JP2000182628A - Manufacture of porous electrode for thin film solid electrolyte element - Google Patents

Manufacture of porous electrode for thin film solid electrolyte element

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JP2000182628A
JP2000182628A JP10356532A JP35653298A JP2000182628A JP 2000182628 A JP2000182628 A JP 2000182628A JP 10356532 A JP10356532 A JP 10356532A JP 35653298 A JP35653298 A JP 35653298A JP 2000182628 A JP2000182628 A JP 2000182628A
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Japan
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thin film
metal
electrode
porous
solid electrolyte
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Japanese (ja)
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Yuji Mukai
裕二 向井
Yasuhito Takahashi
康仁 高橋
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode with excellent air permeability by applying an electrode material composed of a carbon or a carbon compound and of a metal compound decomposable at a temperature lower than that which a carbon or a carbon compound is oxidized and gasified onto a substrate and by heating at least at a temperature that a carbon or a carbon compound is gasified. SOLUTION: In this manufacturing method, a platinum rhodinate as a metallic compound 14 and a graphite fine powder as a carbon fine powder 15 are mixed and an electrode material paste 13 containing a diluent is applied onto a porous substrate 11. The substrate 11 is heated at 900 deg.C and the platinum rhodinate is decomposed to form a thin film of a platinum particle 16 and the graphite fine powder 15. The graphite fine powder 15 is consumed at 700 to 900 deg.C and a porous thin film 12 having an air hole 17 is formed. The metallic compound 14 is an organic metallic salt of noble metal such as gold or silver or of rhodinate, etc., or an inorganic metallic salt of halide, etc.; a platinum chloride such as hexachloroplatinic acid hexahydrate is preferable. 1 to 5 pts.wt. of the carbon fine powder to 100 pts.wt. of the metallic compound is preferable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解質薄膜を
用いたセンサ素子などに用いられる多孔質電極の製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a porous electrode used for a sensor element using a solid electrolyte thin film.

【0002】[0002]

【従来の技術】多孔質電極を用いる薄膜固体電解質素子
の一例としては、食品の酸化を防止するための酸素分離
装置がある(例えば、特開平9−241003号公
報)。この酸素分離装置の構成を図6に示す。固体電解
質として、ジルコニアを用い、アルミナからなる多孔質
基板1上に、第一の白金電極2、ジルコニア薄膜3、お
よび第二の白金電極4が順次積層されている。また、第
一の電極2と第二の電極4は、直流電源5に接続されて
いる。次に、この酸素分離装置の動作を説明する。上記
のような構成の酸素分離装置は、多孔質基板1側を食品
保存庫などの密閉容器6内へ、第二の白金電極4側を大
気側になるように配置される。そして、第一の白金電極
2に負電圧、第二の白金電極4に正電圧を印加すると、
食品保存庫6内の酸素ガスが、第一の白金電極2で電子
を受け取り、負電位を有する酸素イオンとなる。ジルコ
ニア薄膜3は、酸素イオン伝導性を有するため、前記酸
素イオンは、第一の電極2から第二の電極4の方向へ移
動し、そして、第二の電極4で電子を放出して、酸素ガ
スとなって大気へ放出される。このようにして、食品保
存庫内を脱酸素雰囲気に保持することができるため、庫
内の食品の劣化が抑制され、食品の長期間の保存が可能
になる。
2. Description of the Related Art As an example of a thin-film solid electrolyte device using a porous electrode, there is an oxygen separator for preventing the oxidation of food (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-241003). FIG. 6 shows the configuration of this oxygen separator. Using zirconia as a solid electrolyte, a first platinum electrode 2, a zirconia thin film 3, and a second platinum electrode 4 are sequentially laminated on a porous substrate 1 made of alumina. The first electrode 2 and the second electrode 4 are connected to a DC power supply 5. Next, the operation of the oxygen separator will be described. The oxygen separator having the above-described configuration is arranged such that the porous substrate 1 side is placed in a closed container 6 such as a food storage, and the second platinum electrode 4 side is placed on the atmosphere side. When a negative voltage is applied to the first platinum electrode 2 and a positive voltage is applied to the second platinum electrode 4,
The oxygen gas in the food storage 6 receives electrons at the first platinum electrode 2 and becomes oxygen ions having a negative potential. Since the zirconia thin film 3 has oxygen ion conductivity, the oxygen ions move from the first electrode 2 to the second electrode 4, and emit electrons at the second electrode 4 to form oxygen ions. Released as gas into the atmosphere. In this way, the food storage can be kept in a deoxygenated atmosphere, so that the food in the storage is prevented from deteriorating and the food can be stored for a long time.

【0003】このような酸素分離装置の電極には、酸素
ガスが通過できるように、多孔質体を用いる必要があ
る。従来、第一および第二の電極は、スパッタリング法
によって形成され、真空度を調整するなどのスパッタリ
ング条件を制御することによって、電極を白金微粒子が
集合した多孔質体となるように形成している。
[0003] It is necessary to use a porous material as an electrode of such an oxygen separator so that oxygen gas can pass therethrough. Conventionally, the first and second electrodes are formed by a sputtering method, and by controlling sputtering conditions such as adjusting the degree of vacuum, the electrodes are formed to be a porous body in which platinum fine particles are aggregated. .

【0004】また、多孔質電極を用いる固体電解質薄膜
素子の他の例としては、湿度センサがある(例えば、特
開平10−82751号公報)。この湿度センサは、固
体電解質としてバリウム−セリウム−ガドリニウム酸化
物を用い、シリコン基板上に、第一の電極、固体電解質
薄膜、および第二の電極が順次積層されて構成されてい
る。第一の電極と第二の電極は、交流電圧を印加する交
流信号源と接続されるとともに、センサ素子のインピー
ダンスを測定できる測定回路と接続されている。バリウ
ム−セリウム−ガドリニウム酸化物薄膜中には、空気中
に水蒸気として存在する水から取り込まれた水素イオン
が存在し、この水素イオン量は、湿度に依存する。した
がって、酸化物薄膜のインピーダンス等の電気的特性を
測定することによって、湿度を求めることができる。ま
た、このような構成のセンサは、湿度のみではなく、炭
化水素ガス等の水素を含むガスに対してもセンサとして
作用する。
As another example of a solid electrolyte thin film element using a porous electrode, there is a humidity sensor (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-82751). This humidity sensor uses barium-cerium-gadolinium oxide as a solid electrolyte, and is configured by sequentially laminating a first electrode, a solid electrolyte thin film, and a second electrode on a silicon substrate. The first electrode and the second electrode are connected to an AC signal source that applies an AC voltage, and are connected to a measurement circuit that can measure the impedance of the sensor element. In the barium-cerium-gadolinium oxide thin film, hydrogen ions taken from water existing as water vapor in the air exist, and the amount of the hydrogen ions depends on humidity. Therefore, humidity can be obtained by measuring electrical characteristics such as impedance of the oxide thin film. Further, the sensor having such a configuration functions as a sensor not only for humidity but also for a gas containing hydrogen such as a hydrocarbon gas.

【0005】このようなセンサは、大気中の水分が第二
の電極を通過して、水素イオンが酸化物薄膜内に取り込
まれるため、通気性に優れた電極を用いる必要がある。
従来は、スパッタリング法によって形成した金属薄膜
に、スリット状の孔を設けることによって、湿度センサ
の応答性を向上させている。
In such a sensor, since moisture in the atmosphere passes through the second electrode and hydrogen ions are taken into the oxide thin film, it is necessary to use an electrode having excellent air permeability.
Conventionally, the responsiveness of a humidity sensor has been improved by providing slit-shaped holes in a metal thin film formed by a sputtering method.

【0006】多孔質電極を作製するには、上記のような
スパッタリング法を用いる他にも、金属化合物を含むペ
ーストを下地に塗布し焼成して金属薄膜を形成した後、
この薄膜に孔を設ける方法や、粒径が1μm程度の金属
粒子を分散したペーストを下地に塗布し焼成して多孔質
薄膜を形成する方法などがある。また、スリット状にパ
ターニングされたマスクを用いて、金属薄膜を形成する
方法もある。
In order to produce a porous electrode, in addition to using the above-described sputtering method, a paste containing a metal compound is applied to a base and fired to form a metal thin film.
There are a method of forming holes in this thin film, a method of applying a paste in which metal particles having a particle size of about 1 μm are dispersed on a base, and baking to form a porous thin film. There is also a method of forming a metal thin film using a mask patterned in a slit shape.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、酸素分
離装置や湿度センサの特性は、電極における通気速度に
よって律速される。そのため、通気性の優れた電極を作
製することが重要である。従来のスパッタリング法で作
製した多孔質電極は、微粒子が緻密に結合した集合体で
あるため、十分な通気性を持たせるには限界があった。
また、スパッタリング法などによって形成した金属薄膜
に、スリット状などの孔を設けるには、製膜後にフォト
リソグラフィー法や、イオンミリング法などによって薄
膜をエッチングする必要があり、製造工程が複雑になる
という問題があった。
As described above, the characteristics of the oxygen separator and the humidity sensor are determined by the ventilation speed of the electrodes. Therefore, it is important to produce an electrode having excellent air permeability. Since a porous electrode produced by a conventional sputtering method is an aggregate in which fine particles are densely bonded, there is a limit in providing sufficient air permeability.
In addition, in order to form slit-shaped holes or the like in a metal thin film formed by a sputtering method or the like, it is necessary to etch the thin film by a photolithography method or an ion milling method after forming the film, which complicates the manufacturing process. There was a problem.

【0008】さらに、粒径が1μm程度の金属粒子を含
むペーストを用いて多孔質電極を形成すると、下地との
接触面積が小さく、また密着性にも劣るため、優れた性
能の薄膜固体電解質素子を作製することができないとい
う問題があった。また、パターニングされたマスクを用
いる方法では、形成される孔の面積が大きくなるため、
固体電解質の表面積を有効に利用できないという問題が
あった。本発明は、上記課題に鑑み、通気性に優れ、高
性能の薄膜固体電解質素子を作製できる多孔質電極を簡
便に製造する方法を提供することを目的とする。
Further, when a porous electrode is formed using a paste containing metal particles having a particle size of about 1 μm, the contact area with a base is small and the adhesion is poor, so that a thin-film solid electrolyte element having excellent performance is provided. Cannot be manufactured. In the method using a patterned mask, the area of a hole to be formed is large,
There is a problem that the surface area of the solid electrolyte cannot be used effectively. In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for easily producing a porous electrode which is excellent in air permeability and can produce a high-performance thin-film solid electrolyte element.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜固体電解質
素子用多孔質電極の製造方法は、多孔質基板と、第一の
金属電極と、固体電解質薄膜と、第二の金属電極とを順
次積層することによって構成した薄膜固体電解質素子の
金属電極の製造方法であって、電極材料を下地上に塗布
し加熱する工程を含み、前記電極材料が、炭素または炭
素化合物と、前記炭素または炭素化合物が酸化されてガ
ス化する温度よりも低温で分解可能な金属化合物とを含
み、かつ前記加熱工程において、前記炭素または炭素化
合物が酸化されてガス化する温度以上で加熱することを
特徴とする。ここにおいて、前記金属化合物に、白金塩
化物を用いるのが好ましい。また、本発明のもう一つの
薄膜固体電解質素子用多孔質電極の製造方法は、電極材
料を下地上に塗布し加熱する工程を含み、前記電極材料
を塗布する工程に先だって、下地の表面に炭素または炭
素化合物の粉末を散布する工程を含み、さらに、前記加
熱工程において、前記炭素または炭素化合物が酸化され
てガス化する温度以上で加熱することを特徴とする。
A method of manufacturing a porous electrode for a thin film solid electrolyte device according to the present invention comprises the steps of sequentially forming a porous substrate, a first metal electrode, a solid electrolyte thin film, and a second metal electrode. A method for producing a metal electrode of a thin-film solid electrolyte device constituted by laminating, comprising a step of applying and heating an electrode material on a base, wherein the electrode material is carbon or a carbon compound, and the carbon or carbon compound. And a metal compound that can be decomposed at a temperature lower than the temperature at which the carbon or the carbon compound is oxidized and gasified, and wherein the heating is performed at a temperature equal to or higher than the temperature at which the carbon or the carbon compound is oxidized and gasified. Here, it is preferable to use platinum chloride as the metal compound. Further, another method for producing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte element of the present invention includes a step of applying and heating an electrode material on a base, and prior to the step of applying the electrode material, a step of applying carbon to the surface of the base. Alternatively, the method may further include a step of spraying a powder of a carbon compound, and in the heating step, heating is performed at a temperature equal to or higher than a temperature at which the carbon or the carbon compound is oxidized and gasified.

【0010】さらに、本発明の他の薄膜固体電解質素子
用多孔質電極の製造方法は、下地上に金属薄膜を形成す
る工程、および加熱して前記金属薄膜を多孔質化する工
程を含むことを特徴とする。本発明の他の薄膜固体電解
質素子用多孔質電極の製造方法は、下地上に金属薄膜を
形成する工程、粒径0.1〜10μmの金属粉を分散さ
せたペーストを塗布する工程、および加熱して、前記金
属薄膜を多孔質化しかつ前記ペーストを焼成する工程を
含むことを特徴とする。本発明の他の薄膜固体電解質素
子用多孔質電極の製造方法は、下地上に、粒径0.1〜
1μmの金属粉を分散させた第一のペーストを塗布し乾
燥させる工程、粒径1〜10μmの金属粉を分散させた
第二のペーストを塗布する工程、および加熱して、前記
第一および第二のペーストを焼成する工程を含むことを
特徴とする。
Further, another method of manufacturing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte device according to the present invention includes a step of forming a metal thin film on a base, and a step of heating to make the metal thin film porous. Features. Another method for producing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte element according to the present invention includes a step of forming a metal thin film on a base, a step of applying a paste in which metal powder having a particle size of 0.1 to 10 μm is dispersed, and a heating step. Then, a step of making the metal thin film porous and firing the paste is provided. The method for producing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte device according to the present invention further comprises:
A step of applying and drying a first paste in which 1 μm metal powder is dispersed, a step of applying a second paste in which metal powder having a particle size of 1 to 10 μm is dispersed, and heating the first and second pastes. A step of firing the second paste.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。なお、固体電解質薄膜素子用多
孔質電極は、金属の多孔質薄膜であるため、以下の本発
明の実施の形態は、この多孔質薄膜の製造方法として説
明する。 《実施の形態1》本実施の形態では、金属化合物と炭素
または炭素化合物とを含む電極材料ペーストを多孔質基
板や固体電解質薄膜に塗布し焼成して、多孔質薄膜を製
造するものである。図1を参照して、本発明の実施の形
態を説明する。まず、図1の(a)に示すように、金属
化合物14に炭素または炭素化合物の微粉末15を混合
し、必要に応じて希釈剤を含ませた電極材料ペースト1
3を多孔質基板11上に塗布する。次に、この基板を前
記微粉末15が酸化されてガス化する(以下、焼失する
という。)温度に加熱する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Since the porous electrode for a solid electrolyte thin film element is a metal porous thin film, the following embodiment of the present invention will be described as a method for manufacturing the porous thin film. Embodiment 1 In this embodiment, a porous thin film is manufactured by applying and firing an electrode material paste containing a metal compound and carbon or a carbon compound on a porous substrate or a solid electrolyte thin film. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, an electrode material paste 1 in which carbon or a fine powder 15 of a carbon compound is mixed with a metal compound 14 and a diluent is added as necessary.
3 is applied on the porous substrate 11. Next, the substrate is heated to a temperature at which the fine powder 15 is oxidized and gasified (hereinafter, referred to as burned out).

【0012】例えば、金属化合物14に、白金とロジン
が結合した白金ロジネートを用い、炭素微粒子15とし
て、粒径が66nmのグラファイト微粉末を用いた場
合、基板を900℃で加熱すると、まず、約350〜4
00℃で白金ロジネートが分解して、白金粒子16とグ
ラファイト微粉末15からなる薄膜が形成され(図1
(b))、続いて、約700〜900℃で、グラファイ
ト微粉末15が焼失し、通気孔17を有する多孔質薄膜
12が形成される。得られた多孔質薄膜12は、粒径が
0.1μm程度の金属粒子16が非常に緻密に結合した
薄膜であるにもかかわらず、炭素や炭素化合物が抜けた
あとが通気孔17となるため、非常に通気性に優れた多
孔体となる。したがって、この多孔質薄膜を第一または
第二の電極に用いると、優れた特性の薄膜固体電解質素
子を作製することができる。また、得られる多孔質薄膜
は、表面凹凸が小さく平滑性に優れるため、特に、第一
の電極に用いるとよい。
For example, when platinum rosinate in which platinum and rosin are bonded to the metal compound 14 and graphite fine powder having a particle diameter of 66 nm is used as the carbon fine particles 15, when the substrate is heated at 900 ° C. 350-4
At 00 ° C., the platinum rosinate decomposes to form a thin film composed of platinum particles 16 and graphite fine powder 15 (FIG. 1).
(B)) Subsequently, at about 700 to 900 ° C., the graphite fine powder 15 is burned off, and the porous thin film 12 having the air holes 17 is formed. Although the obtained porous thin film 12 is a thin film in which metal particles 16 having a particle size of about 0.1 μm are bonded very densely, the pores 17 are formed after the carbon or carbon compound is removed. It becomes a porous body having very excellent air permeability. Therefore, when this porous thin film is used for the first or second electrode, a thin film solid electrolyte element having excellent characteristics can be manufactured. In addition, since the obtained porous thin film has small surface irregularities and excellent smoothness, it is particularly preferable to use it for the first electrode.

【0013】電極材料ペースト中の金属化合物に対する
炭素または炭素化合物の配合量は、多すぎると、金属が
多孔質薄膜を形成することができず、島状の構造にな
る。また、形成できたとしても、金属粒子の密度が小さ
いため、金属微粒子間および金属微粒子と下地との付着
力が弱くなり、剥がれやすくなる。逆に、電極材料ペー
スト中の金属化合物に対する炭素または炭素化合物の配
合量が少なくすぎると、十分な通気性をもつ多孔質薄膜
が得られない。例えば、白金ロジネート100重量部に
対して、グラファイト微粉末1〜5重量部程度配合する
のが適している。また、炭素または炭素化合物の配合量
を調整することによって、得られる多孔質薄膜の空孔率
を所望のものにすることが可能である。
If the compounding amount of carbon or the carbon compound with respect to the metal compound in the electrode material paste is too large, the metal cannot form a porous thin film, resulting in an island-like structure. Even if it can be formed, since the density of the metal particles is low, the adhesive force between the metal fine particles and between the metal fine particles and the base is weakened, and the metal particles are easily separated. Conversely, if the amount of carbon or the carbon compound is too small relative to the metal compound in the electrode material paste, a porous thin film having sufficient air permeability cannot be obtained. For example, it is suitable to mix about 1 to 5 parts by weight of graphite fine powder with respect to 100 parts by weight of platinum rosinate. Further, by adjusting the amount of carbon or a carbon compound, the porosity of the obtained porous thin film can be adjusted to a desired value.

【0014】電極を構成する金属には、金、銀、パラジ
ウム、白金などの貴金属を用いるのが適している。ま
た、金属化合物は、混合する炭素または炭素化合物が焼
失する温度よりも低い温度で分解するものであればどの
ようなものでも用いることができる。例えば、金属原子
とロジンが結合したロジネート、金属原子とレジンが結
合したレジネート、シュウ酸金属塩、ナフテン酸金属
塩、金属メルカプタンなどの有機金属化合物、および金
属のハロゲン化物や、硫化物などの無機金属化合物が用
いられる。特に、ヘキサクロロ白金酸六水和物などの白
金塩化物を用いると、特殊な有機金属化合物を用いるよ
りは、安価に多孔質電極を製造することができて好まし
い。
It is suitable to use a noble metal such as gold, silver, palladium or platinum as the metal constituting the electrode. As the metal compound, any compound can be used as long as it decomposes at a temperature lower than the temperature at which the carbon or the carbon compound to be mixed is burned off. For example, rosinates in which a metal atom is bonded to rosin, resinates in which a metal atom is bonded to a resin, organometallic compounds such as metal oxalates, metal naphthenates, and metal mercaptans, and inorganic halides such as metal halides and sulfides A metal compound is used. In particular, it is preferable to use a platinum chloride such as hexachloroplatinic acid hexahydrate because a porous electrode can be manufactured at lower cost than using a special organometallic compound.

【0015】電極材料ペーストに混合する炭素または炭
素化合物は、金属化合物が分解する温度よりは高温で焼
失するものであれば、どのようなものでも使用可能であ
る。例えば、グラファイト微粉末や、ポリエチレン、ポ
リスチレンなどの高分子の炭化水素化合物の微粉末など
が挙げられる。また、ポリエチレングリコール等の分子
量の比較的大きな液体であってもよい。
As the carbon or carbon compound to be mixed with the electrode material paste, any carbon or carbon compound can be used as long as it burns at a temperature higher than the decomposition temperature of the metal compound. For example, fine powder of graphite or fine powder of a high molecular weight hydrocarbon compound such as polyethylene or polystyrene may be used. Further, it may be a liquid having a relatively large molecular weight such as polyethylene glycol.

【0016】《実施の形態2》本発明の実施の形態で
は、実施の形態1において電極材料ペーストに混合した
炭素または炭素化合物の微粉末を電極材料ペーストを塗
布する前に、下地表面に均一に散布した後、金属化合物
のペーストを塗布し焼成して多孔質薄膜を作製するもの
である。図2を参照して、本実施の形態を説明する。ま
ず、固体電解質薄膜23の表面に炭素または炭素化合物
の微粉末25を散布する。散布された前記微粉末は、図
2の(a)に示すように、部分的に凝集し、また静電気
によって、固体電解質薄膜23表面に強固に付着する。
この微粉末の層は形成する電極の厚さと同程度にするの
がよい。そして、金属化合物のペースト26を印刷し
て、微粉末25の空隙をペースト26で埋め(図2
(b))、そして、基板を微粉末25が焼失する温度に
加熱して、実施の形態1と同様にして、金属粒子24が
結合した多孔質薄膜27を形成する(図2(c))。
<Embodiment 2> In the embodiment of the present invention, the fine powder of carbon or carbon compound mixed with the electrode material paste in the embodiment 1 is uniformly applied to the base surface before the electrode material paste is applied. After spraying, a paste of a metal compound is applied and fired to produce a porous thin film. This embodiment will be described with reference to FIG. First, fine powder 25 of carbon or a carbon compound is sprayed on the surface of the solid electrolyte thin film 23. The sprayed fine powder partially aggregates as shown in FIG. 2A, and firmly adheres to the surface of the solid electrolyte thin film 23 by static electricity.
It is preferable that the layer of the fine powder has the same thickness as that of the electrode to be formed. Then, the paste 26 of the metal compound is printed to fill the voids of the fine powder 25 with the paste 26 (FIG. 2).
(B)) Then, the substrate is heated to a temperature at which the fine powder 25 is burned off, and a porous thin film 27 to which the metal particles 24 are bonded is formed in the same manner as in the first embodiment (FIG. 2C). .

【0017】本実施の形態によると、実施の形態1のよ
うに、炭素または炭素化合物と金属化合物を混合する必
要がないため、操作が容易であるという利点がある。特
に、両者を混合しようとしても混ざり合わない場合に有
効である。
According to the present embodiment, unlike the first embodiment, there is no need to mix carbon or a carbon compound and a metal compound, so that there is an advantage that the operation is easy. This is particularly effective when the two are not mixed even if they are to be mixed.

【0018】《実施の形態3》本実施の形態では、スパ
ッタリング法や、金属化合物を含むペーストを塗布し焼
結する方法(以下、塗布焼結法という。)などによって
金属の薄膜を形成し、これを加熱処理することによっ
て、金属薄膜を多孔質化して多孔質薄膜を作製するもの
である。図3を参照して、本実施の形態を説明する。空
孔33を有する多孔質基板31にスパッタリング法など
によって、厚さ0.2μm程度の緻密で通気性のない金
属薄膜32aを形成する。次に、この基板を加熱する。
例えば、金属薄膜を白金で作製した場合、700〜90
0℃で基板を加熱すると、白金原子間の結合が弱くなっ
て白金原子が基板表面に沿って移動しやすい状態にな
る。そして、軟らかくなった金属薄膜には表面張力が働
くため、金属薄膜32aに通気孔34ができ、図3の
(b)に示すような多孔質薄膜32bが形成される。
Embodiment 3 In this embodiment, a thin metal film is formed by a sputtering method or a method of applying and sintering a paste containing a metal compound (hereinafter referred to as a coating sintering method). By subjecting this to a heat treatment, the metal thin film is made porous to produce a porous thin film. This embodiment will be described with reference to FIG. A metal thin film 32a having a thickness of about 0.2 μm and having no air permeability is formed on the porous substrate 31 having the holes 33 by a sputtering method or the like. Next, the substrate is heated.
For example, when the metal thin film is made of platinum, 700 to 90
When the substrate is heated at 0 ° C., the bonds between the platinum atoms are weakened and the platinum atoms move easily along the substrate surface. Then, since the surface tension acts on the softened metal thin film, a vent 34 is formed in the metal thin film 32a, and a porous thin film 32b as shown in FIG. 3B is formed.

【0019】本実施の形態によれば、金属薄膜を形成し
た後、加熱処理を施すだけで、通気性を有する多孔質薄
膜が作製できるため、製造が容易であるという特徴があ
る。また、本実施の形態は、第一の電極のみならず、第
二の電極の作製にも適用可能である。なお、金属薄膜
を、金や銀などで形成した場合は、500〜900℃程
度の温度で加熱すると、金属薄膜を多孔質化することが
できる。形成する金属薄膜の厚みは、0.1〜0.5μ
m程度であると、適度な大きさの通気孔34が形成され
てよい。また、金属薄膜を塗布焼結法によって形成する
場合、例えば、実施の形態1で例に挙げた白金ロジネー
トを用いると、350〜400℃で焼成して金属薄膜を
形成した後、引き続き、700〜900℃で加熱処理す
ることによって、通気孔34を有する多孔質薄膜32b
が形成できる。
According to the present embodiment, a porous thin film having air permeability can be manufactured only by performing a heat treatment after forming a metal thin film, so that the manufacturing is easy. Further, this embodiment is applicable not only to the first electrode but also to the manufacture of the second electrode. When the metal thin film is formed of gold, silver, or the like, heating at a temperature of about 500 to 900 ° C. can make the metal thin film porous. The thickness of the metal thin film to be formed is 0.1 to 0.5 μm
When it is about m, the ventilation hole 34 having an appropriate size may be formed. When the metal thin film is formed by the coating and sintering method, for example, using the platinum rosinate described in the first embodiment, the metal thin film is formed by firing at 350 to 400 ° C. By performing the heat treatment at 900 ° C., the porous thin film 32 b having the vent holes 34 is formed.
Can be formed.

【0020】《実施の形態4》本実施の形態では、スパ
ッタリング法によって金属薄膜を形成した後、この薄膜
上に粒径0.1〜10μm程度の金属粒子を含むペース
トを塗布し、加熱処理することによって、前記ペースト
を焼成するとともに前記金属薄膜を多孔質化して、多孔
質薄膜を製造するものである。図4を参照して、本実施
の形態を説明する。図4の(a)に示すように、固体電
解質薄膜43に、実施の形態3と同様にして厚さ0.2
μm程度の金属薄膜44aを形成し、この上に粒径0.
1〜10μm程度の金属粒子46を分散したペースト4
5を塗布する。そして、この基板を加熱処理する。例え
ば、金属薄膜を白金で形成し、金属粒子に粒径が1μm
程度の白金粒子を用いる場合、900℃で加熱処理する
と、図4の(b)に示すように、白金粒子46が結合す
るとともに、金属薄膜44aには通気47が形成されて
多孔質薄膜44bとなる。しかも同時に、白金粒子46
と多孔質薄膜44bは強固に結合する。
Embodiment 4 In this embodiment, after a metal thin film is formed by a sputtering method, a paste containing metal particles having a particle size of about 0.1 to 10 μm is applied to the thin film and subjected to heat treatment. Thereby, the paste is fired and the metal thin film is made porous to produce a porous thin film. This embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, the solid electrolyte thin film 43 has a thickness of 0.2 in the same manner as in the third embodiment.
A metal thin film 44a of about .mu.m is formed, and a
Paste 4 in which metal particles 46 of about 1 to 10 μm are dispersed
5 is applied. Then, the substrate is subjected to a heat treatment. For example, a metal thin film is formed of platinum, and the metal particles have a particle diameter of 1 μm.
When platinum particles of the order of magnitude are used, when heat treatment is performed at 900 ° C., as shown in FIG. 4 (b), the platinum particles 46 are bonded, and a ventilation 47 is formed in the metal thin film 44a to form a porous thin film 44b. Become. At the same time, the platinum particles 46
And the porous thin film 44b are strongly bonded.

【0021】本実施の形態によると、得られる多孔質薄
膜は、通気性が高い上に、固体電解質薄膜43と金属薄
膜44bとの密着性が高い。そのため、この多孔質薄膜
を電極に用いると、従来の粒径が1μm程度の金属粒子
を含むペーストのみを用いて形成した多孔質薄膜を電極
に用いるよりも、得られる薄膜固体電解質素子の特性が
向上する。通気性の優れた多孔質薄膜を得るためには、
金属粒子の粒径は、0.1〜10μmのものを用い、金
属薄膜44aの厚みも0.1〜0.5μm程度がよい。
また、金属薄膜を形成する金属とペースト中の金属粒子
とは、かならずしも同種の金属である必要はなく、異な
る金属同士の組み合わせでも良い。
According to the present embodiment, the obtained porous thin film has high air permeability and high adhesion between the solid electrolyte thin film 43 and the metal thin film 44b. Therefore, when this porous thin film is used for an electrode, the characteristics of the obtained thin film solid electrolyte element are more improved than when a conventional porous thin film formed using only a paste containing metal particles having a particle size of about 1 μm is used for an electrode. improves. To obtain a porous film with excellent air permeability,
The diameter of the metal particles is preferably 0.1 to 10 μm, and the thickness of the metal thin film 44a is preferably about 0.1 to 0.5 μm.
Further, the metal forming the metal thin film and the metal particles in the paste need not necessarily be the same kind of metal, and may be a combination of different metals.

【0022】《実施の形態5》本実施の形態では、粒径
0.1〜1μm程度の微細な金属粒子を含む第一のペー
ストを塗布し乾燥させた後、さらに粒径1〜10μm程
度の金属粒子を含む第二のペーストを塗布し、これを加
熱処理して多孔質薄膜を製造するものである。図5を参
照して、本実施の形態を説明する。まず、図5(a)に
示すように、固体電解質薄膜53上に、粒径が0.1μ
m程度の金属粒子54を分散した第一のペースト55を
塗布し乾燥させた後、粒径が1μm程度の金属粒子57
を分散した第二のペースト56を塗布する。次に、この
基板を加熱処理して、第一および第二のペーストを焼成
する。
Embodiment 5 In this embodiment, a first paste containing fine metal particles having a particle size of about 0.1 to 1 μm is applied and dried, and then a first paste having a particle size of about 1 to 10 μm is formed. A second paste containing metal particles is applied and heat-treated to produce a porous thin film. This embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, a particle diameter of 0.1 μm is formed on the solid electrolyte thin film 53.
After applying and drying a first paste 55 in which metal particles 54 of about m are dispersed, metal particles 57 having a particle diameter of about 1 μm are applied.
Is applied and a second paste 56 is dispersed. Next, the substrate is subjected to a heat treatment to bake the first and second pastes.

【0023】例えば、金属粒子に白金粒子を用いる場
合、900℃で加熱処理すると、図5(b)に示すよう
な、微細な金属粒子54が緻密に結合した層58と、金
属粒子57が結合した層59からなる多孔質薄膜が得ら
れる。得られた多孔質薄膜は、通気性が高く、また、固
体電解質薄膜53と白金粒子54との接触部の面積が大
きい。そのため、この多孔質薄膜を電極に用いると、従
来の粒径が1μm程度の金属粒子を含むペーストのみを
用いて形成した多孔質薄膜を電極に用いるよりも、得ら
れる薄膜固体電解質素子の特性が向上する。通気性の優
れた多孔質薄膜を得るには、層58の厚みは、0.2〜
1μm程度であるのがよい。なお、金属粒子54と金属
粒子57は異なる種類の金属の組み合わせでも良い。
For example, when platinum particles are used as the metal particles, when heat treatment is performed at 900 ° C., as shown in FIG. 5B, a layer 58 in which fine metal particles 54 are closely bonded and a metal particle 57 are bonded. Thus, a porous thin film composed of the layer 59 is obtained. The obtained porous thin film has high air permeability, and the area of the contact portion between the solid electrolyte thin film 53 and the platinum particles 54 is large. Therefore, when this porous thin film is used for an electrode, the characteristics of the obtained thin film solid electrolyte element are more improved than when a conventional porous thin film formed using only a paste containing metal particles having a particle size of about 1 μm is used for an electrode. improves. In order to obtain a porous thin film having excellent air permeability, the thickness of the layer 58 should be 0.2 to 0.2.
The thickness is preferably about 1 μm. Note that the metal particles 54 and the metal particles 57 may be a combination of different types of metals.

【0024】[0024]

【実施例】以下に、図6に示した酸素分離装置の多孔質
電極に用いる多孔質薄膜の製造を例に挙げて、本発明を
より詳細に説明する。 《実施例1》実施の形態1に記載の方法によって、図1
(c)に示す多孔質薄膜を製造した。金属化合物14と
して白金ロジネートを用い、炭素の微粉末15として粒
径66nmのグラファイト微粉末を用いた。まず、グラ
ファイト微粉末1g対して、トルエンを5ccの割合で
混合してグラファイトペーストを調製した。次に、白金
ロジネートとグラファイトペーストとを、重量比10
0:7の割合で混合して、電極材料ペースト13を作製
した。このようにして作製した電極材料ペースト13を
アルミナ基板11上にスクリーン印刷法で印刷した(図
1(a))。続いて、この基板を700℃で10分間焼
成した。その結果、0.1μm程度の白金粒子16が緻
密に集合した金属粒子層に、適度な通気孔17が形成さ
れた多孔質薄膜12が得られた(図1(c))。また、
得られた多孔質薄膜の表面は平滑性に優れ、この多孔質
薄膜を第一の電極に用いると、この後、良好に固体電解
質薄膜や第二の電極を作製することができ、優れた性能
の酸素分離装置を作製することができた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail with reference to the production of a porous thin film used for a porous electrode of the oxygen separator shown in FIG. 6 as an example. << Example 1 >> By the method described in Embodiment 1, FIG.
A porous thin film shown in (c) was produced. Platinum rosinate was used as the metal compound 14, and graphite fine powder having a particle size of 66 nm was used as the fine carbon powder 15. First, 1 gram of the graphite fine powder was mixed with 5 cc of toluene to prepare a graphite paste. Next, platinum rosinate and graphite paste were added in a weight ratio of 10%.
The electrode material paste 13 was produced by mixing at a ratio of 0: 7. The electrode material paste 13 thus produced was printed on the alumina substrate 11 by a screen printing method (FIG. 1A). Subsequently, the substrate was baked at 700 ° C. for 10 minutes. As a result, a porous thin film 12 was obtained in which appropriate ventilation holes 17 were formed in a metal particle layer in which platinum particles 16 of about 0.1 μm were densely gathered (FIG. 1C). Also,
The surface of the obtained porous thin film is excellent in smoothness, and when this porous thin film is used for the first electrode, a solid electrolyte thin film or a second electrode can be successfully produced thereafter, and excellent performance is obtained. Was manufactured.

【0025】また、白金ロジネートに混合するグラファ
イトの量を変化させて多孔質薄膜の形成状態を調べたと
ころ、白金ロジネート100重量部に対して、グラファ
イトペーストを20重量部以上混合すると、白金微粒子
が島状に凝集して、多孔質薄膜を形成することができな
かった。また、白金微粒子と下地の多孔質基板との付着
力が弱くなり剥がれやすくなった。逆に、白金ロジネー
ト100重量部に対して、グラファイトペーストが0.
5重量部以下である場合、十分な通気性をもつ多孔質電
極は得られなかった。
When the amount of graphite mixed with platinum rosinate was changed and the state of formation of the porous thin film was examined, when 20 parts by weight or more of graphite paste was mixed with 100 parts by weight of platinum rosinate, platinum fine particles were reduced. It was not possible to form a porous thin film by agglomerating in an island shape. Further, the adhesion between the platinum fine particles and the underlying porous substrate was weakened, and the particles were easily peeled off. Conversely, graphite paste was added in an amount of 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of platinum rosinate.
When the amount was less than 5 parts by weight, a porous electrode having sufficient air permeability could not be obtained.

【0026】《実施例2》金属化合物14として、安価
なヘキサクロロ白金酸六水和物を用いた。まず、エチレ
ングリコール19ccに、ヘキサクロロ白金酸六水和物
5gを溶解した。得られた溶液と粒径66nmのグラフ
ァイト微粉末とを、重量比100:1の割合で混合し
て、電極材料ペーストを作製した。この電極材料ペース
トを用いる他は、実施例1と同様にして多孔質薄膜を作
製したところ、通気性の優れたものを得ることができ
た。
Example 2 As the metal compound 14, inexpensive hexachloroplatinic acid hexahydrate was used. First, 5 g of hexachloroplatinic acid hexahydrate was dissolved in 19 cc of ethylene glycol. The obtained solution and graphite fine powder having a particle diameter of 66 nm were mixed at a weight ratio of 100: 1 to prepare an electrode material paste. Except that this electrode material paste was used, a porous thin film was produced in the same manner as in Example 1, and a material having excellent air permeability was obtained.

【0027】《実施例3》実施の形態2に記載の方法に
よって、図2(c)に示す多孔質薄膜を製造した。ま
ず、第一の電極を作製した多孔質基板上に、スパッタリ
ング法によってジルコニア薄膜23を形成した。このジ
ルコニア薄膜23の表面に、実施例1と同様のグラファ
イト微粉末25を均一に散布した。グラファイト微粉末
25は、静電気によって、ジルコニア薄膜23に強固に
吸着された。この微粉末25上に、白金ロジネートをト
ルエンで希釈したペーストを印刷した後(図2
(b))、700℃程度で焼成して多孔質薄膜を形成し
た(図2(c))ところ、実施例1と同様に、緻密な金
属粒子の層であるにも関わらず、通気性に優れる多孔質
薄膜が得られた。 《実施例4》実施の形態3に記載の方法によって、図3
(b)に示す多孔質薄膜を製造した。まず、アルミナか
らなる多孔質基板31上に、スパッタリング法によっ
て、厚さ200nmの白金薄膜32aを形成した(図3
(a))。スパッタリング条件は、通常の緻密な薄膜を
形成する条件と同じであった。そして、この基板を加熱
炉に入れて、700〜900℃で加熱した。その結果、
図3(b)に示すように、白金薄膜32aには無数の通
気孔34が形成された多孔質薄膜32bとなり、通気性
に優れていた。
Example 3 A porous thin film shown in FIG. 2C was manufactured by the method described in the second embodiment. First, a zirconia thin film 23 was formed on the porous substrate on which the first electrode was formed by a sputtering method. On the surface of the zirconia thin film 23, the same graphite fine powder 25 as in Example 1 was uniformly dispersed. The graphite fine powder 25 was firmly adsorbed on the zirconia thin film 23 by static electricity. After printing a paste obtained by diluting platinum rosinate with toluene on the fine powder 25 (FIG. 2).
(B)) By baking at about 700 ° C. to form a porous thin film (FIG. 2 (c)), as in Example 1, despite being a layer of dense metal particles, the air permeability was low. An excellent porous thin film was obtained. << Example 4 >> By the method described in Embodiment 3, FIG.
The porous thin film shown in (b) was manufactured. First, a platinum thin film 32a having a thickness of 200 nm was formed on a porous substrate 31 made of alumina by a sputtering method (FIG. 3).
(A)). The sputtering conditions were the same as those for forming a normal dense thin film. Then, the substrate was placed in a heating furnace and heated at 700 to 900 ° C. as a result,
As shown in FIG. 3B, the platinum thin film 32a became a porous thin film 32b in which countless vent holes 34 were formed, and was excellent in air permeability.

【0028】《実施例5》実施の形態4に記載の方法に
よって、図4(b)に示す多孔質薄膜を製造した。ま
ず、第一の電極を作製した多孔質基板上に、スパッタリ
ング法によってジルコニア薄膜43を形成した。このジ
ルコニア薄膜43の表面に、スパッタリング法によって
厚さ50nmの白金薄膜44aを形成した。次に、この
白金薄膜44a上に、粒径が1μm程度の白金粒子46
を分散したペースト45(田中貴金属販売(株)製、商
品番号TR−7905)を印刷によって塗布した(図4
(a))。そして、この基板を加熱炉に入れ、900℃
で30分間焼成した。その結果、図4(b)に示すよう
に、ジルコニア薄膜43上に、通気孔47を有する白金
薄膜44bと、白金粒子46からなる層が結合した多孔
質薄膜が形成された。また、白金薄膜44bとジルコニ
ア薄膜43との密着性も優れていた。この多孔質薄膜を
第二の電極に用いると、従来よりも優れた性能の酸素分
離装置を作製することができた。
Example 5 The porous thin film shown in FIG. 4B was manufactured by the method described in the fourth embodiment. First, a zirconia thin film 43 was formed on the porous substrate on which the first electrode was formed by a sputtering method. On the surface of the zirconia thin film 43, a platinum thin film 44a having a thickness of 50 nm was formed by a sputtering method. Next, platinum particles 46 having a particle size of about 1 μm are formed on the platinum thin film 44a.
Is dispersed and paste 45 (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd., product number TR-7905) is applied by printing (FIG. 4).
(A)). Then, put the substrate in a heating furnace,
For 30 minutes. As a result, as shown in FIG. 4B, a porous thin film was formed on the zirconia thin film 43, in which a platinum thin film 44b having an air hole 47 and a layer composed of platinum particles 46 were bonded. Also, the adhesion between the platinum thin film 44b and the zirconia thin film 43 was excellent. When this porous thin film was used for the second electrode, it was possible to produce an oxygen separator having better performance than before.

【0029】《実施例6》実施の形態5に記載の方法に
よって、図5(b)に示す多孔質薄膜を製造した。ま
ず、第一の電極を作製した多孔質基板上に、スパッタリ
ング法によってジルコニア薄膜53を形成した。このジ
ルコニア薄膜53の表面に、実施例5で用いたペースト
から分離して取り出した、粒径が0.1μm程度の白金
粒子54を分散したペースト55を印刷によって塗布し
た。この基板を加熱炉に入れ、900℃で30分間加熱
して乾燥させた。次に、基板を加熱炉から取り出し、室
温まで冷却した後、実施例5で用いたのと同じペースト
56を先に乾燥させたペースト55上に印刷した。そし
て、この基板を加熱炉に入れ、900℃で30分間焼成
した。その結果、図5(b)に示すように、ジルコニア
薄膜53上に、白金微粒子54が結合した層58と、白
金粒子57が結合した層59からなる多孔質薄膜が得ら
れた。この多孔質薄膜は、通気性に優れ、また、白金微
粒子54とジルコニア薄膜43との接触面積が大きかっ
た。この多孔質薄膜を第二の電極に用いると、従来より
も優れた性能の酸素分離装置を作製することができた。
Example 6 A porous thin film shown in FIG. 5B was manufactured by the method described in the fifth embodiment. First, a zirconia thin film 53 was formed on the porous substrate on which the first electrode was formed by a sputtering method. On the surface of the zirconia thin film 53, a paste 55 in which platinum particles 54 having a particle diameter of about 0.1 μm and separated from the paste used in Example 5 were dispersed was applied by printing. The substrate was placed in a heating furnace, heated at 900 ° C. for 30 minutes, and dried. Next, the substrate was taken out of the heating furnace, cooled to room temperature, and then the same paste 56 used in Example 5 was printed on the previously dried paste 55. Then, the substrate was placed in a heating furnace and baked at 900 ° C. for 30 minutes. As a result, as shown in FIG. 5B, on the zirconia thin film 53, a porous thin film composed of a layer 58 to which platinum fine particles 54 were bonded and a layer 59 to which platinum particles 57 were bonded was obtained. This porous thin film was excellent in air permeability, and had a large contact area between the platinum fine particles 54 and the zirconia thin film 43. When this porous thin film was used for the second electrode, it was possible to produce an oxygen separator having better performance than before.

【0030】[0030]

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、通気性
に優れ、高性能の薄膜固体電解質素子を作製できる多孔
質電極を簡単な工程で形成できる。
As described above, according to the present invention, a porous electrode which is excellent in air permeability and can produce a high performance thin film solid electrolyte element can be formed by a simple process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1における多孔質電極の製
造工程を示す断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a step of manufacturing a porous electrode according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態2における多孔質電極の製
造工程を示す断面模式図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a step of manufacturing a porous electrode according to Embodiment 2 of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態3における多孔質電極の製
造工程を示す断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a step of manufacturing a porous electrode according to Embodiment 3 of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態4における多孔質電極の製
造工程を示す断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a step of manufacturing a porous electrode according to Embodiment 4 of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態5における多孔質電極の製
造工程を示す断面模式図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a step of manufacturing a porous electrode according to Embodiment 5 of the present invention.

【図6】酸素分離装置の要部の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part of the oxygen separation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 多孔質基板 12 多孔質薄膜 13 電極材料ペースト 14 金属化合物 15 グラファイトなどの微粉末 16 金属粒子 17 通気孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Porous substrate 12 Porous thin film 13 Electrode material paste 14 Metal compound 15 Fine powder, such as graphite 16 Metal particles 17 Vent

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 4/92 H01M 4/92 5H026 8/02 8/02 E 8/12 8/12 // A23L 3/3436 A23L 3/3436 C01B 13/02 C01B 13/02 Z Fターム(参考) 2G046 AA09 AA18 BA01 BA09 BB04 BC05 EA02 EA07 EA09 FB00 FE00 FE02 FE29 FE31 2G060 AA01 AB02 AF06 AG15 BA01 BB09 JA02 4B021 LT04 MC04 MK08 MP10 4G042 AA04 AA05 BC06 5H018 AA06 AS03 BB01 BB08 BB12 BB17 EE03 EE06 EE08 HH01 HH08 5H026 AA06 BB00 BB01 BB04 BB08 BB10 EE02 EE05 EE06 HH01 HH08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01M 4/92 H01M 4/92 5H026 8/02 8/02 E 8/12 8/12 // A23L 3 / 3436 A23L 3/3436 C01B 13/02 C01B 13/02 ZF term (reference) 2G046 AA09 AA18 BA01 BA09 BB04 BC05 EA02 EA07 EA09 FB00 FE00 FE02 FE29 FE31 2G060 AA01 AB02 AF06 AG15 BA01 BB09 A044B02A04 MC04 BC06 5H018 AA06 AS03 BB01 BB08 BB12 BB17 EE03 EE06 EE08 HH01 HH08 5H026 AA06 BB00 BB01 BB04 BB08 BB10 EE02 EE05 EE06 HH01 HH08

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多孔質基板と、第一の金属電極と、固体
電解質薄膜と、第二の金属電極とを順次積層することに
よって構成した薄膜固体電解質素子の金属電極の製造方
法であって、電極材料を下地上に塗布し加熱する工程を
含み、前記電極材料が、炭素または炭素化合物と、前記
炭素または炭素化合物が酸化されてガス化する温度より
も低温で分解可能な金属化合物とを含み、かつ前記加熱
工程において、前記炭素または炭素化合物が酸化されて
ガス化する温度以上で加熱することを特徴とする薄膜固
体電解質素子用多孔質電極の製造方法。
1. A method for manufacturing a metal electrode of a thin-film solid electrolyte element, comprising: sequentially stacking a porous substrate, a first metal electrode, a solid electrolyte thin film, and a second metal electrode, Including a step of applying and heating an electrode material on a substrate, wherein the electrode material includes carbon or a carbon compound and a metal compound that can be decomposed at a temperature lower than a temperature at which the carbon or the carbon compound is oxidized and gasified. And heating at a temperature at which the carbon or carbon compound is oxidized and gasified or higher in the heating step.
【請求項2】 前記金属化合物に、白金塩化物を用いる
請求項1記載の薄膜固体電解質素子用多孔質電極の製造
方法。
2. The method according to claim 1, wherein platinum chloride is used as the metal compound.
【請求項3】 多孔質基板と、第一の金属電極と、固体
電解質薄膜と、第二の金属電極とを順次積層することに
よって構成した薄膜固体電解質素子の金属電極の製造方
法であって、電極材料を下地上に塗布し加熱する工程を
含み、前記電極材料を塗布する工程に先だって、下地の
表面に炭素または炭素化合物の粉末を散布する工程を含
み、さらに、前記加熱工程において、前記炭素または炭
素化合物が酸化されてガス化する温度以上で加熱するこ
とを特徴とする薄膜固体電解質素子用多孔質電極の製造
方法。
3. A method for manufacturing a metal electrode of a thin-film solid electrolyte element, comprising: sequentially stacking a porous substrate, a first metal electrode, a solid electrolyte thin film, and a second metal electrode, The step of applying and heating an electrode material on a base, and the step of applying a powder of carbon or a carbon compound to the surface of the base prior to the step of applying the electrode material, further comprising the step of: Alternatively, a method for producing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte device, comprising heating at a temperature higher than a temperature at which a carbon compound is oxidized and gasified.
【請求項4】 前記炭素として、グラファイトを用いる
請求項1〜3のいずれかに記載の薄膜固体電解質素子用
多孔質電極の製造方法。
4. The method for producing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte device according to claim 1, wherein graphite is used as said carbon.
【請求項5】 前記炭素化合物として、高分子化合物を
用いる請求項1〜3のいずれかに記載の薄膜固体電解質
素子用多孔質電極の製造方法。
5. The method for producing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte device according to claim 1, wherein a polymer compound is used as the carbon compound.
【請求項6】 多孔質基板と、第一の金属電極と、固体
電解質薄膜と、第二の金属電極とを順次積層することに
よって構成した薄膜固体電解質素子の金属電極の製造方
法であって、下地上に金属薄膜を形成する工程、および
加熱して前記金属薄膜を多孔質化する工程を含むことを
特徴とする薄膜固体電解質素子用多孔質電極の製造方
法。
6. A method for manufacturing a metal electrode of a thin-film solid electrolyte element, comprising: sequentially stacking a porous substrate, a first metal electrode, a solid electrolyte thin film, and a second metal electrode, A method for producing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte element, comprising: a step of forming a metal thin film on an underlayer; and a step of heating the metal thin film to make it porous.
【請求項7】 多孔質基板と、第一の金属電極と、固体
電解質薄膜と、第二の金属電極とを順次積層することに
よって構成した薄膜固体電解質素子の金属電極の製造方
法であって、下地上に金属薄膜を形成する工程、粒径
0.1〜10μmの金属粉を分散させたペーストを塗布
する工程、および加熱して、前記金属薄膜を多孔質化し
かつ前記ペーストを焼成する工程を含むことを特徴とす
る薄膜固体電解質素子用多孔質電極の製造方法。
7. A method for manufacturing a metal electrode of a thin-film solid electrolyte element, comprising: sequentially stacking a porous substrate, a first metal electrode, a solid electrolyte thin film, and a second metal electrode, Forming a metal thin film on the lower surface, applying a paste in which metal powder having a particle size of 0.1 to 10 μm is dispersed, and heating to make the metal thin film porous and bake the paste. A method for producing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte device, comprising:
【請求項8】 多孔質基板と、第一の金属電極と、固体
電解質薄膜と、第二の金属電極とを順次積層することに
よって構成した薄膜固体電解質素子の金属電極の製造方
法であって、下地上に、粒径0.1〜1μmの金属粉を
分散させた第一のペーストを塗布し乾燥させる工程、粒
径1〜10μmの金属粉を分散させた第二のペーストを
塗布する工程、および加熱して、前記第一および第二の
ペーストを焼成する工程を含むことを特徴とする薄膜固
体電解質素子用多孔質電極の製造方法。
8. A method for producing a metal electrode of a thin-film solid electrolyte device, comprising: sequentially stacking a porous substrate, a first metal electrode, a solid electrolyte thin film, and a second metal electrode, A step of applying and drying a first paste in which metal powder having a particle size of 0.1 to 1 μm is dispersed and a step of applying a second paste in which metal powder having a particle size of 1 to 10 μm is dispersed, And a step of heating and baking the first and second pastes. A method for producing a porous electrode for a thin-film solid electrolyte device, comprising the steps of:
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324555A (en) * 2001-04-26 2002-11-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Thin net film electrode and its production method
JP2004506300A (en) * 2000-08-03 2004-02-26 ザ ジレット カンパニー Battery cathode
JP2005078870A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Sony Corp Fuel cell and its manufacturing method
JP2005129933A (en) * 2003-10-20 2005-05-19 General Electric Co <Ge> Electrically active device having metal-containing layer
JP2005158324A (en) * 2003-11-21 2005-06-16 Honda Motor Co Ltd Fuel cell
JP2007115647A (en) * 2005-02-25 2007-05-10 Nissan Motor Co Ltd Proton conductive composite type electrolyte membrane and its manufacturing method
JP2007525792A (en) * 2003-07-01 2007-09-06 コミサリア、ア、レネルジ、アトミク Fuel cell comprising a current collector integrated in an electrode-membrane-electrode stack
JP2009266765A (en) * 2008-04-30 2009-11-12 Inst Nuclear Energy Research Rocaec Method for manufacturing electrolyte layer of high performance solid oxide fuel cell membrane-electrode assembly (sofc-mea) by sputtering method
JP2010539332A (en) * 2007-09-13 2010-12-16 ヴェロシス インコーポレイテッド Porous electroless plating
US8053135B2 (en) 2003-07-02 2011-11-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Microporous thin film comprising nanoparticles, method of forming the same, and fuel cell comprising the same
JP2017116460A (en) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社チノー Porous electrode, manufacturing method for the same, and humidity sensor using porous electrode

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004506300A (en) * 2000-08-03 2004-02-26 ザ ジレット カンパニー Battery cathode
JP2002324555A (en) * 2001-04-26 2002-11-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Thin net film electrode and its production method
JP2007525792A (en) * 2003-07-01 2007-09-06 コミサリア、ア、レネルジ、アトミク Fuel cell comprising a current collector integrated in an electrode-membrane-electrode stack
JP2014029864A (en) * 2003-07-01 2014-02-13 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Fuel battery including collector integrated into electrode-membrane-electrode laminate
US8053135B2 (en) 2003-07-02 2011-11-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Microporous thin film comprising nanoparticles, method of forming the same, and fuel cell comprising the same
JP2005078870A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Sony Corp Fuel cell and its manufacturing method
JP2005129933A (en) * 2003-10-20 2005-05-19 General Electric Co <Ge> Electrically active device having metal-containing layer
JP2005158324A (en) * 2003-11-21 2005-06-16 Honda Motor Co Ltd Fuel cell
JP2007115647A (en) * 2005-02-25 2007-05-10 Nissan Motor Co Ltd Proton conductive composite type electrolyte membrane and its manufacturing method
JP2010539332A (en) * 2007-09-13 2010-12-16 ヴェロシス インコーポレイテッド Porous electroless plating
JP2009266765A (en) * 2008-04-30 2009-11-12 Inst Nuclear Energy Research Rocaec Method for manufacturing electrolyte layer of high performance solid oxide fuel cell membrane-electrode assembly (sofc-mea) by sputtering method
JP2017116460A (en) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社チノー Porous electrode, manufacturing method for the same, and humidity sensor using porous electrode

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