JP2002216807A - 固体電解質型燃料電池の空気極集電体 - Google Patents
固体電解質型燃料電池の空気極集電体Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】固体電解質型燃料電池の空気極集電体およびそ
の空気極集電体を組み込んだ固体電解質型燃料電池を提
供する。 【解決手段】銀の多孔質体、表面に酸化物層を形成した
銀の多孔質体、銀の素地中に酸化物が分散した分散強化
型銀の多孔質体、または銀よりも高温強度の優れた合金
の多孔質体の少なくとも片面に銀メッキした多孔質体の
何れかからなる固体電解質型燃料電池の空気極集電体、
並びにこれら空気極集電体を組み込んだ固体電解質型燃
料電池。
の空気極集電体を組み込んだ固体電解質型燃料電池を提
供する。 【解決手段】銀の多孔質体、表面に酸化物層を形成した
銀の多孔質体、銀の素地中に酸化物が分散した分散強化
型銀の多孔質体、または銀よりも高温強度の優れた合金
の多孔質体の少なくとも片面に銀メッキした多孔質体の
何れかからなる固体電解質型燃料電池の空気極集電体、
並びにこれら空気極集電体を組み込んだ固体電解質型燃
料電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、低温で作動させても
出力密度の高い固体電解質型燃料電池における空気極集
電体およびこの空気極集電体を組み込んだ固体電解質型
燃料電池に関するものである。
出力密度の高い固体電解質型燃料電池における空気極集
電体およびこの空気極集電体を組み込んだ固体電解質型
燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、固体電解質型燃料電池は、水素
ガス、天然ガス、メタノール、石炭ガスなどを燃料とす
ることができるところから、発電における石油代替エネ
ルギー化を促進することができ、さらに廃熱を利用する
ことができるところから、省資源および環境問題の観点
からも注目されている。この固体電解質型燃料電池は図
１の断面概略図に示される積層構造を有する。図１にお
いて、１は空気極集電体、２は空気極、３は固体電解
質、４はセパレータ、５は燃料極、６は燃料極集電体、
７は水素が通る溝、８は空気が通る溝である。固体電解
質３の片面に空気極２を積層させ、他方の片面に燃料極
５を形成することによりセル９を構成する。
ガス、天然ガス、メタノール、石炭ガスなどを燃料とす
ることができるところから、発電における石油代替エネ
ルギー化を促進することができ、さらに廃熱を利用する
ことができるところから、省資源および環境問題の観点
からも注目されている。この固体電解質型燃料電池は図
１の断面概略図に示される積層構造を有する。図１にお
いて、１は空気極集電体、２は空気極、３は固体電解
質、４はセパレータ、５は燃料極、６は燃料極集電体、
７は水素が通る溝、８は空気が通る溝である。固体電解
質３の片面に空気極２を積層させ、他方の片面に燃料極
５を形成することによりセル９を構成する。
【０００３】前記固体電解質３は一般にイットリアで安
定化したジルコニア（以下、ＹＳＺという）で構成され
ているが、近年、Ｌｎ1-xＡxＧａ1-y-zＢ1Ｂ2Ｏ3（但
し、Ｌｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの１種または
２種以上、Ａ＝Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａの１種または２種以
上、Ｂ1＝Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎの１種または２種以上、Ｂ2
＝Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕの１種または２種以上、ｘ＝
０．０５〜０．３、ｙ＝０〜０．２９、ｚ＝０．０１〜
０．３、ｙ＋ｚ＝０．０２５〜０．３）で示される酸化
物なども使用されている。さらにセパレータ４はランタ
ンクロマイト（ＬａＣｒＯ3）からなる緻密なセラミッ
クスで構成されており、空気極２は（Ｓｍ、Ｓｒ）Ｃｏ
Ｏ3、（Ｌａ、Ｓｒ）ＭｎＯ3などのセラミックスで構成
されており、燃料極５はＮｉ／ＹＳＺサーメット、Ｎｉ
／（Ｃｅ、Ｓｍ）Ｏ2サーメットなどで構成されてい
る。そして空気極集電体１は白金メッシュで構成されて
おり、燃料極集電体６はＮｉメッシュで構成されてい
る。
定化したジルコニア（以下、ＹＳＺという）で構成され
ているが、近年、Ｌｎ1-xＡxＧａ1-y-zＢ1Ｂ2Ｏ3（但
し、Ｌｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの１種または
２種以上、Ａ＝Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａの１種または２種以
上、Ｂ1＝Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎの１種または２種以上、Ｂ2
＝Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕの１種または２種以上、ｘ＝
０．０５〜０．３、ｙ＝０〜０．２９、ｚ＝０．０１〜
０．３、ｙ＋ｚ＝０．０２５〜０．３）で示される酸化
物なども使用されている。さらにセパレータ４はランタ
ンクロマイト（ＬａＣｒＯ3）からなる緻密なセラミッ
クスで構成されており、空気極２は（Ｓｍ、Ｓｒ）Ｃｏ
Ｏ3、（Ｌａ、Ｓｒ）ＭｎＯ3などのセラミックスで構成
されており、燃料極５はＮｉ／ＹＳＺサーメット、Ｎｉ
／（Ｃｅ、Ｓｍ）Ｏ2サーメットなどで構成されてい
る。そして空気極集電体１は白金メッシュで構成されて
おり、燃料極集電体６はＮｉメッシュで構成されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の固体電
解質型燃料電池は、１０００℃という高い温度で作動さ
せることにより燃料が持っている化学エネルギーを電気
エネルギーに比較的効率良く変換することができるが、
固体電解質型燃料電池の作動を１０００℃で作動させる
ためには、固体電解質型燃料電池の構成部品に使用され
る材料が特に耐熱性に優れた材料に制限され、さらに固
体電解質型燃料電池を作動させるための付属装置（例え
ば、燃料ガスの予熱装置など）においても高温に耐える
材料で構成する必要があり、また高温で作動することに
より材料の消耗が早くなり、使用寿命も短くなるなどコ
ストが高くなることは避けられない。そのため、１００
０℃よりも低温度で効率良く作動させることができる固
体電解質燃料電池が求められている。
解質型燃料電池は、１０００℃という高い温度で作動さ
せることにより燃料が持っている化学エネルギーを電気
エネルギーに比較的効率良く変換することができるが、
固体電解質型燃料電池の作動を１０００℃で作動させる
ためには、固体電解質型燃料電池の構成部品に使用され
る材料が特に耐熱性に優れた材料に制限され、さらに固
体電解質型燃料電池を作動させるための付属装置（例え
ば、燃料ガスの予熱装置など）においても高温に耐える
材料で構成する必要があり、また高温で作動することに
より材料の消耗が早くなり、使用寿命も短くなるなどコ
ストが高くなることは避けられない。そのため、１００
０℃よりも低温度で効率良く作動させることができる固
体電解質燃料電池が求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述のよ
うな観点から、一層低い温度で効率良く作動させること
ができる固体電解質燃料電池を開発すべく試験研究を行
った。その結果、高温酸化雰囲気において酸化されず良
好な導電性を有する銀からなる多孔質体を空気極集電体
として組み込んだ固体電解質型燃料電池は、９００℃以
下で作動させると、従来の白金メッシュからなる空気極
集電体を組み込んだ固体電解質型燃料電池に比べて、発
電効率が１．６倍以上向上するという研究結果が得られ
たのである。
うな観点から、一層低い温度で効率良く作動させること
ができる固体電解質燃料電池を開発すべく試験研究を行
った。その結果、高温酸化雰囲気において酸化されず良
好な導電性を有する銀からなる多孔質体を空気極集電体
として組み込んだ固体電解質型燃料電池は、９００℃以
下で作動させると、従来の白金メッシュからなる空気極
集電体を組み込んだ固体電解質型燃料電池に比べて、発
電効率が１．６倍以上向上するという研究結果が得られ
たのである。
【０００６】この発明は、かかる研究結果に基づいてな
されたものであって、（１）銀多孔質体からなる固体電
解質型燃料電池の空気極集電体、に特徴を有するもので
ある。
されたものであって、（１）銀多孔質体からなる固体電
解質型燃料電池の空気極集電体、に特徴を有するもので
ある。
【０００７】さらに、この発明の固体電解質型燃料電池
の空気極集電体は、前記(１)記載の銀多孔質体の表面
に、酸化物皮膜などを付着させて機械的強度を増加させ
た酸化物付着多孔質体であっても良い。前記酸化物付着
多孔質体の表面に付着する酸化物は、酸化アルミニウ
ム、酸化チタン、酸化ケイ素などがある。したがって、
この発明は、（２）銀多孔質体の表面に酸化物皮膜を形
成した固体電解質型燃料電池の空気極集電体、に特徴を
有するものである。
の空気極集電体は、前記(１)記載の銀多孔質体の表面
に、酸化物皮膜などを付着させて機械的強度を増加させ
た酸化物付着多孔質体であっても良い。前記酸化物付着
多孔質体の表面に付着する酸化物は、酸化アルミニウ
ム、酸化チタン、酸化ケイ素などがある。したがって、
この発明は、（２）銀多孔質体の表面に酸化物皮膜を形
成した固体電解質型燃料電池の空気極集電体、に特徴を
有するものである。
【０００８】固体電解質型燃料電池の空気極集電体の役
割として酸化剤ガスである空気を流す流路としての機能
する役割がある。したがって、固体電解質型燃料電池の
空気極集電体として使用する銀多孔質体は、銀の素地中
に酸化物を分散させて機械的強度を向上させた分散強化
型銀多孔質体であることが一層好ましい。したがって、
この発明は、（３）銀の素地中に酸化物が分散した分散
強化型銀多孔質体からなる固体電解質型燃料電池の空気
極集電体、に特徴を有するものである。
割として酸化剤ガスである空気を流す流路としての機能
する役割がある。したがって、固体電解質型燃料電池の
空気極集電体として使用する銀多孔質体は、銀の素地中
に酸化物を分散させて機械的強度を向上させた分散強化
型銀多孔質体であることが一層好ましい。したがって、
この発明は、（３）銀の素地中に酸化物が分散した分散
強化型銀多孔質体からなる固体電解質型燃料電池の空気
極集電体、に特徴を有するものである。
【０００９】前記銀の素地中に酸化物が分散した分散強
化型銀に含まれる酸化物は、具体的には、酸化錫、酸化
インジウム、酸化ランタン、酸化銅、酸化クロム、酸化
チタン、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化ニッケル、酸
化バナジウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸
化ストロンチウム、酸化バリウムなどがあるが、酸化錫
が最も好ましい。この分散強化型銀に含まれる酸化物
は、３〜５０容量％であることが好ましく、その理由
は、３容量％未満では固体電解質型燃料電池の空気極集
電体としての強化が不十分であり、一方、５０容量％を
越えると、空気極集電体としての作用が低下し、十分な
出力密度が得られないので好ましくない理由によるもの
である。そして、この分散強化型銀多孔質体は最表面が
実質的に銀であり、内部が分散強化型銀で構成されてい
ることが一層好ましい。
化型銀に含まれる酸化物は、具体的には、酸化錫、酸化
インジウム、酸化ランタン、酸化銅、酸化クロム、酸化
チタン、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化ニッケル、酸
化バナジウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸
化ストロンチウム、酸化バリウムなどがあるが、酸化錫
が最も好ましい。この分散強化型銀に含まれる酸化物
は、３〜５０容量％であることが好ましく、その理由
は、３容量％未満では固体電解質型燃料電池の空気極集
電体としての強化が不十分であり、一方、５０容量％を
越えると、空気極集電体としての作用が低下し、十分な
出力密度が得られないので好ましくない理由によるもの
である。そして、この分散強化型銀多孔質体は最表面が
実質的に銀であり、内部が分散強化型銀で構成されてい
ることが一層好ましい。
【００１０】この発明の固体電解質型燃料電池の空気極
集電体を構成する銀多孔質体または分散強化型銀多孔質
体は、骨格部分（以下、スケルトンという）および気孔
からなるスポンジ構造を有しており、その気孔率は６０
〜９７％あれば十分である。この発明の空気極集電体を
構成する銀多孔質体は、スケルトンに微細な気孔が存在
しない方が良く、スケルトンにおける微細な気孔が存在
する場合は全体の１０％未満に抑えなければならない。
スケルトンの気孔率が１０％以上もつようになると空気
極集電体としての強度が低下するので好ましくないから
である。
集電体を構成する銀多孔質体または分散強化型銀多孔質
体は、骨格部分（以下、スケルトンという）および気孔
からなるスポンジ構造を有しており、その気孔率は６０
〜９７％あれば十分である。この発明の空気極集電体を
構成する銀多孔質体は、スケルトンに微細な気孔が存在
しない方が良く、スケルトンにおける微細な気孔が存在
する場合は全体の１０％未満に抑えなければならない。
スケルトンの気孔率が１０％以上もつようになると空気
極集電体としての強度が低下するので好ましくないから
である。
【００１１】銀は、約２００℃以上９３０℃以下の温度
領域においては酸化雰囲気中においても還元され、金属
相が安定相である。したがって、銀多孔質体は約２００
℃以上９３０℃以下の温度領域において酸化皮膜が形成
されず、良好な導電体である。しかし、銀多孔質体から
なる空気極集電体を組み込んだ固体酸化物燃料電池を９
３０℃で作動させると、銀多孔質体からなる空気極集電
体の表面に酸化膜が発生することがないが、銀は高温で
酸素を固溶するために、約９３０℃で溶けはじめる。し
たがって、実際に、銀多孔質体または分散強化型銀多孔
質体を空気極集電体として組み込んだ固体酸化物燃料電
池の作動温度は９００℃以下であることが好ましい。
領域においては酸化雰囲気中においても還元され、金属
相が安定相である。したがって、銀多孔質体は約２００
℃以上９３０℃以下の温度領域において酸化皮膜が形成
されず、良好な導電体である。しかし、銀多孔質体から
なる空気極集電体を組み込んだ固体酸化物燃料電池を９
３０℃で作動させると、銀多孔質体からなる空気極集電
体の表面に酸化膜が発生することがないが、銀は高温で
酸素を固溶するために、約９３０℃で溶けはじめる。し
たがって、実際に、銀多孔質体または分散強化型銀多孔
質体を空気極集電体として組み込んだ固体酸化物燃料電
池の作動温度は９００℃以下であることが好ましい。
【００１２】銀多孔質体または分散強化型銀多孔質体を
空気極集電体として組み込んだ固体酸化物燃料電池が低
温で発電性能が向上する理由は、一般に、空気極におい
て、空気中の酸素が空気極集電体により電子を受け取
り、酸素イオン（Ｏ-2）が生成されるが、極微量の酸素
が含まれている銀を固体酸化物燃料電池の空気極集電体
とした場合、集電体中に極微量含まれる酸素が集電体表
面においての酸素イオンの生成を促進させる働きがあ
り、酸素イオンを集電体表面から早く移動させることが
できること、集電体と電極との交換電流密度の上昇によ
り、さらなる酸素イオンの移動が速やかになること、酸
素の解離（Ｏ2→２Ｏ）、イオン化（Ｏ＋２ｅ→Ｏ-2）
も銀多孔質体または分散強化型銀多孔質体からなる空気
極集電体中に固溶した酸素により促進すること、などに
よるものと考えられる。
空気極集電体として組み込んだ固体酸化物燃料電池が低
温で発電性能が向上する理由は、一般に、空気極におい
て、空気中の酸素が空気極集電体により電子を受け取
り、酸素イオン（Ｏ-2）が生成されるが、極微量の酸素
が含まれている銀を固体酸化物燃料電池の空気極集電体
とした場合、集電体中に極微量含まれる酸素が集電体表
面においての酸素イオンの生成を促進させる働きがあ
り、酸素イオンを集電体表面から早く移動させることが
できること、集電体と電極との交換電流密度の上昇によ
り、さらなる酸素イオンの移動が速やかになること、酸
素の解離（Ｏ2→２Ｏ）、イオン化（Ｏ＋２ｅ→Ｏ-2）
も銀多孔質体または分散強化型銀多孔質体からなる空気
極集電体中に固溶した酸素により促進すること、などに
よるものと考えられる。
【００１３】銀多孔質体からなる固体電解質型燃料電池
の空気極集電体は、銀にその他の成分を添加して銀合金
を作製し、銀合金からなる多孔質体を作製して固体電解
質型燃料電池の空気極集電体とすることができる。この
銀合金多孔質体を固体電解質型燃料電池の空気極集電体
として使用するためには融点が６００℃以上(好ましく
は８００℃以上)の銀合金の多孔質体でなければならな
い。この融点：６００℃以上の銀合金であればいかなる
合金でも良いが、これら銀合金の内でもＣｕ，Ｚｎ，Ｃ
ｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＩｒおよびＲｈの
内の１種または２種以上を合計で４０質量％以下を含有
し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成の銀合
金であっても良い。
の空気極集電体は、銀にその他の成分を添加して銀合金
を作製し、銀合金からなる多孔質体を作製して固体電解
質型燃料電池の空気極集電体とすることができる。この
銀合金多孔質体を固体電解質型燃料電池の空気極集電体
として使用するためには融点が６００℃以上(好ましく
は８００℃以上)の銀合金の多孔質体でなければならな
い。この融点：６００℃以上の銀合金であればいかなる
合金でも良いが、これら銀合金の内でもＣｕ，Ｚｎ，Ｃ
ｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＩｒおよびＲｈの
内の１種または２種以上を合計で４０質量％以下を含有
し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成の銀合
金であっても良い。
【００１４】しかがって、この発明は、 （４）融点：６００℃以上の銀合金多孔質体からなる固
体電解質型燃料電池の空気極集電体、 （５）前記融点：６００℃以上の銀合金は、Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｃｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒおよび
Ｒｈの内の１種または２種以上を合計で４０質量％以下
を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成
の銀合金である前記（４）記載の固体電解質型燃料電池
の空気極集電体、に特長を有するものである。
体電解質型燃料電池の空気極集電体、 （５）前記融点：６００℃以上の銀合金は、Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｃｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒおよび
Ｒｈの内の１種または２種以上を合計で４０質量％以下
を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成
の銀合金である前記（４）記載の固体電解質型燃料電池
の空気極集電体、に特長を有するものである。
【００１５】銀合金に含まれるＣｕ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｎ
ｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＩｒおよびＲｈの内の１
種または２種以上を合計で４０質量％以下に限定した理
由は、これら成分が４０質量％を越えて含有するとＡｇ
の持つ触媒作用が低下するので好ましくないからであ
る。
ｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＩｒおよびＲｈの内の１
種または２種以上を合計で４０質量％以下に限定した理
由は、これら成分が４０質量％を越えて含有するとＡｇ
の持つ触媒作用が低下するので好ましくないからであ
る。
【００１６】前記（４）および（５）記載の銀合金の素
地中に酸化物を分散させて機械的強度を向上させた分散
強化型銀多孔質体であることが一層好ましい。したがっ
て、この発明は、 （６）前記融点：６００℃以上の銀合金は、Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｃｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒおよび
Ｒｈの内の１種または２種以上を合計で４０質量％以下
を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成
の銀合金素地中に酸化物が分散した分散強化型銀多孔質
体である（４）および（５）記載の固体電解質型燃料電
池の空気極集電体、に特徴を有するものである。
地中に酸化物を分散させて機械的強度を向上させた分散
強化型銀多孔質体であることが一層好ましい。したがっ
て、この発明は、 （６）前記融点：６００℃以上の銀合金は、Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｃｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒおよび
Ｒｈの内の１種または２種以上を合計で４０質量％以下
を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成
の銀合金素地中に酸化物が分散した分散強化型銀多孔質
体である（４）および（５）記載の固体電解質型燃料電
池の空気極集電体、に特徴を有するものである。
【００１７】さらに、この発明の固体電解質型燃料電池
の空気極集電体は、銀よりも高温強度に優れた金属また
は合金の多孔質体からなり、この多孔質体の少なくとも
空気極に接する側に銀メッキ層を形成してなる多孔質体
で構成しても良い。前記銀メッキ層を形成するには通常
下地層としてＮｉメッキ層を形成し、このＮｉメッキ下
地層の上に銀メッキ層が形成される。そして、このＮｉ
メッキ下地層および銀メッキ層を形成するためのメッキ
方法は特に限定されるものではなく、いかなるメッキ方
法で形成しても良い。前記銀よりも高温強度に優れた金
属または合金は、ＮｉもしくはＮｉ基合金、Ｆｅもしく
はＦｅ基合金、またはＣｏもしくはＣｏ合金であること
が好ましく、具体的なＮｉもしくはＮｉ基合金として純
Ｎｉ，インコネル６００、ハステロイＣ−２２、ヘイン
ズアロイ２１４などがあり、ＦｅもしくはＦｅ基合金と
して純Ｆｅ、炭素鋼、ステンレス鋼、エスイット鋼など
であり、ＣｏもしくはＣｏ合金としてヘインズアロイ１
８８、ＵＬＴＥＴなどがある。
の空気極集電体は、銀よりも高温強度に優れた金属また
は合金の多孔質体からなり、この多孔質体の少なくとも
空気極に接する側に銀メッキ層を形成してなる多孔質体
で構成しても良い。前記銀メッキ層を形成するには通常
下地層としてＮｉメッキ層を形成し、このＮｉメッキ下
地層の上に銀メッキ層が形成される。そして、このＮｉ
メッキ下地層および銀メッキ層を形成するためのメッキ
方法は特に限定されるものではなく、いかなるメッキ方
法で形成しても良い。前記銀よりも高温強度に優れた金
属または合金は、ＮｉもしくはＮｉ基合金、Ｆｅもしく
はＦｅ基合金、またはＣｏもしくはＣｏ合金であること
が好ましく、具体的なＮｉもしくはＮｉ基合金として純
Ｎｉ，インコネル６００、ハステロイＣ−２２、ヘイン
ズアロイ２１４などがあり、ＦｅもしくはＦｅ基合金と
して純Ｆｅ、炭素鋼、ステンレス鋼、エスイット鋼など
であり、ＣｏもしくはＣｏ合金としてヘインズアロイ１
８８、ＵＬＴＥＴなどがある。
【００１８】したがって、この発明は、（７）銀よりも
高温強度に優れた金属または合金の多孔質体からなり、
この多孔質体の少なくとも空気極に接する側にＮｉメッ
キ下地層を形成し、その上に銀メッキを形成してなる固
体電解質型燃料電池の空気極集電体、（８）前記銀より
も高温強度に優れた金属または合金は、ＮｉもしくはＮ
ｉ基合金、ＦｅもしくはＦｅ基合金、またはＣｏもしく
はＣｏ合金である前記（６）記載の固体電解質型燃料電
池の空気極集電体、に特長を有するものである。
高温強度に優れた金属または合金の多孔質体からなり、
この多孔質体の少なくとも空気極に接する側にＮｉメッ
キ下地層を形成し、その上に銀メッキを形成してなる固
体電解質型燃料電池の空気極集電体、（８）前記銀より
も高温強度に優れた金属または合金は、ＮｉもしくはＮ
ｉ基合金、ＦｅもしくはＦｅ基合金、またはＣｏもしく
はＣｏ合金である前記（６）記載の固体電解質型燃料電
池の空気極集電体、に特長を有するものである。
【００１９】この発明の固体電解質型燃料電池の空気極
集電体を構成する融点が６００℃以上有する銀合金多孔
質体および銀よりも高温強度に優れた金属または合金で
作製した多孔質体の気孔率は６０〜９７％あれば十分で
あり、スケルトンに微細な気孔が存在しない方が良く、
スケルトンにおける微細な気孔が存在する場合は全体の
１０％未満に抑えなければならない。スケルトンの気孔
率が１０％以上もつようになると空気極集電体としての
強度が低下するので好ましくないからである。
集電体を構成する融点が６００℃以上有する銀合金多孔
質体および銀よりも高温強度に優れた金属または合金で
作製した多孔質体の気孔率は６０〜９７％あれば十分で
あり、スケルトンに微細な気孔が存在しない方が良く、
スケルトンにおける微細な気孔が存在する場合は全体の
１０％未満に抑えなければならない。スケルトンの気孔
率が１０％以上もつようになると空気極集電体としての
強度が低下するので好ましくないからである。
【００２０】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の固体酸化物燃
料電池の空気極集電体を実施例により具体的に説明す
る。 実施例１ 純銀を通常の溶解炉にて溶解し、得られた純銀溶湯をア
トマイズすることにより、平均粒径：２μmを有する純
銀アトマイズ粉末を用意した。さらに有機溶剤としてｎ
−ヘキサン、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム（以下、ＤＢＳという）、水溶性樹脂結合
剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース（以下、
ＨＰＭＣという）、可塑剤としてグリセリンをそれぞれ
用意した。さらに水として蒸留水を用意した。
料電池の空気極集電体を実施例により具体的に説明す
る。 実施例１ 純銀を通常の溶解炉にて溶解し、得られた純銀溶湯をア
トマイズすることにより、平均粒径：２μmを有する純
銀アトマイズ粉末を用意した。さらに有機溶剤としてｎ
−ヘキサン、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム（以下、ＤＢＳという）、水溶性樹脂結合
剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロース（以下、
ＨＰＭＣという）、可塑剤としてグリセリンをそれぞれ
用意した。さらに水として蒸留水を用意した。
【００２１】前記純銀アトマイズ粉末とＨＰＭＣ（水溶
性樹脂結合剤）を強せん断型混練機に装入して３０分間
混練したのち、添加しなければならない全蒸留水量の５
０％の蒸留水を加えて混練し、さらに残りの蒸留水５０
％並びにその他の添加剤であるｎ−ヘキサン（有機溶
剤）、ＤＢＳ（界面活性剤）およびグリセリン（可塑
剤）を添加して３時間混練することにより、質量％で 純銀アトマイズ粉末：５０．０％、 ｎ−ヘキサン：１．５％、 ＨＰＭＣ：５．０％、 ＤＢＳ：２．０％、 グリセリン：３．０％、 蒸留水：残り、 からなる組成の混合スラリーを作製した。
性樹脂結合剤）を強せん断型混練機に装入して３０分間
混練したのち、添加しなければならない全蒸留水量の５
０％の蒸留水を加えて混練し、さらに残りの蒸留水５０
％並びにその他の添加剤であるｎ−ヘキサン（有機溶
剤）、ＤＢＳ（界面活性剤）およびグリセリン（可塑
剤）を添加して３時間混練することにより、質量％で 純銀アトマイズ粉末：５０．０％、 ｎ−ヘキサン：１．５％、 ＨＰＭＣ：５．０％、 ＤＢＳ：２．０％、 グリセリン：３．０％、 蒸留水：残り、 からなる組成の混合スラリーを作製した。
【００２２】この混合スラリーをドクターブレード法に
より厚さ：２ｍｍの成形体を作製し、この成形体を、 （ｉ）発泡条件 湿度：９０％、 温度：３５℃、 保持時間：１０分、 （ii）脱脂条件 雰囲気：空気中 温度：４５０℃、 保持時間：６０分、 （iii）燒結条件 雰囲気：空気中 温度：９１０℃、 保持時間：１２０分、 の条件で発泡、脱脂および焼結を施すことにより厚さ：
１．５mmの寸法をもった純銀多孔質体板を作製し、この
純銀多孔質体板から切り出して、表１に示される気孔率
を有する純銀多孔質体からなる空気極集電体を作製し
た。
より厚さ：２ｍｍの成形体を作製し、この成形体を、 （ｉ）発泡条件 湿度：９０％、 温度：３５℃、 保持時間：１０分、 （ii）脱脂条件 雰囲気：空気中 温度：４５０℃、 保持時間：６０分、 （iii）燒結条件 雰囲気：空気中 温度：９１０℃、 保持時間：１２０分、 の条件で発泡、脱脂および焼結を施すことにより厚さ：
１．５mmの寸法をもった純銀多孔質体板を作製し、この
純銀多孔質体板から切り出して、表１に示される気孔率
を有する純銀多孔質体からなる空気極集電体を作製し
た。
【００２３】さらに、原料粉末として、Ｌａ2Ｏ3、Ｓｒ
ＣＯ3、Ｇａ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣｏＯの各粉末を用意し、
これら原料粉末をＬａ0.8Ｓｒ0.2Ｇａ0.8Ｍｇ0.15Ｃｏ
0.05Ｏ3となるように秤量し、良く混合した後、１１０
０℃で予備焼成し、得られた仮焼体を粉砕し、通常のバ
インダー、溶剤などを加えてボールミルで粉砕すること
によりスラリーを作製し、このスラリーをドクターブレ
ード法によりグリーンシートに成形した。成形したグリ
ーンシートを空気中で十分に乾燥させ、所定の寸法に切
り出してこれを１４５０℃で燒結した。得られた燒結体
の厚さは１１０μｍであった。
ＣＯ3、Ｇａ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣｏＯの各粉末を用意し、
これら原料粉末をＬａ0.8Ｓｒ0.2Ｇａ0.8Ｍｇ0.15Ｃｏ
0.05Ｏ3となるように秤量し、良く混合した後、１１０
０℃で予備焼成し、得られた仮焼体を粉砕し、通常のバ
インダー、溶剤などを加えてボールミルで粉砕すること
によりスラリーを作製し、このスラリーをドクターブレ
ード法によりグリーンシートに成形した。成形したグリ
ーンシートを空気中で十分に乾燥させ、所定の寸法に切
り出してこれを１４５０℃で燒結した。得られた燒結体
の厚さは１１０μｍであった。
【００２４】このようにして得られた燒結体を電解質と
し、この電解質の片面にＮｉと（Ｃｅ0.8Ｓｍ0.2）Ｏ2
の体積比が６：４になるように混合したＮｉＯと（Ｃｅ
0.8Ｓｍ0.2）Ｏ2の混合粉末を１１００℃で焼付けるこ
とにより燃料極を形成し、さらに前記電解質の反対側の
片面に（Ｓｍ0.5Ｓｒ0.5）ＣｏＯ3を１０００℃で焼付
けることにより空気極を形成することによりセルを作製
した。
し、この電解質の片面にＮｉと（Ｃｅ0.8Ｓｍ0.2）Ｏ2
の体積比が６：４になるように混合したＮｉＯと（Ｃｅ
0.8Ｓｍ0.2）Ｏ2の混合粉末を１１００℃で焼付けるこ
とにより燃料極を形成し、さらに前記電解質の反対側の
片面に（Ｓｍ0.5Ｓｒ0.5）ＣｏＯ3を１０００℃で焼付
けることにより空気極を形成することによりセルを作製
した。
【００２５】さらに、ランタンクロマイト粉を静水圧プ
レスして板状とした後、機械加工して溝を形成し、つい
で１４５０℃で燒結することにより片面に溝を有するセ
パレータを作製した。また、燃料極集電体としてＮｉフ
ェルトを用意した。
レスして板状とした後、機械加工して溝を形成し、つい
で１４５０℃で燒結することにより片面に溝を有するセ
パレータを作製した。また、燃料極集電体としてＮｉフ
ェルトを用意した。
【００２６】このようにして作製したセルの燃料極側に
燃料極集電体であるＮｉフェルトを積層し、セルの空気
極側に前記純銀多孔質体からなる空気極集電体を積層
し、さらにこれら燃料極集電体および空気極集電体の上
に前記セパレータを積層させて図１に示される構造を有
する本発明固体電解質燃料電池１を作製した。
燃料極集電体であるＮｉフェルトを積層し、セルの空気
極側に前記純銀多孔質体からなる空気極集電体を積層
し、さらにこれら燃料極集電体および空気極集電体の上
に前記セパレータを積層させて図１に示される構造を有
する本発明固体電解質燃料電池１を作製した。
【００２７】従来例１ さらに、比較のために、白金メッシュからなる空気極集
電体を用意し、実施例１の純銀多孔質体からなる本発明
空気極集電体に代えて前記白金メッシュからなる空気極
集電体を組み込む以外は実施例１と全く同様にして従来
固体電解質燃料電池１を作製した。
電体を用意し、実施例１の純銀多孔質体からなる本発明
空気極集電体に代えて前記白金メッシュからなる空気極
集電体を組み込む以外は実施例１と全く同様にして従来
固体電解質燃料電池１を作製した。
【００２８】このようにして得られた本発明固体電解質
燃料電池１および従来固体電解質燃料電池１を７００℃
に保持しながら燃料ガスとして乾燥水素ガスを流し、酸
化剤ガスとして空気を流し、本発明固体電解質燃料電池
１および従来固体電解質燃料電池１について、それぞれ
０．７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果を表１に
示した。
燃料電池１および従来固体電解質燃料電池１を７００℃
に保持しながら燃料ガスとして乾燥水素ガスを流し、酸
化剤ガスとして空気を流し、本発明固体電解質燃料電池
１および従来固体電解質燃料電池１について、それぞれ
０．７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果を表１に
示した。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１に示される結果から、純銀多孔質体か
らなる空気極集電体を組み込んだ本発明固体電解質燃料
電池１は、従来例１で作製した白金メッシュからなる空
気極集電体を組み込んだ従来固体電解質燃料電池１に比
べて、０．７Ｖにおける電流密度は大幅に向上している
ことが分かる。
らなる空気極集電体を組み込んだ本発明固体電解質燃料
電池１は、従来例１で作製した白金メッシュからなる空
気極集電体を組み込んだ従来固体電解質燃料電池１に比
べて、０．７Ｖにおける電流密度は大幅に向上している
ことが分かる。
【００３１】実施例２ 酸化物粉末として、いずれも市販の平均粒径：０．５μ
ｍを有するＳｎＯ2粉末、平均粒径：０．５μｍを有す
るＩｎ2Ｏ3粉末、平均粒径：０．５μｍを有するＬａ2
Ｏ3粉末および平均粒径：０．５μｍを有するＦｅ2Ｏ3
粉末を用意した。実施例１で用意した純銀アトマイズ粉
末に、前記ＳｎＯ2粉末、Ｉｎ2Ｏ3粉末、Ｌａ2Ｏ3粉末
またはＦｅ2Ｏ3粉末を配合し、ボールミルで１００時間
粉砕混合してメカニカルアロイングすることにより酸化
物を内部に分散した銀−酸化物系分散強化型合金粉を作
製し、得られた銀−酸化物系分散強化型合金粉を用いて
実施例１と同じ条件で成形し燒結することにより表２に
示される成分組成および気孔率を有する分散強化型銀多
孔質体からなる空気極集電体を作製し、これら分散強化
型銀多孔質体からなる空気極集電体をセルの空気極側に
積層することにより実施例１と同様にして図１に示され
る構造を有する本発明固体電解質燃料電池２〜５を作製
し、本発明固体電解質燃料電池２〜５について、それぞ
れ０．７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果を表２
に示した。
ｍを有するＳｎＯ2粉末、平均粒径：０．５μｍを有す
るＩｎ2Ｏ3粉末、平均粒径：０．５μｍを有するＬａ2
Ｏ3粉末および平均粒径：０．５μｍを有するＦｅ2Ｏ3
粉末を用意した。実施例１で用意した純銀アトマイズ粉
末に、前記ＳｎＯ2粉末、Ｉｎ2Ｏ3粉末、Ｌａ2Ｏ3粉末
またはＦｅ2Ｏ3粉末を配合し、ボールミルで１００時間
粉砕混合してメカニカルアロイングすることにより酸化
物を内部に分散した銀−酸化物系分散強化型合金粉を作
製し、得られた銀−酸化物系分散強化型合金粉を用いて
実施例１と同じ条件で成形し燒結することにより表２に
示される成分組成および気孔率を有する分散強化型銀多
孔質体からなる空気極集電体を作製し、これら分散強化
型銀多孔質体からなる空気極集電体をセルの空気極側に
積層することにより実施例１と同様にして図１に示され
る構造を有する本発明固体電解質燃料電池２〜５を作製
し、本発明固体電解質燃料電池２〜５について、それぞ
れ０．７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果を表２
に示した。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２に示される結果から、分散強化型銀多
孔質体からなる空気極集電体を組み込んだ本発明固体電
解質燃料電池２〜５は、従来例１で作製した表1の従来
固体電解質燃料電池１に比べて、０．７Ｖにおける電流
密度は大幅に向上していることが分かる。
孔質体からなる空気極集電体を組み込んだ本発明固体電
解質燃料電池２〜５は、従来例１で作製した表1の従来
固体電解質燃料電池１に比べて、０．７Ｖにおける電流
密度は大幅に向上していることが分かる。
【００３４】実施例３ 実施例１で作製した純銀多孔質体からなる空気極集電体
を基体とし、この基体の表面に、真空蒸着により厚さ：
５μｍのＡｌ2Ｏ3皮膜を形成して機械的強度を増加させ
た酸化物付着空気極集電体を作製し、これら機械的強度
を増加させた酸化物付着空気極集電体を組み込んだ本発
明固体電解質燃料電池６を作製し、この本発明固体電解
質燃料電池６について０．７Ｖにおける電流密度を測定
した結果、測定された電流密度は５８３ｍＡ／ｃｍ2で
あり、この値は、従来例１で作製した表1の従来固体電
解質燃料電池１に比べて大幅に向上していることが分か
る。
を基体とし、この基体の表面に、真空蒸着により厚さ：
５μｍのＡｌ2Ｏ3皮膜を形成して機械的強度を増加させ
た酸化物付着空気極集電体を作製し、これら機械的強度
を増加させた酸化物付着空気極集電体を組み込んだ本発
明固体電解質燃料電池６を作製し、この本発明固体電解
質燃料電池６について０．７Ｖにおける電流密度を測定
した結果、測定された電流密度は５８３ｍＡ／ｃｍ2で
あり、この値は、従来例１で作製した表1の従来固体電
解質燃料電池１に比べて大幅に向上していることが分か
る。
【００３５】実施例４ 銀合金粉末として、いずれも平均粒径：１．５μｍを有
し表３に示される成分組成を有する銀合金アトマイズ粉
末を用意した。これら銀合金アトマイズ粉末を用いて実
施例１と同じ条件で成形し燒結することにより表３に示
される成分組成および気孔率を有する銀合金多孔質体か
らなる空気極集電体を作製し、これら分散強化型銀多孔
質体からなる空気極集電体をセルの空気極側に積層する
ことにより実施例１と同様にして図１に示される構造を
有する本発明固体電解質燃料電池７〜２０を作製し、本
発明固体電解質燃料電池７〜２０について、それぞれ
０．７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果を表３に
示した。
し表３に示される成分組成を有する銀合金アトマイズ粉
末を用意した。これら銀合金アトマイズ粉末を用いて実
施例１と同じ条件で成形し燒結することにより表３に示
される成分組成および気孔率を有する銀合金多孔質体か
らなる空気極集電体を作製し、これら分散強化型銀多孔
質体からなる空気極集電体をセルの空気極側に積層する
ことにより実施例１と同様にして図１に示される構造を
有する本発明固体電解質燃料電池７〜２０を作製し、本
発明固体電解質燃料電池７〜２０について、それぞれ
０．７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果を表３に
示した。
【００３６】
【表３】
【００３７】表３に示される結果から、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃ
ｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＩｒおよびＲｈの
内の１種または２種以上を合計で４０質量％以下を含有
し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成の銀合
金多孔質体からなる空気極集電体を組み込んだ本発明固
体電解質燃料電池７〜２０は、従来例１で作製した表１
の従来固体電解質燃料電池１に比べて、０．７Ｖにおけ
る電流密度は大幅に向上していることが分かる。
ｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，ＩｒおよびＲｈの
内の１種または２種以上を合計で４０質量％以下を含有
し、残部がＡｇおよび不可避不純物からなる組成の銀合
金多孔質体からなる空気極集電体を組み込んだ本発明固
体電解質燃料電池７〜２０は、従来例１で作製した表１
の従来固体電解質燃料電池１に比べて、０．７Ｖにおけ
る電流密度は大幅に向上していることが分かる。
【００３８】実施例５ 実施例４の本発明固体電解質燃料電池７〜２０に使用し
た銀合金多孔質体素地中に酸化物を均一分散させた成分
組成および気孔率を有する分散強化型銀合金多孔質体か
らなる空気極集電体をセルの空気極側に積層することに
より実施例１と同様にして図１に示される構造を有する
本発明固体電解質燃料電池２１〜３４を作製し、本発明
固体電解質燃料電池２１〜３４について、それぞれ０．
７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果を表４に示し
た。
た銀合金多孔質体素地中に酸化物を均一分散させた成分
組成および気孔率を有する分散強化型銀合金多孔質体か
らなる空気極集電体をセルの空気極側に積層することに
より実施例１と同様にして図１に示される構造を有する
本発明固体電解質燃料電池２１〜３４を作製し、本発明
固体電解質燃料電池２１〜３４について、それぞれ０．
７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果を表４に示し
た。
【００３９】
【表４】
【００４０】表４に示される結果から、分散強化型銀合
金多孔質体からなる空気極集電体を組み込んだ本発明固
体電解質燃料電池２１〜３４は、従来例１で作製した表
１の従来固体電解質燃料電池１に比べて、０．７Ｖにお
ける電流密度は大幅に向上していることが分かる。
金多孔質体からなる空気極集電体を組み込んだ本発明固
体電解質燃料電池２１〜３４は、従来例１で作製した表
１の従来固体電解質燃料電池１に比べて、０．７Ｖにお
ける電流密度は大幅に向上していることが分かる。
【００４１】実施例６ 銀よりも高温強度の優れた合金粉末として、いずれも平
均粒径：２．１μｍを有し、表５に示されるＳＵＳ４３
０（成分組成、Ｃｒ：１７％を含有し、残部がＦｅおよ
び不可避不純物）、ＳＵＳ３０４（成分組成、Ｎｉ：
９．３％、Ｃｒ：１８．４％を含有し、残部がＦｅおよ
び不可避不純物）、Ｎｉ−10％Ｃｒ合金、ＩＮＣＯＮＥ
Ｌ６００(Ｃｒ：１５．５％、Ｆｅ：７％を含有し、残
部がＮｉおよび不可避不純物）、ヘインズアロイ１８８
(Ｎｉ：２２％，Ｃｒ：２２Ｗ：１４．５％，Ｆｅ：
１．５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物）の
各アトマイズ粉末を用意し、これら合金アトマイズ粉末
を用いて成形し、表５に示される温度で真空中で燒結す
ることにより表５に示される気孔率を有する合金多孔質
体を作製し、これら合金多孔質体の片面に表５に示され
る厚さのＮｉメッキ下地層を形成したのちＡｇメッキ層
を形成することにより空気極集電体を作製し、この空気
極集電体を用いて実施例１と同様にして図１に示される
構造を有する本発明固体電解質燃料電池３５〜３９を作
製し、本発明固体電解質燃料電池３５〜３９について、
それぞれ０．７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果
を表５に示した。
均粒径：２．１μｍを有し、表５に示されるＳＵＳ４３
０（成分組成、Ｃｒ：１７％を含有し、残部がＦｅおよ
び不可避不純物）、ＳＵＳ３０４（成分組成、Ｎｉ：
９．３％、Ｃｒ：１８．４％を含有し、残部がＦｅおよ
び不可避不純物）、Ｎｉ−10％Ｃｒ合金、ＩＮＣＯＮＥ
Ｌ６００(Ｃｒ：１５．５％、Ｆｅ：７％を含有し、残
部がＮｉおよび不可避不純物）、ヘインズアロイ１８８
(Ｎｉ：２２％，Ｃｒ：２２Ｗ：１４．５％，Ｆｅ：
１．５％を含有し、残部がＣｏおよび不可避不純物）の
各アトマイズ粉末を用意し、これら合金アトマイズ粉末
を用いて成形し、表５に示される温度で真空中で燒結す
ることにより表５に示される気孔率を有する合金多孔質
体を作製し、これら合金多孔質体の片面に表５に示され
る厚さのＮｉメッキ下地層を形成したのちＡｇメッキ層
を形成することにより空気極集電体を作製し、この空気
極集電体を用いて実施例１と同様にして図１に示される
構造を有する本発明固体電解質燃料電池３５〜３９を作
製し、本発明固体電解質燃料電池３５〜３９について、
それぞれ０．７Ｖにおける電流密度を測定し、その結果
を表５に示した。
【００４２】
【表５】
【００４３】表５に示される結果から、銀よりも高温強
度の優れた合金の多孔質体の少なくとも片面にＮｉメッ
キおよびＡｇメッキを施した空気極集電体を組み込んだ
本発明固体電解質燃料電池３５〜３９は、従来例１で作
製した表１の従来固体電解質燃料電池１に比べて、０．
７Ｖにおける電流密度は大幅に向上していることが分か
る。
度の優れた合金の多孔質体の少なくとも片面にＮｉメッ
キおよびＡｇメッキを施した空気極集電体を組み込んだ
本発明固体電解質燃料電池３５〜３９は、従来例１で作
製した表１の従来固体電解質燃料電池１に比べて、０．
７Ｖにおける電流密度は大幅に向上していることが分か
る。
【００４４】
【発明の効果】この発明の銀多孔質体からなる空気極集
電体、銀多孔質体の表面に酸化物皮膜を形成したから銀
多孔質体なる空気極集電体、分散強化型銀多孔質体から
なる空気極集電体、銀合金多孔質体なる空気極集電体、
および銀よりも高温強度の優れた合金の多孔質体の少な
くとも片面にＮｉメッキおよびＡｇメッキを施した多孔
質体からなる空気極集電体をそれぞれ組み込んだ固体電
解質型燃料電池は、従来の白金メッシュからなる空気極
集電体を組み込んだ固体電解質型燃料電池と比べて１．
６倍以上の発電特性を示すところから、９００℃以下に
下げて作動させても優れた発電特性を有し、低温で作動
できるから使用寿命を延ばすことができ、さらに低コス
トの材料を使用することができるので製造コストを下げ
ることができ、燃料電池産業の発展に大いに寄与するも
のである。
電体、銀多孔質体の表面に酸化物皮膜を形成したから銀
多孔質体なる空気極集電体、分散強化型銀多孔質体から
なる空気極集電体、銀合金多孔質体なる空気極集電体、
および銀よりも高温強度の優れた合金の多孔質体の少な
くとも片面にＮｉメッキおよびＡｇメッキを施した多孔
質体からなる空気極集電体をそれぞれ組み込んだ固体電
解質型燃料電池は、従来の白金メッシュからなる空気極
集電体を組み込んだ固体電解質型燃料電池と比べて１．
６倍以上の発電特性を示すところから、９００℃以下に
下げて作動させても優れた発電特性を有し、低温で作動
できるから使用寿命を延ばすことができ、さらに低コス
トの材料を使用することができるので製造コストを下げ
ることができ、燃料電池産業の発展に大いに寄与するも
のである。
【図１】固体電解質型燃料電池の構造を説明するための
断面概略図である。
断面概略図である。
１ 空気極集電体 ２ 空気極 ３ 電解質 ４ セパレータ ５ 燃料極 ６ 燃料極集電体 ７ 溝 ８ 溝 ９ セル
Claims (9)
- 【請求項１】 銀多孔質体からなることを特徴とする固
体電解質型燃料電池の空気極集電体。 - 【請求項２】 銀多孔質体の表面に酸化物皮膜を形成し
たことを特徴とする固体電解質型燃料電池の空気極集電
体。 - 【請求項３】銀の素地中に酸化物が分散した分散強化型
銀多孔質体からなることを特徴とする固体電解質型燃料
電池の空気極集電体。 - 【請求項４】 融点：６００℃以上の銀合金多孔質体か
らなることを特徴とする固体電解質型燃料電池の空気極
集電体。 - 【請求項５】 前記融点：６００℃以上の銀合金は、Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ
およびＲｈの内の１種または２種以上を合計で４０質量
％以下を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からな
る組成の銀合金であることを特徴とする請求項４記載の
固体電解質型燃料電池の空気極集電体。 - 【請求項６】 前記融点：６００℃以上の銀合金は、Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ
およびＲｈの内の１種または２種以上を合計で４０質量
％以下を含有し、残部がＡｇおよび不可避不純物からな
る組成の銀合金素地中に酸化物が分散した分散強化型銀
多孔質体であることを特徴とする請求項４記載の固体電
解質型燃料電池の空気極集電体。 - 【請求項７】 銀よりも高温強度に優れた金属または合
金の多孔質体からなり、この多孔質体の少なくとも空気
極に接する側にＮｉメッキ下地層を形成し、その上に銀
メッキを形成してなることを特長とする固体電解質型燃
料電池の空気極集電体。 - 【請求項８】 前記銀よりも高温強度に優れた金属また
は合金は、ＮｉもしくはＮｉ基合金、ＦｅもしくはＦｅ
基合金、またはＣｏもしくはＣｏ合金であることを特徴
とする請求項８記載の固体電解質型燃料電池の空気極集
電体。 - 【請求項９】 請求項１〜８記載の内のいずれかの空気
極集電体を組み込んだ固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001341529A JP3924772B2 (ja) | 2000-11-16 | 2001-11-07 | 固体電解質型燃料電池の空気極集電体 |
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