JP2003517699A - 真っ直ぐな燃料電池用管体を製造する方法 - Google Patents

真っ直ぐな燃料電池用管体を製造する方法

Info

Publication number
JP2003517699A
JP2003517699A JP2000530955A JP2000530955A JP2003517699A JP 2003517699 A JP2003517699 A JP 2003517699A JP 2000530955 A JP2000530955 A JP 2000530955A JP 2000530955 A JP2000530955 A JP 2000530955A JP 2003517699 A JP2003517699 A JP 2003517699A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
fuel cell
shaped tube
molded
dried
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.)
Pending
Application number
JP2000530955A
Other languages
English (en)
Inventor
ボーグラム，ブライアン，ピー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Inc
Original Assignee
Siemens Westinghouse Power Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Westinghouse Power Corp filed Critical Siemens Westinghouse Power Corp
Publication of JP2003517699A publication Critical patent/JP2003517699A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H01M4/8885—Sintering or firing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • B28B11/243—Setting, e.g. drying, dehydrating or firing ceramic articles
    • 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
    • H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
    • 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
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • H01M4/9025—Oxides specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9033—Complex oxides, optionally doped, of the type M1MeO3, M1 being an alkaline earth metal or a rare earth, Me being a metal, e.g. perovskites
    • 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)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 真っ直ぐな燃料電池用管体を製造する方法及び装置。燃料電池材料の粉末と溶剤とより成る押出し成形済み管体を、回転させながら乾燥させる。この回転により円周方向において均等な乾燥が行われる結果、管体の線収縮が均等となる。その結果得られた乾燥済み管体は極めて真っ直ぐであるため、従来法による管体を真っ直ぐにするステップを後で施すことが不要である。この方法は、固体酸化物燃料電池の内側空気電極の形成に特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【政府契約】
本発明は、アメリカ合衆国エネルギー省との間に締結された契約第ＤＥ−ＦＣ
２１−９１ＭＣ２８０５５号に基づく政府助成の結果生まれたものである。アメ
リカ合衆国政府は、本発明についてある特定の権利を享有する。
【０００２】
【発明の分野】
本発明は、燃料電池に関し、さらに詳細には、固体酸化物燃料電池に用いる真
っ直ぐな管体を製造する方法に関する。
【０００３】
【背景情報】
燃料電池は、最も効率の良い発電装置の１つである。固体酸化物燃料電池（Ｓ
ＯＦＣ）発電装置の１つのタイプは、タービン燃焼器の代わりにＳＯＦＣを用い
る一体型ＳＯＦＣ−燃焼タービン発電システムに使用される場合の予想正味効率
が７０％である。
【０００４】 幾つかの異なる設計の燃料電池が知られている。例えば、固体酸化物燃料電池
の１つのタイプとして、開端部及び閉端部を有し、ドーピングを施した亜マンガ
ン酸ランタンの多孔質内側管が個々の電池の支持体としてだけでなく電池のカソ
ード又は空気電極としての働きをするものがある。この空気電極は、イットリア
安定化ジルコニアの薄く気密の電解質により、比較的薄いストリップ状の相互接
続部を除き覆われている。この相互接続部は、ドーピングを施した亜クロム酸ラ
ンタンの緻密で気密の層である。このストリップは、隣接する電池又は電力接点
との電気接触領域として働く。アノード又は燃料電極である多孔質のニッケル−
ジルコニア・サーメット層はこの電解質を覆うが、相互接続用のストリップは覆
わない。
【０００５】 燃料電池の例として、米国特許第４，４３１，７１５号（発明者：Isenberg）
；第４，４９０，４４４号（発明者：Isenberg）；第４，５６２，１２４号（発
明者：Ruka）；第４，６３１，１３８号（発明者：Ruka）；第４，７４８，０９
１号（発明者：Isenberg）；第４，７９１，０３５号（発明者：Reichner）；第
４，８３３，０４５号（発明者：Pollack et al.）；第４，８７４，６７８号（
発明者：Reichner）；第４，８７６，１６３号（発明者：Reichner）；第５，１
０８，８５０号（発明者：Carlson et al.）；第５，２５８，２４０号（発明者
：Di Croce et al.）；第５，２７３，８２８号（発明者：Draper et al.）に開
示されたものがあるが、これらの特許を本明細書の一部として引用する。
【０００６】 固体酸化物燃料電池に用いる空気電極用管体は、極度に真っ直ぐでなければな
らない。例えば、その最大許容そりは１．８１ｍの長さに亘って２．０ｍｍであ
る。管体としての最終製品の製造方法には、幾つかのステップがある。第１のス
テップは、有機結合剤、無機粉末及び水を高いせん断力の作用下で混合すること
により適当なレオロジー特性を有するペーストを形成するステップである。この
混合物を、その後、高圧をかけて型により押出し成形して、所望の横断面形状を
有する管体を形成する。管体は、乾燥するにつれて剛性を増し、取り扱い可能と
なる。従来型空気電極用管体は、２つの加熱ステップを経験する。押出し成形し
た管体は、最初に、水平な姿勢で加熱することにより、有機結合剤を焼去し、取
り扱い強度を得る。その後、これらの管体を垂直に吊るして焼成することにより
所望の密度にする。
【０００７】 真っ直ぐな管体を製造する際の主な難点は、有機結合剤及び空気電極材料より
成る真っ直ぐな生の管体の形成である。管体が焼結前の段階で真っ直ぐか否かが
、主として、焼結済み管体が結果的に真っ直ぐになるか否かを決定する。過去に
おいて、管体をＶ字形ラック上に押出し成形した後、温度と湿度を制御した室内
で乾燥させていた。これは、管体の乾燥速度を緩和且つ制御してそりが生じない
ようにする目的で実施されていた。しかしながら、この方法でうまくいくことは
少なく、管体に大きなそりが生じることが多かった。乾燥済み管体にそりがある
と、空気電極用管体を真っ直ぐにしてこの問題を解消するために、従来は垂直焼
結を行う必要がある。空気電極の典型的な焼結温度である１５００℃乃至１６０
０℃では、高温クリープ及び重力が共に作用して、そりのあった管体を許容限界
内の真っ直ぐなものにする。しかしながら、垂直焼結は別の処理ステップを付加
することになり、所望公差内の真っ直ぐな管体が常に得られるわけではない。従
って、後で真っ直ぐにする工程が不要となるような十分に真っ直ぐな乾燥済み空
気電極用管体を形成できると有利である。
【０００８】 本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたもので、従来技術の他の欠点の解消
を図っている。
【０００９】
【発明の概要】
本発明は、押出し成形した燃料電池用管体を乾燥時に連続して回転することに
より、周回乾燥させて均等な線収縮が得られるようにしたものである。その結果
、セラミックの管体は、従来法で乾燥させた管体と比べると格段に真っ直ぐな性
質を有する。さらに、後で真っ直ぐにするステップが製造工程から除かれるため
、その関連の装置が不要になる。本発明方法は、単一ステップによる水平焼結に
適当なセラミックの管体を製造できるため、空気電極用管体のコストがさらに減
少する。
【００１０】 本発明方法によると、空気電極用管体の製造歩留まりが増加し、装置にかける
投下資本が減少し、製造サイクル時間が短縮され、製造施設の生産能力が増加す
るため、ＳＯＦＣ発電装置用の固体酸化物燃料電池の製造コストが減少する。
【００１１】 本発明の目的は、燃料電池用管体の乾燥方法を提供することにある。この方法
は、燃料電池セラミック粉末と溶剤の混合物を用いて管体を成形し、この成形済
み管体をその軸を中心として回転させることにより管体から溶剤を除去して乾燥
済み燃料電池用管体を形成するステップを含む。
【００１２】 本発明の別の目的は、燃料電池用管体の乾燥装置を提供することにある。この
装置は、成形済み燃料電池用管体をその軸を中心として回転させながら溶剤を管
体から除去する手段を含む。
【００１３】 本発明の上記及び他の目的は、以下の説明からより明らかになるであろう。
【００１４】
【好ましい実施例の説明】
本発明によると、押出し成形した燃料電池用管体を極めて真っ直ぐになるよう
に乾燥させる。本明細書中の用語「燃料電池用管体」は、燃料電池の製造に使用
できる成形済みの燃料電池用部品を意味する。例えば、典型的な燃料電池用管体
として、固体酸化物燃料電池のほぼ円筒形の空気電極または燃料電極がある。
【００１５】 従来、押出し成形したままの燃料電池用管体は、乾燥速度を緩やかになるよう
制御して管体のそりを予防するため、温度と湿度が制御された室内で乾燥させて
いた。しかしながら、管体のそりの主因は不均等な乾燥であることが判明してい
る。図１に略示するように、押出し成形した管体１０を従来技術のＶ字形乾燥ラ
ック１１上に静置すると、矢印１２で示すように管体の頂部の方が優先的に乾燥
する。このため、線収縮は支持側よりも管体頂部の方が大きくなり、図２の矢印
１４で示すような管体のそりが生じる。
【００１６】 本発明の燃料電池用管体の改良型乾燥方法は、管体を乾燥させる際該管体を連
続して回転させる。本発明の一実施例を図３に略示する。燃料電池用管体２０は
２つのローラ２１、２２上に置かれている。ローラ２１、２２を矢印２３、２４
で示す方向に回転させると、燃料電池用管体２０はその軸を中心として矢印２５
で示す方向に回転する。燃料電池用管体２０は管体の周面に沿って実質的に均等
に乾燥するため、図４の上の矢印２６及び下の矢印２７で示すように、管体の線
収縮も均等となる。その結果、乾燥済みであるが真っ直ぐな生の管体が得られる
。
【００１７】 ローラ２１、２２は、ステンレス鋼、ポリ塩化ビニル又はナイロンのような任
意適当な材料で製造できる。ローラ２１、２２の直径は、乾燥させる燃料電池用
管体の直径の約２５乃至焼く２００％であるのが好ましい。別の乾燥方法として
、管体を空気床上に支持しながら管体自身を駆動機構に接続して連続して回転さ
せてもよい。
【００１８】 本発明の方法によると、燃料電池のセラミック粉末と溶剤より成る混合物から
管体を成形する。この混合物は、好ましくはペースト状である。燃料電池のセラ
ミック粉末は、燃料電池用部品を形成する任意適当な組成を有する。例えば、燃
料電池の空気電極の場合、セラミック粉末は、Ｌａ1-X（Ｍ１）XＭｎ1-Y（Ｍ２
）YＯ3であり、Ｍ１はカルシウム、ストロンチウム、イットリウム、セリウム、
他の適当なドーパント又はそれらの組み合わせ、Ｍ２はニッケル、クロム、亜鉛
、コバルト、他の適当なドーパント又はそれらの組み合わせ、Ｘは０乃至約０．
５、Ｙは０乃至約０．５である。溶剤は水、プロパノル、ブチルアセテート又は
ブトキシエタノールより成り、多くの用途では水が好ましい。燃料電池のセラミ
ック粉末及び溶剤だけでなく、混合物は、メチルセルロース、ヒドロキシプロピ
ルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラル樹脂又はアク
リルポリマーのような有機結合剤を含み、そして、／又はポリエチレングリコー
ル、フタル酸ブチルベンジル又は高分子脂肪酸のような可塑剤を含むようにして
もよい。
【００１９】 この管体は、好ましくは押出し成形にような任意適当な方法で成形する。例え
ば、上記の化合物を混合して適当な混合物を調製し、それらを高いせん断力の作
用下で混合することによりペーストを調製する。その後、ペーストを、例えば８
００乃至５０００ｐｓｉの高圧で型により押出して押出し成形する。型の形状に
より押出し成形される管体の横断面形状が決定する。
【００２０】 その結果得られる成形済み管体は、任意所望の形状を有する。その成形済み管
体は、好ましくは中空で、環状の断面を有する。中空の管体は、両端が開いてい
るか、両端が閉じているか、又は一端が開き他端が閉じたものがあろう。
【００２１】 好ましい実施例によると、この成形済み管体をほぼ水平の軸を中心として回転
させる。この成形済み管体はほぼ一定の速度で回転させるのが好ましい。例えば
、図３に示すように、１組のローラ２１、２２を設け、その上に押出し成形済み
の燃料電池用管体を配置し、好ましくは約０．１乃至２０ｒｐｍ、さらに好まし
くは約１乃至２ｒｐｍの速度で回転させる。
【００２２】 管体を回転する際、周りの雰囲気は任意適当なものでよい。好ましい実施例の
周りの雰囲気は周囲空気である。別の方法として、乾燥を加速するべく回転中の
管体にガスを吹き付けてもよい。このように強制的に吹き付けるガスは空気又は
他の任意適当な気体であろう。空気は、所望であれば除湿したものを用いる。 典型的な乾燥時間は、約４８時間以下、好ましくは約３６時間以下である。さら
に好ましくは、約１６時間乃至約２４時間とする。
【００２３】 その結果得られる乾燥済み燃料電池用管体は、ほぼ真っ直ぐである。例えば、
乾燥済み燃料電池用管体の軸方向のそりは、１ｍにつき０．１５ｍｍ以下、さら
に好ましくは１ｍにつき約０．１０ｍｍ以下である。特定の例として、長さ２ｍ
、内径１．９５ｃｍ、外径２．４５ｃｍの１０個の最近押出し成形した管体を、
ローラーシステム上において、約２５℃の周囲空気中で２４時間乾燥させた。そ
の結果得られた乾燥済み管体は全て、そりが０．２５ｍｍ以下であった。これは
、２ｃｍ以上のそりを発生させることが多い図１に示す従来法による乾燥済み管
体とは対照的である。
【００２４】 燃料電池用管体を乾燥させた後、オプションとして、約１５００℃乃至約１６
００℃の典型的な温度で焼結を行ってもよい。乾燥済み管体の焼結は水平にして
行うのが好ましい。オプションとして、焼結プロセス時水平にした燃料電池用管
体を回転させてもよい。
【００２５】 本発明は従来技術にない幾つかの利点を有する。例えば、格段に真っ直ぐで、
単一ステップによる水平焼結に適した空気電極用管体を製造できる。本発明によ
ると、生産量の大きい空気電極製造用施設では高コストで大きなスペースを必要
とする、相対的な湿度と温度を制御したチェンバを設けることが不要になる。本
発明はまた、乾燥速度を制御しなくても管体の乾燥を均等に制御できる。その結
果、例えば、湿度／温度チェンバ内で４８時間かけて乾燥するのとは対照的に、
周囲空気中でも２４時間あれば管体を完全に乾燥することができる。また、乾燥
時空気を管体に送ることにより、真っ直ぐな性質に悪影響を与えることなく乾燥
を加速できる。
【００２６】 本発明の特定の実施例を例示の目的で説明したが、当業者にとっては頭書の特
許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく本発明の種々の変
形例及び設計変更が可能であることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、押出し成形済み燃料電池用管体を乾燥させる従来法を説明する概略的
断面図である。
【図２】 図２は、不均等収縮により実質的なそりが生じた従来法により乾燥させた燃料
電池用管体の立面図である。
【図３】 図３は、本発明の一実施例に従って燃料電池用管体を乾燥させる方法を示す断
面図である。
【図４】 図４は、本発明の一実施例に従って製造した真っ直ぐな乾燥済み燃料電池用管
体の立面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年４月４日（２００１．４．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】 燃料電池の例として、米国特許第４，４３１，７１５号（発
明者：Isenberg）；第４，４９０，４４４号（発明者：Isenberg）；第４，５６
２，１２４号（発明者：Ruka）；第４，６３１，１３８号（発明者：Ruka）；第
４，７４８，０９１号（発明者：Isenberg）；第４，７９１，０３５号（発明者
：Reichner）；第４，８３３，０４５号（発明者：Pollack et al.）；第４，８
７４，６７８号（発明者：Reichner）；第４，８７６，１６３号（発明者：Reic
hner）；第５，１０８，８５０号（発明者：Carlson et al.）；第５，２５８，
２４０号（発明者：Di Croce et al.）；第５，２７３，８２８号（発明者：Dra
per et al.）に開示されたものがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】 この管体は、好ましくは押出し成形にような任意適当な方法
で成形する。例えば、上記の化合物を混合して適当な混合物を調製し、それらを
高いせん断力の作用下で混合することによりペーストを調製する。その後、ペー
ストを、例えば５６．２６乃至３５１．６５ｋｇ／ｃｍ2（８００乃至５０００
ｐｓｉ）の高圧で型により押出して押出し成形する。型の形状により押出し成形
される管体の横断面形状が決定する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5H018 AA06 AS03 BB06 BB12 CC03 EE13 HH00 HH05 5H026 AA06 BB03 BB08 CV02 EE13 HH00 HH05

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料電池のセラミック粉末と溶剤より成る混合物から管体を
    成形し、 成形済み管体を実質的にその軸を中心として回転して成形済み管体から溶剤を
    少なくとも部分的に除去することにより、乾燥した燃料電池用管体を得る、燃料
    電池用管体の乾燥方法。
  2. 【請求項２】 管体は前記混合物を押出し成形することにより行う請求項１
    の方法。
  3. 【請求項３】 成形済み管体は中空である請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 成形済み管体は開端部と閉端部とを有する請求項３の方法.
  5. 【請求項５】 燃料電池のセラミック粉末は、Ｌａ1-X（Ｍ１）XＭｎ1-Y（
    Ｍ２）YＯ3であり、Ｍ１はカルシウム、ストロンチウム、イットリウム、セリウ
    ム、他の適当なドーパント又はそれらの組み合わせ、Ｍ２はニッケル、クロム、
    亜鉛、コバルト、他の適当なドーパント又はそれらの組み合わせ、Ｘは０乃至約
    ０．５、Ｙは０乃至約０．５である請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 溶剤は水、プロパノル、ブチルアセテート又はブトキシエタ
    ノールより成り、多くの用途では水が好ましい請求項１の方法。
  7. 【請求項７】 溶剤は水である請求項１の方法。
  8. 【請求項８】 実質的に全ての水が成形済み管体から除去される請求項７の
    方法。
  9. 【請求項９】 前記混合物はさらに、メチルセルロース、ヒドロキシプロピ
    ルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラル樹脂又はアク
    リルポリマーより成る群から選択した少なくとも１つの有機結合剤を含む請求項
    １の方法。
  10. 【請求項１０】 前記混合物は、ポリエチレングリコール、フタル酸ブチル
    ベンジル又は高分子脂肪酸より成る群から選択した少なくとも１つの可塑剤を含
    む請求項１の方法。
  11. 【請求項１１】 成形済み管体を実質的に水平な軸を中心として回転させる
    ステップをさらに含む請求項１の方法。
  12. 【請求項１２】 成形済み管体を連続して回転させるステップをさらに含む
    請求項１の方法。
  13. 【請求項１３】 成形済み管体を約０．１乃至約２０ｒｐｍの速度で回転さ
    せる請求項１２の方法。
  14. 【請求項１４】 成形済み管体を２つの対向するローラの上で回転させる請
    求項１の方法。
  15. 【請求項１５】 各ローラの直径は成形済み管体の外径の約２５乃至約２０
    ０パーセントである請求項１５の方法。
  16. 【請求項１６】 成形済み管体を周囲空気の中で回転させる請求項１の方法
    。
  17. 【請求項１７】 成形済み管体の乾燥を加速するため該管体に気体を差し向
    ける請求項１の方法。
  18. 【請求項１８】 気体は空気である請求項１７の方法。
  19. 【請求項１９】 空気は除湿してある請求項１８の方法。
  20. 【請求項２０】 乾燥済み燃料電池用管体は実質的に真っ直ぐである請求項
    １の方法。
  21. 【請求項２１】 乾燥済み燃料電池用管体の軸方向のそりは１ｍにつき約０
    ．１５ｍｍ以下である請求項２０の方法。
  22. 【請求項２２】 乾燥済み燃料電池用管体を焼結するステップをさらに含む
    請求項１の方法。
  23. 【請求項２３】 成形済み管体を実質的に水平な軸を中心として回転させ、
    該管体を実質的に水平な軸の周りで焼結するステップをさらに含む請求項２２の
    方法。
  24. 【請求項２４】 燃料電池用管体は固体酸化物燃料電池の空気電極である請
    求項１の方法。
  25. 【請求項２５】 成形済み燃料電池を実質的にその軸を中心として回転させ
    て成形済み管体から溶剤を少なくとも部分的に除去することにより、乾燥した燃
    料電池用管体を得る手段を有する燃料電池用管体の乾燥装置。
JP2000530955A 1998-02-09 1999-02-01 真っ直ぐな燃料電池用管体を製造する方法 Pending JP2003517699A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/021,054 1998-02-09
US09/021,054 US6217822B1 (en) 1998-02-09 1998-02-09 Method of making straight fuel cell tubes
PCT/US1999/002135 WO1999040641A1 (en) 1998-02-09 1999-02-01 Method of making straight fuel cell tubes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003517699A true JP2003517699A (ja) 2003-05-27

Family

ID=21802084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000530955A Pending JP2003517699A (ja) 1998-02-09 1999-02-01 真っ直ぐな燃料電池用管体を製造する方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6217822B1 (ja)
EP (1) EP1055261B1 (ja)
JP (1) JP2003517699A (ja)
KR (1) KR20010040721A (ja)
AU (1) AU2760399A (ja)
DE (1) DE69900388T2 (ja)
WO (1) WO1999040641A1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6379485B1 (en) * 1998-04-09 2002-04-30 Siemens Westinghouse Power Corporation Method of making closed end ceramic fuel cell tubes
GB2375501B (en) * 2001-05-03 2003-07-09 Morgan Crucible Co Extrusion of graphitic bodies
US6846588B2 (en) 2002-01-16 2005-01-25 Alberta Research Council Inc. Hollow inorganic membranes produced by metal or composite electrodeposition
US6824907B2 (en) 2002-01-16 2004-11-30 Alberta Reasearch Council, Inc. Tubular solid oxide fuel cell stack
US6893762B2 (en) * 2002-01-16 2005-05-17 Alberta Research Council, Inc. Metal-supported tubular micro-fuel cell
US7736772B2 (en) * 2002-02-14 2010-06-15 Alberta Research Council, Inc. Tubular solid oxide fuel cell stack
US7922878B2 (en) * 2004-07-14 2011-04-12 The Penn State Research Foundation Electrohydrogenic reactor for hydrogen gas production
US8962165B2 (en) * 2006-05-02 2015-02-24 The Penn State Research Foundation Materials and configurations for scalable microbial fuel cells
US7491453B2 (en) * 2004-07-14 2009-02-17 The Penn State Research Foundation Bio-electrochemically assisted microbial reactor that generates hydrogen gas and methods of generating hydrogen gas
US20080292912A1 (en) * 2006-05-02 2008-11-27 The Penn State Research Foundation Electrodes and methods for microbial fuel cells
US8277984B2 (en) * 2006-05-02 2012-10-02 The Penn State Research Foundation Substrate-enhanced microbial fuel cells
US8709674B2 (en) * 2005-04-29 2014-04-29 Alberta Research Council Inc. Fuel cell support structure
US8389180B2 (en) * 2006-09-11 2013-03-05 Battelle Energy Alliance, Llc Electrolytic/fuel cell bundles and systems including a current collector in communication with an electrode thereof
US8007859B2 (en) * 2006-12-28 2011-08-30 Boditechmed Inc. Manufacturing method of electrolyte filled cathode for molten carbonate fuel cell
EP2382681A2 (en) * 2008-12-30 2011-11-02 The Penn State Research Foundation Cathodes for microbial electrolysis cells and microbial fuel cells
CN102675788B (zh) * 2012-05-03 2016-04-20 浙江圣瑞塑胶有限公司 一种光伏级聚乙烯醇缩丁醛的加工助剂
US9546426B2 (en) 2013-03-07 2017-01-17 The Penn State Research Foundation Methods for hydrogen gas production

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4490444A (en) 1980-12-22 1984-12-25 Westinghouse Electric Corp. High temperature solid electrolyte fuel cell configurations and interconnections
US4431715A (en) 1982-03-24 1984-02-14 Westinghouse Electric Corp. Electrical contact structures for solid oxide electrolyte fuel cell
US4631238A (en) 1985-01-18 1986-12-23 Westinghouse Electric Corp. Cobalt doped lanthanum chromite material suitable for high temperature use
US4562124A (en) 1985-01-22 1985-12-31 Westinghouse Electric Corp. Air electrode material for high temperature electrochemical cells
US4748091A (en) 1985-03-21 1988-05-31 Westinghouse Electric Corp. Bipolar plating of metal contacts onto oxide interconnection for solid oxide electrochemical cell
US4791035A (en) 1987-12-10 1988-12-13 Westinghouse Electric Corp. Cell and current collector felt arrangement for solid oxide electrochemical cell combinations
US4874678A (en) 1987-12-10 1989-10-17 Westinghouse Electric Corp. Elongated solid electrolyte cell configurations and flexible connections therefor
US4833045A (en) 1987-12-10 1989-05-23 Westinghouse Electric Corp. Porous electronic current collector bodies for electrochemical cell configurations
US4876163A (en) 1987-12-18 1989-10-24 Westinghouse Electric Corp. Generator configuration for solid oxide fuel cells
US5227105A (en) 1989-03-10 1993-07-13 The Carborundum Company Process for manufacturing ceramic tubes
JPH0669907B2 (ja) * 1989-04-28 1994-09-07 日本碍子株式会社 電子伝導性多孔質セラミックス管の製造方法
US5108850A (en) 1990-08-01 1992-04-28 Westinghouse Electric Corp. Thin tubular self-supporting electrode for solid oxide electrolyte electrochemical cells
US5258240A (en) 1991-10-11 1993-11-02 Westinghouse Electric Corp. Solid oxide fuel cell generator
US5273838A (en) 1992-10-07 1993-12-28 Westinghouse Electric Corp. Double interconnection fuel cell array
US5686198A (en) * 1996-02-29 1997-11-11 Westinghouse Electric Corporation Low cost stable air electrode material for high temperature solid oxide electrolyte electrochemical cells
WO1998045654A1 (en) * 1997-04-10 1998-10-15 Nucon Systems, Inc. Process and apparatus for the preparation of thick-walled ceramic products

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999040641A1 (en) 1999-08-12
DE69900388T2 (de) 2002-05-29
KR20010040721A (ko) 2001-05-15
US6217822B1 (en) 2001-04-17
EP1055261A1 (en) 2000-11-29
DE69900388D1 (de) 2001-11-29
AU2760399A (en) 1999-08-23
EP1055261B1 (en) 2001-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003517699A (ja) 真っ直ぐな燃料電池用管体を製造する方法
JP2002512427A (ja) 燃料電池用管体及びその製造方法
JP2002512428A (ja) 閉端部を有するセラミック燃料電池用管体の製造方法
JP3090726B2 (ja) 固体酸化物電解質電気化学的セルの自立型空気電極管及びその製造方法
RU2362239C2 (ru) Способ изготовления твердого топливного элемента на основе оксида
US6974516B2 (en) Method of making laminate thin-wall ceramic tubes and said tubes with electrodes, particularly for solid oxide fuel cells
CN105355947B (zh) 三维打印具有立体通道蜂窝型固体氧化物燃料电池的方法
US20020146523A1 (en) Laminate thin-wall ceramic tubes, including with integral stress wrappings, thickened ends and/or internal baffles, particularly for solid oxide fuel cells
JPH0669907B2 (ja) 電子伝導性多孔質セラミックス管の製造方法
JP3636406B2 (ja) 固体電解質型燃料電池用支持体、固体電解質型燃料電池の単電池および固体電解質型燃料電池用支持体の製造方法
CN115395025A (zh) 一种基于静电纺纳米纤维的固体氧化物燃料电池阴极膜及其原位制备方法
Borglum Method of making straight fuel cell tubes
CN111384408B (zh) 一种固体氧化物燃料电池多孔阳极支撑体及其制备方法
US3976554A (en) Method of forming beta-alumina articles
JPS589782B2 (ja) 耐火物製品および製法
JPH05251094A (ja) 固体電解質セルの製造法
JP3935700B2 (ja) 円筒型製品の支持装置および円筒型製品の製造方法
JP3383400B2 (ja) 有底セラミックス管の製造方法及び製造用金型
CN113381047A (zh) 一种高温氧化物离子导体电池及其制备方法
JPH0740322A (ja) 押出成形装置
JP2023542002A (ja) 焼結カソード活物質要素およびその方法
JPH07272733A (ja) 多孔質焼結体の製造方法
CN117638175A (zh) 一种管状固体氧化物燃料电池的制备方法
JP2003331864A (ja) 燃料電池の製造方法
JP2000176991A (ja) 押し出し成形方法及び押し出し成形機