JP2002129370A - 薄膜モジュール式電気化学装置及びその製造方法 - Google Patents

薄膜モジュール式電気化学装置及びその製造方法

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thin
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Scott R Sehlin
アール. セーリン スコット
Vincent L Sprenkle
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄い電解質及び電極膜を支持構造体上に形成
することにより電気化学装置の電気的効率を改善する。 【解決手段】 薄膜電気化学装置を製造する方法が開示
されている。ニアネットシェープのセラミック要素が、
平らな基体領域と複数の筒状領域とを含んでモールド形
成される。上記平らな基体領域は非伝導性材料により浸
透される。上記筒状領域の各々は、多孔質伝導性材料に
より浸透される。該浸透された領域上に多孔質触媒材料
を塗布して、陰極面及び陽極面の一方を形成する。該多
孔質触媒電極材料上にセラミック電解質被覆が付着され
る。該付着されたセラミック電解質被覆上に多孔質触媒
電極材料が塗布される。この多孔質触媒電極上に多孔質
伝導性材料を付着させて、上記陰極面及び陽極面の他方
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くは電気化学装
置に係り、更に特定的にはセラミック支持構造体上の薄
い電解質被覆を使用する方法及び物品に関する。より詳
細には、本発明はニアネットシェープ(near net shap
e)のセラミック支持構造体を形成すると共に該セラミ
ック支持構造体の一方の表面上に薄い電解質層を付着す
る方法に関する。更に詳細には、本発明は複数の筒状の
壁を有するセラミック支持構造体であって、上記電解質
層が約10μmないし100μmの範囲内であるような
支持構造体に関する。
【0002】
【発明の背景】参照により全体として本明細書に組み込
まれる米国特許第5,871,624号及び同第5,985,113号に開
示されたセラミック酸素発生器は、酸素伝導電解質を利
用した電気化学装置に関する以前の方法に固有の多くの
制限を克服した。米国特許第5,871,624号に記載された
一体的基体は、個々の電気化学要素間の電気的相互接続
のための簡素化された、低抵抗な方法を提供した。該基
体14は、多数の個別の要素に対して同様の材料を接続
する単一の封止で以って、陽極面及び陰極面における雰
囲気を分離するような気密室の形成を可能にしている。
開示された構成は、平らな積み重ね構造とは異なり、室
温において1200psiより高い内部圧力に耐えると共
に、45psiを越える出口圧で酸素を発生するような能
力を示した。斯様な圧力は、医療用途のために、セラミ
ック酸素発生システム(COGS)をパルス状投与及び
麻酔装置と統合する場合に必要となる。
【0003】米国特許第5,871,624号及び同第5,985,113
号は、上記セラミック要素が電解質として作用すること
も開示している。上記支持構造体は基体部分(’113特
許では筒体支持部とも呼ばれている)と、複数の筒体と
を含んでいる。この設計の電気的効率は、粉末射出成形
のような既存の技術により形成することができる上記セ
ラミック要素の筒状の壁の厚さにより制限される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、薄い電解質及び電極膜を支持構造体上に形成するこ
とにより電気化学装置の電気的効率を改善することにあ
る。
【0005】また、本発明の他の目的は、導電性である
と共に酸素含有気体に対して透過性な上記支持構造体の
筒状領域を提供することにある。
【0006】また、本発明の他の目的は、導電性でない
と共に酸素含有気体に対して透過性でもない上記支持構
造体の平らな(マニホルド)領域を提供することにあ
る。
【0007】また、本発明の更に他の目的は、薄膜電気
化学装置を製造する方法を提供することにある。
【0008】また、本発明の更に他の目的は、上記セラ
ミック要素の電解質部分の壁厚を低減することにある。
【0009】また、本発明の更に他の目的は、ビア(vi
a)無しの電気化学装置を形成することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の、これら及び他
の目的は薄膜電気化学装置を製造する方法により達成さ
れる。ニアネットシェープのセラミック要素が、平らな
基体領域と、複数の筒状領域とを含むようにモールド形
成される。上記平らな基体領域は、非伝導性材料により
浸透される。上記筒状領域の各々は、多孔質伝導性材料
により浸透される。多孔質触媒電極材料が上記の浸透さ
れた領域上に塗布されて、陰極面及び陽極面の一方を形
成する。セラミック電解質被覆が、上記の多孔質触媒電
極材料上に付着される。多孔質触媒電極材料が、上記の
付着されたセラミック電解質被覆上に塗布される。そし
て、多孔質伝導性材料が上記の多孔質触媒電極上に付着
されて、陰極面及び陽極面の他方を形成する。
【0011】本発明の前述した及び他の目的は、薄膜電
気化学装置を製造する方法により達成される。ニアネッ
トシェープのセラミック要素が、基体領域と複数の筒状
領域とを含んでモールド形成される。上記基体領域の各
々の一部は、第1基体領域及び第2基体領域を形成する
ためにマスクされる。多孔質伝導性材料が、上記複数の
筒状領域並びに上記第1及び第2基体領域上に付着され
る。多孔質触媒電極材料が上記の付着された多孔質伝導
性材料上に先ず塗布されて、陰極面及び陽極面の一方を
形成する。密なセラミック電解質が、上記の塗布された
触媒電極材料上に付着される。多孔質触媒電極材料が、
該付着されたセラミック電解質上に付着されて、上記陰
極面及び陽極面の他方を形成する。そして、該多孔質触
媒電極上に多孔質伝導性材料を付着して、第1基体領域
上の上記の2番目に塗布された触媒電極を第2基部領域
上の上記多孔質伝導性材料に電気的に接続する。
【0012】本発明の前記及び他の目的は、平らな基体
領域と複数の筒状領域とを含むセラミック支持構造体を
有するような薄膜電気化学装置により達成される。導電
性領域が、上記複数の筒状領域の各々に形成される。上
記平らな領域は非導電性であり、気密障壁を提供する。
第1触媒電極層が上記筒状領域の各々の表面上に形成さ
れる。電解層が、上記第1触媒電極層に隣接する。そし
て、第2触媒電極層が上記電解層に隣接する。
【0013】本発明の更に他の目的及び作用効果は、当
業者にとっては以下の詳細な説明から容易に明らかとな
るであろうが、該詳細な説明においては、本発明の好ま
しい実施例が、本発明を実施することを意図する最良の
形態の単に解説として示され且つ説明される。理解され
るであろう様に、本発明は他の異なる実施例も可能であ
り、その幾つかの細部は全て本発明から逸脱することな
く種々の自明な点において変更が可能である。従って、
本発明についての図面及び記載は、解説的な性質のもの
であって、限定するものではないと見なされるべきであ
る。
【0014】尚、本発明は、限定のためではなく例示と
して添付図面に示され、これら図面において同一の符号
を有する構成要素は全図を通して同様の構成要素を表し
ている。
【0015】
【発明を実施する最良の形態】図1には、全体として1
0で示された、本発明により製造された薄膜モジュール
式電気化学装置の断面図が示されている。図示されてい
るように、該薄膜モジュール式電気化学装置10は、平
らな基体領域14から延びる筒状領域12を含んでい
る。説明の目的のため、図1には本発明の第1実施例に
よる完成された薄膜電気化学装置10が図示され、該薄
膜電気化学装置を製造するステップが図2Aないし図2
Eに示されている。簡略化のため単一の筒状領域12し
か図示されていないが、本発明においては格子状に配列
され且つ一体的セラミック要素として射出成形された筒
状領域のアレイが使用されるであろうと理解されたい。
電気的に絶縁なセラミック粉末と高分子バインダ化合物
との混合物を射出成形することにより支持構造体100
(図2A)を形成することができ、平らな基体領域14
に見られ且つ該領域の上面から下面まで延在する複数の
孔16、18を含むようなニアネットシェープの物品を
得る。有利には、射出成形された支持構造体100は加
工する必要がないものとする。結果としての物品、即ち
支持構造体100は、バインダ除去及び焼結処理を受
け、導電性でない多孔質物品を得る。該多孔質物品の支
持構造体100は、好ましくは、酸化アルミニウムから
なるが、セラミック電解質のものと同様の熱膨張係数を
持つ、薄膜製造条件及び装置動作条件下で化学的に安定
した如何なる多孔質の電気的に絶縁な材料からも形成す
ることができる。図1及び図2Aに図示した構造体にと
っては、酸化アルミニウムは好ましい材料であるが、他
の電気的に絶縁な材料も使用することができる。
【0016】図2Bに示すように、多孔質支持構造体1
00の筒状領域12は、その長さの主要部にわたるが基
体領域14の手前で終了するように浸透されて、浸透さ
れた筒状領域110を形成する。該浸透された筒状領域
110は、各筒体の内壁から外壁へ最小の抵抗で電流が
通過するのを可能にする。領域110の厚さは、約30
0μmないし500μmである。銀が好ましい材料であ
るが、金、白金、パラジウム又は上記金属を含む合金も
使用することができる。伝導性領域を形成する浸透され
た筒状領域110においては、開放気孔性が維持され、
酸素の薄膜電解質への又は薄膜電解質からの通過を可能
にする。当該モジュール10の平らな基体領域14は絶
縁材料22を用いて閉鎖気孔性の状態へと浸透され、所
要の電気的絶縁を形成すると共に、以下に説明するよう
に陽極面と陰極面とに存在する気体類間の気密障壁を提
供する。
【0017】図2Cに示すように、上記の浸透された筒
状領域110上に被覆(コーティング)を塗布すること
により触媒電極24が形成される。該触媒電極24は上
記の浸透された筒状領域110を越えて延在する。図に
示すように、触媒電極24は筒状領域12の外側表面に
形成されているが、該触媒電極24は多孔質伝導性支持
筒体12の内側表面又は外側表面の何れにも塗布するこ
とができる。触媒電極24が上記内側表面上に形成され
る場合は、該内側表面に他のコーティングも同様に塗布
することができる。触媒電極は好ましくは組成Ln
1−xBOからなり、ここで、Lnはランタニド
・イオン(lanthanide ion)又は斯様なイオンの混合
物;AはCa、Sr又はBa;BはCr、Mn、Co、
Niのような1以上の遷移金属イオンである。触媒電極
24は、上記浸透ステップにおいて述べたもののような
貴金属、又は貴金属と好ましい触媒電極との混合物から
なることもできる。触媒電極24は、セラミック電解質
と好ましい電極組成との混合物からなることもできる。
【0018】図2Dに示すように、上記触媒電極24上
に密な(>理論的密度の95%)層を塗布することによ
り電解質層26が形成され、触媒電極24を越えて延在
するようにして前記の密な絶縁基体14と直接接触する
ようにする。好ましい電解質材料は、イットリア安定化
ジルコニア(yttria stabilized zirconia)、導電性で
ないドープされたセリア(ceria)組成、酸化ビスマス
(bismuth oxide)、及びランタン没食子酸塩類電解質
(lanthanum gallate based electrolyte)を含む。上
記密な電解質26と基体14との間の接触は、内側の及
び外側の気体類を互いに絶縁するために必要である。
【0019】図2Eに示すように、筒状領域12の全外
側表面を覆うように上記電解質26に他の触媒電極28
が塗布される。上述した被覆処理の間の如何なる時点に
生じることもできるが、図2Eに示すように、孔16、
18が導電性材料により充填されて、ビア36、38を
形成する。
【0020】最後に、多孔質伝導層30が設けられ、該
層は図1に示すように基体領域14上まで延在して、或
る筒体の内側表面と隣接する筒体の外側表面との間の、
以下に詳述する基体領域における電気的ビア36、38
を介しての電気的接触を容易化する。
【0021】図1に戻って、多孔質伝導層30は全触媒
電極28と、平らな基部14の部分とを覆っている。該
多孔質伝導層30は平らな基部22の上側表面上を水平
に延び、左側筒体12a(図示略)及び右側筒体12b
(図示略)上に形成された環32a及び32bから水平
方向に離隔された環32を形成している。また、平らな
基体領域14及び支持構造体100上の筒状領域12の
内側表面に付着された上記伝導層30の一部は、図1に
示すようにL字状部分34となり、該L字状部分は図1
に示すように筒体12の内側表面をビア38の下端に接
続している。該筒体12の右側に位置される筒体12b
(図示略)は、ビア38の上端に接続された環32bを
有している。筒体12は、ビア36の上端に接続された
環32を有している。このようにして、隣接する筒体1
2a、12、12bの間で直列の電気的接続が確立され
る。筒体12a(図示略)のL字状部分34aは、ビア
36の下端に接続されている。
【0022】所要の被覆の塗布用技術は、吹き付け及び
浸し塗りのようなスラリ付着法、プラズマ溶射、真空蒸
着、並びにメッキ法を含む。隣接する筒状発生器要素間
の直列電気接続を形成する伝導性ビア36、38は、ワ
イヤ挿入処理又は他のスルーホール・メッキ技術により
形成することができる。被覆方法の選択における臨界的
配慮は、各層に対する必要な多孔性又は多孔性の欠如の
達成、及び既存の層に対しては後続の被覆処理で遭遇す
る処理条件を耐え抜くことを含む。従って、電気化学装
置10を作製するには、順次の層が付着されるにつれ
て、幾つかの異なる被覆方法の使用が必要とされるであ
ろう。
【0023】図3に示す当該装置の他の実施例において
は、支持構造体316全体が電気的に絶縁的であり且つ
多孔質のものである。支持構造体316は、基体領域3
20により接続され、格子アレイの形に配列された複数
の筒体部分318を含んでいる。基体部分320は、平
らな頂面338により連結された傾斜面337及び33
9を持つV字状を有する突起部分322を備えている。
説明の目的のため、本発明の第2実施例による完成した
薄膜電気化学装置300が図3に示され、該薄膜電気化
学装置を製造するステップが図4Aないし4Eに示され
ている。簡略化のために2つの筒状領域318のみしか
図示されていないが、本発明においては、格子状に配列
され且つ一体的セラミック要素として射出成形された筒
状領域のアレイを使用することができると理解された
い。有利にも、本第2実施例はビアを必要とせず、上記
セラミック要素に対して如何なる二次的な加工処理も必
要としない。電気化学的に活性な材料が、以下のように
して、多孔質支持構造体316の内側又は外側の何れか
に塗布される。
【0024】図4Aに示すように、マスク336が表面
337及び338上に配置される。次いで、多孔質伝導
性材料120が基体領域320の上面322及び324
に層330として付着され、これにより、基体領域32
0の第1の側322上に多孔質伝導性材料部分332
を、基体領域320の第2の側324上に多孔質伝導性
材料部分334を形成する。第2多孔質伝導性材料部分
334は表面339及び324を覆う。また、第1多孔
質材料部分332は表面322の殆どを覆うが、表面3
39からは離隔されている。
【0025】図4Bに示すように、前記マスク336が
マスク346となるように変化されて、表面339を覆
う上記多孔質伝導性材料の部分を覆うようにする。次い
で、内側電極被覆が上記伝導性材料に層340として塗
布され、上記第1の側322及び第2の側324を各々
覆うような電極342及び電極344を形成する。この
場合、電極342は第2多孔質材料部分334の端部か
ら内側に離隔されて、スタガされた層状態を形成する。
【0026】図4Cに示すように、マスク346はマス
ク346aとなるように変化され、該マスクの表面33
7上の長さが電解質の付着を可能にするように短縮され
る。同様にして、電解質の付着を可能にするため、マス
ク346aは表面339上でも短縮される。図4Cに示
すように、上記触媒電極層上に電解質層が塗布されて電
解質層350を形成する。上記電極342を覆う部分が
電解質層352となり、電極344を覆う部分が電解質
部分354となる。電解質部分352は、図4Cに示す
ように、表面337に沿って下方に延在する。
【0027】図4Dに示すように、上記マスクはマスク
346bとして更に変化され、ここでは、表面337を
覆う部分が更に短縮されると共に増厚され、且つ、表面
339を覆った第2多孔質伝導性材料を覆う部分が増厚
されて、電極364が電極344と接触せず、電極36
2が電極342と接触しないようにする。次いで、第2
の電着が実行されて、電解質層352及び354を各々
覆う第1部分362及び第2部分364を有するような
層360を形成する。
【0028】図4Eに示すように、マスク346bは表
面338及び339から除去されると共に、表面339
上では更に増厚される。多孔質伝導性材料120の他の
層が電極362及び364上に塗布され、これにより、
2番目に塗布された触媒電極362を第2基体領域上の
多孔質伝導性材料334に接続する。
【0029】次いで、マスク376は気密性を保証する
ためにガラスシール380(図3参照)に置換される。
【0030】上記処理の何れかの時点において、上記多
孔質支持構造体316の残りの区域は、密な材料により
浸透されるか又は被覆され、基体領域320により形成
される室が気密的となるようにする。
【0031】この実施例に関する被覆塗布方法及び好ま
しい材料の選択は、図1に示した先の実施例に関して記
載したものと同様である。上記基体領域には、電気的ビ
アがマスク処理及び薄膜付着技術により形成される。上
記基体領域における気密室の形成は、当該モジュールの
周囲を、ガラス又はセラミックスラリでのような密な絶
縁材料により封止することにより達成することができ
る。
【0032】ここに開示された構成の何れかの実施例を
用いて達成される増加された電気的効率は、酸素の発生
及び燃料電池の用途で有効である。上記セラミック電解
質を経る酸素の移送に関して企図された電気的効率が、
薄膜の及びモールド形成された壁の酸素発生モジュール
に関して示されている(図5)。増加された効率に加え
て、上記薄膜設計は、上記被覆が上記支持構造体の外側
表面に塗布された場合のモジュール当たりの増加された
出力及びモジュール当たりの重量低減のような他の利点
を提供する。上記重要の低減は、この技術を用いて構築
された装置の携帯性を向上させると共に、摂氏550〜
1000度の範囲となるような動作温度までの上記モジ
ュールを加熱するのに要する時間を短縮させる。センサ
及び燃料電池のような他の電気化学装置も、該提案され
た設計により性能の向上を達成することができると共
に、価格の低減を達成することができる。
【0033】図5に示すように、発明者は上記電解質層
の厚さは約10μmないし100μmとする必要がある
ことを決定すると共に、’624及び’113特許における構
造よりも大幅な改善を示した。他のものが、電解質層の
厚さを<10μmに減少しようと試みたが、連続した層
を形成するのが困難であるという問題を含み数々の問題
が生じた。10μmより薄い電解質の厚さでは、上記貴
金属層の面積抵抗のような他の抵抗及びO分子の分解
率が、電気的効率の限界となる。
【0034】当業者にとっては、本発明が前述した目的
の全てを満たすことを容易に理解するであろう。上述し
た明細書を読むことにより、当業者は、ここに広く開示
した本発明の、種々の変更、均等物の置換及び種々の他
の態様を実施することができるであろう。従って、本発
明に許可される保護は添付請求項に含まれる定義及びそ
の均等物のみにより限定されることを意図するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、筒状部及び基部を含む本発明による薄
膜電気化学装置の側断面図である。
【図2A】図2Aは、ニアネットシェープ状物品の一部
である。
【図2B】図2Bは、図2Aに示した物品に関し、伝導
性材料により浸透された筒状領域12を図示する。
【図2C】図2Cは、図2Aに示した物品に関し、上記
筒状領域の部分上に塗布された触媒電極被覆を図示す
る。
【図2D】図2Dは、図2Aに示した物品に関し、上記
触媒電極上に付着された電解層を図示する。
【図2E】図2Eは、図2Aに示した物品に関し、上記
電解質層上に付着された第2触媒電極層を図示する。
【図3】図3は、本発明による薄膜電気化学装置の第2
実施例の側断面図である。
【図4A】図4Aは、図3に示した物品に関する、内側
電流収集器の付着の間におけるマスクの使用の説明図で
ある。
【図4B】図4Bは、図3に示した物品に関する、内側
電極の付着の間におけるマスクの使用の説明図である。
【図4C】図4Cは、図3に示した物品に関する、電解
質の付着の間におけるマスクの使用の説明図である。
【図4D】図4Dは、図3に示した物品に関する、外側
電極の付着の間におけるマスクの使用の説明図である。
【図4E】図4Eは、図3に示した物品に関する、外側
電流収集器の付着の間におけるマスクの使用の説明図で
ある。
【図5】図5は、上記薄膜電気化学装置対米国特許第5,
871,624号及び同第5,985,113号に開示された電気化学装
置の企図された電気的効率のグラフである。
【符号の説明】
10…薄膜モジュール式電気化学装置 12…筒状領域 14…基体領域 16、18…孔 24、28…触媒電極 26…電解質層 30…多孔質伝導層 36、38…ビア 100…支持構造体 110…筒状領域
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) B01J 23/86 B01J 23/86 M 23/889 35/04 341 35/04 341 37/02 301E 37/02 301 C23C 28/00 B C23C 28/00 30/00 B 30/00 C C25B 11/03 C25B 11/03 B01J 23/84 311M (71)出願人 501021232 21240 Burbank Bouleva rd Woodland Hills,C alifornia 91367−6675 Un ited States of Amer ica (72)発明者 ヴィンセント エル. スプレンクル アメリカ合衆国 52806 アイオワ州 ダ ベンポート、 ダブリュー.60番 ストリ ート 7171 Fターム(参考) 4G069 AA03 AA08 BB04A BC09A BC12A BC13A BC41A BC58A BC62A BC67A BC68A CD10 DA06 EA11 EB10 FA01 FA03 FB23 4K011 AA02 AA11 AA58 BA04 DA01 DA03 4K044 AA06 AA13 AB08 BA08 BA12 BB03 BB11 BB13 BC14 CA13 CA18 CA23

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜電気化学装置を製造する方法におい
    て、 平らな基体領域と複数の筒状領域とを含むニアネットシ
    ェープのセラミック要素をモールド形成するステップ
    と、 前記平らな基体領域を密な非伝導性材料で浸透させるス
    テップと、 前記筒状領域の各々を多孔質伝導性材料で浸透させるス
    テップと、 前記浸透された領域上に多孔質触媒電極材料を塗布し
    て、陰極面及び陽極面の一方を形成するステップと、 前記多孔質触媒電極材料上にセラミック電解質被覆を付
    着するステップと、 前記付着されたセラミック電解質被覆上に多孔質触媒電
    極材料を塗布するステップと、 この多孔質触媒電極上に多孔質伝導性材料を付着するス
    テップと、を有していることを特徴とする薄膜電気化学
    装置を製造する方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記ニ
    アネットシェープのセラミック要素にバインダ除去及び
    焼結処理を施すステップを有していることを特徴とする
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の方法において、前記多
    孔質伝導性材料が30ないし50%の範囲の濃度を有し
    ていることを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の方法において、前記筒
    状領域の或るもの上の付着された多孔質伝導性材料を前
    記筒状領域の他のものの隣接する浸透された領域に電気
    的に接続する導電性ビアを形成するステップを更に有し
    ていることを特徴とする方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の方法において、浸透さ
    れた領域上と前記平らな基体領域の一部上とに多孔質伝
    導性材料を付着するステップを有していることを特徴と
    する方法。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の方法において、前記筒
    状領域の或るもの浸透された領域を前記筒状領域の他の
    ものの隣接する付着された多孔質伝導性材料に電気的に
    接続する導電性ビアを形成するステップを有しているこ
    とを特徴とする方法。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の方法において、前記多
    孔質触媒電極材料が前記筒状領域の各々の外側表面上に
    付着されることを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 薄膜電気化学装置を製造する方法におい
    て、 基体領域と複数の筒状領域とを含むニアネットシェープ
    のセラミック要素をモールド形成するステップと、 前記基体領域の各々の一部をマスクして、第1基体領域
    と第2基体領域とを形成するステップと、 前記複数の筒状領域上と前記第1及び第2基体領域上と
    に多孔質伝導性材料を付着するステップと、 前記付着された多孔質伝導性材料上に多孔質触媒電極材
    料を塗布して、陰極面及び陽極面の一方を形成する第1
    塗布ステップと、 前記塗布された触媒電極材料上に密なセラミック電解質
    を付着するステップと、 前記付着されたセラミック電解質上に多孔質触媒電極材
    料を塗布して、前記陰極面及び陽極面の他方を形成する
    第2塗布ステップと、 この多孔質触媒電極上に多孔質伝導性材料を付着して、
    前記第1基体領域上の前記第2塗布ステップにより塗布
    された触媒電極を前記第2基体領域上の前記多孔質伝導
    性材料に電気的に接続するステップと、を有しているこ
    とを特徴とする薄膜電気化学装置を製造する方法。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の方法において、前記ニ
    アネットシェープのセラミック要素にバインダ除去及び
    焼結処理を施すステップを有していることを特徴とする
    方法。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の方法において、前記
    基体領域は前記マスクが塗布される別の部分を有してい
    ることを特徴とする方法。
  11. 【請求項11】 請求項8に記載の方法において、前記
    第2基体領域上の前記第2塗布ステップによる電極を該
    第2基体領域上の前記多孔質伝導性材料から気密的に封
    止するステップを有していることを特徴とする方法。
  12. 【請求項12】 請求項8に記載の方法において、前記
    第2基体領域上の前記第2塗布ステップによる電極と該
    第2基体領域上の前記多孔質伝導性材料との間の前記マ
    スクを除去するステップを有していることを特徴とする
    方法。
  13. 【請求項13】 請求項8に記載の方法において、前記
    基体領域を密な非伝導性材料で浸透するステップを有し
    ていることを特徴とする方法。
  14. 【請求項14】 薄膜電気化学装置において、 平らな基体領域と複数の筒状領域とを含むセラミック支
    持構造体と、 前記複数の筒状領域の各々に形成される導電性領域と、 前記筒状領域の各々の表面上に形成される第1触媒電極
    層と、 前記第1触媒電極層に隣接する電解質層と、 前記電解質層に隣接する第2触媒電極層と、を有し、前
    記平らな基体領域は非導電性であって気密障壁となるこ
    とを特徴とする薄膜電気化学装置。
  15. 【請求項15】 請求項14に記載の薄膜電気化学装置
    において、前記セラミック支持構造体が酸化アルミニウ
    ムからなることを特徴とする薄膜電気化学装置。
  16. 【請求項16】 請求項14に記載の薄膜電気化学装置
    において、前記導電性領域は約1/3が導電性材料であ
    り、約1/3が細孔であり、約1/3が絶縁材料である
    ことを特徴とする薄膜電気化学装置。
  17. 【請求項17】 請求項14に記載の薄膜電気化学装置
    において、前記触媒電極がLn1−xBOであ
    り、ここで、Lnはランタニド・イオン又は斯様なイオ
    ンの混合物であり、AはCa、Sr又はBaであり、B
    はCr、Mn、Co及びNiの1以上を含む1以上の遷
    移金属イオンであることを特徴とする薄膜電気化学装
    置。
  18. 【請求項18】 請求項14に記載の薄膜電気化学装置
    において、前記電解質層が理論的密度の95%であるこ
    とを特徴とする薄膜電気化学装置。
  19. 【請求項19】 請求項14に記載の薄膜電気化学装置
    において、前記平らな基体領域に形成された複数の導電
    性ビアを有していることを特徴とする薄膜電気化学装
    置。
  20. 【請求項20】 請求項14に記載の薄膜電気化学装置
    において、前記導電性領域が約50μmの厚さであるこ
    とを特徴とする薄膜電気化学装置。
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