05 | Lockheed Idaho Technologies Company | Catalytic bipolar interconnection plate for use in a fuel cell |
| US5789093A (en) * | 1996-12-10 | 1998-08-04 | Texas Instruments Incorporated | Low profile fuel cell |
-
1998
- 1998-09-16 US US09/153,959 patent/US6183897B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-09-14 JP JP26063099A patent/JP3576881B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-15 DE DE69900574T patent/DE69900574T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-15 EP EP99307432A patent/EP0993059B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU766866B2 (en) * | 1999-09-14 | 2003-10-23 | Lg Fuel Cell Systems Inc. | Via filled interconnect for solid oxide fuel cells |
| JP2004514240A (ja) * | 2000-05-18 | 2004-05-13 | コーニング インコーポレイテッド | 高性能固体電解質燃料電池 |
| US7648789B2 (en) | 2001-07-13 | 2010-01-19 | Ceremic Fuel Cells Limited | Fuel cell gas separator plate with paths of electrically conductive material of a silver-glass composite |
| JP2005518652A (ja) * | 2002-02-26 | 2005-06-23 | セラミック・フューエル・セルズ・リミテッド | 燃料電池ガスセパレータ |
| JP2008053045A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池及びその製造方法 |
| JP2008108466A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 |
| JP2008117702A (ja) * | 2006-11-07 | 2008-05-22 | Ngk Spark Plug Co Ltd | コネクタ及び固体酸化物形燃料電池 |
| WO2009001739A1 (ja) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 高温構造材料と固体電解質形燃料電池用セパレータ |
| KR101454081B1 (ko) | 2012-12-26 | 2014-10-22 | 삼성전기주식회사 | 고체산화물 연료전지 |
| WO2015025649A1 (ja) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | 株式会社村田製作所 | 固体電解質形燃料電池 |
| JPWO2015025649A1 (ja) * | 2013-08-22 | 2017-03-02 | 株式会社村田製作所 | 固体電解質形燃料電池 |
| US9666881B2 (en) | 2013-08-22 | 2017-05-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Solid electrolyte fuel cell |
| WO2016208449A1 (ja) * | 2015-06-22 | 2016-12-29 | 株式会社 村田製作所 | 固体酸化物形燃料電池 |
| JPWO2016208449A1 (ja) * | 2015-06-22 | 2018-01-25 | 株式会社村田製作所 | 固体酸化物形燃料電池 |
| WO2017199448A1 (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | ＦＣＯ Ｐｏｗｅｒ株式会社 | インターコネクト構造及び固体酸化物形燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69900574D1 (de) | 2002-01-24 |
| EP0993059A2 (en) | 2000-04-12 |
| DE69900574T2 (de) | 2002-08-14 |
| JP3576881B2 (ja) | 2004-10-13 |
| US6183897B1 (en) | 2001-02-06 |
| EP0993059B1 (en) | 2001-12-12 |
| EP0993059A3 (en) | 2000-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3576881B2 (ja) | 固体酸化物燃料電池用の接続孔充填式接続体 | |
| AU784450B2 (en) | High performance ceramic fuel cell interconnect with integrated flowpaths and method for making same | |
| RU2337431C2 (ru) | Поддерживаемый батареей твердооксидный топливный элемент | |
| US7951509B2 (en) | Compliant cathode contact materials | |
| JP2008525967A (ja) | 高比出力の固体酸化物型燃料電池スタック | |
| US5312700A (en) | Solid oxide fuel cell and method for producing the same | |
| US8652709B2 (en) | Method of sealing a bipolar plate supported solid oxide fuel cell with a sealed anode compartment | |
| JP2004363101A (ja) | 構造的に降伏可能な燃料電池シール | |
| AU766866B2 (en) | Via filled interconnect for solid oxide fuel cells | |
| AU2009298955B2 (en) | Optimized cell configurations for stable LSCF-based solid oxide fuel cells | |
| JP2007173234A (ja) | 蝋付けされた相互接続を有する燃料電池およびこれを組み立てる方法 | |
| JP2010182425A (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| US20110269054A1 (en) | Fuel cell with a brazed interconnect and method of assembling the same | |
| Rietveld et al. | Status of SOFC component development at ECN | |
| Attryde et al. | Stacks And Systems Based Around Metal Supported SOFCs Operating at 500–600° C | |
| JP2005166562A (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| Ahmed et al. | High performance cell development at CFCL | |
| JP2022146310A (ja) | 電気化学反応単セル | |
| JPH0294366A (ja) | 固体電解質燃料電池 | |
| Yoo et al. | Development of kW Class SOFC Stack and System for Solid Oxide Fuel Cell Operating at Intermediate Temperature | |
| KR20190057015A (ko) | 연료 전지 시스템의 이차 상호접속부 | |
| Sepulveda et al. | Functionally graded composite electrodes for advanced anode-supported, intermediate-temperature SOFC | |
| Lee et al. | Performance and Reliability Improvement of Planar SOFC Stack with Advanced Design of Unit Cell and Sealing | |
| CN101159331A (zh) | 具有微型结构元件的高功率密度燃料电池层设备 | |
| CN102881924A (zh) | 具有硬钎焊互连体的燃料电池及其组装方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030630 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040114 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040415 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040527 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040618 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040708 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090716 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100716 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110716 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110716 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120716 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120716 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130716 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |