JP2004186148A - セリア系ペロブスカイト型酸化物を含むsofc用燃料極およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料極が、ジルコニア系電解質材料またはセリア系電解質材料とセリア系ペロブスカイト型酸化物との混合体である酸化物と金属とのサーメットからなることを特徴とする。さらに電解質材料と金属との混合体表面をセリア系ペロブスカイト型酸化物が微細な粒子として覆っており、かつセリア系ペロブスカイト型酸化物の含有量が燃料極において15wt%以下であり、かつ、燃料極および電解質の焼成を終えた後にセリア系ペロブスカイト型酸化物を添加したことを特徴とする。
Description
Tatsumi Ishihara and coworkers;Proc.of Solid Oxide Fuel Cells−VI(1999)pp.869−978。(Electrochemical Society Proceedings Volume99−19) Shiqiang Hui,Anthony Pertric and Wenhe Gong;Proc.of Solid Oxide Fuel Cells−VI(1999)pp.632−639。(Electrochemical Society Proceedings Volume 99−19) 川田博著、固体酸化物燃料電池と地球環境、p155−p175、アグネ承風社)
これらの測定結果を表7に示す。ここで、セル#7−0は含浸を行わずに1000℃で焼成のみを行ったセルである。
2 燃料極
3 空気極
4 集電メッシュ
5 白金端子
6 参照極
7 ガスシール
Claims (14)
- 緻密なジルコニア系固体電解質とその両面に設けられた多孔質の燃料極と空気極で構成された燃料電池セルそしてそれらを電気的に接続するインターコネクタからなる燃料電池の燃料極において、燃料極が、ジルコニア系電解質材料とセリア系ペロブスカイト型酸化物との混合体である酸化物と金属とのサーメットからなり、そのセリア系ペロブスカイト型酸化物の組成が次式(CeMxO3においてMはCr,V,Mn,Fe,Coの中から選ばれる1つ以上の金属元素で、その総量Xが0.6<X<1.5)で表されることを特徴とするセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 緻密なセリア系固体電解質とその両面に設けられた多孔質の燃料極と空気極で構成された燃料電池セルそしてそれらを電気的に接続するインターコネクタからなる燃料電池において、燃料極が、セリア系電解質材料とセリア系ペロブスカイト型酸化物との混合体である酸化物との混合体と金属とのサーメットであり、そのセリア系ペロブスカイト型酸化物の組成が次式(CeMxO3においてMはCr,V,Mn,Fe,Coの中から選ばれる1つ以上の金属元素で、その総量Xが0.6<X<1.5)で表されることを特徴とするセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 緻密なランタンガレート系固体電解質とその両面に設けられた多孔質の燃料極と空気極で構成された燃料電池セルそしてそれらを電気的に接続するインターコネクタからなる燃料電池の燃料極において、燃料極が、セリア系電解質材料とセリア系ペロブスカイト型酸化物との混合体である酸化物と金属とのサーメットであり、そのセリア系ペロブスカイト型酸化物の組成が次式(CeMxO3においてMはCr,V,Mn,Fe,Coの中から選ばれる1つ以上の金属元素で、その総量Xが0.6<X<1.5)で表されることを特徴とするセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 前記CeMxO3において、Mの一部をAl,Gaの中から選ばれる1つ以上の元素で置換し、かつCeの一部をSm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu,Yの中から選ばれる1つ以上の元素で置換するが、この時Ceを置換する原子の総置換量が50%以下で、かつMの総置換量が50%未満([Ce1−ZLnZ][M1−YM1Y]X;Ln=Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu,Y;M=Cr,V,Mn,Fe,Co;M1=Al;Ga;Z<0.5;Y<0.5;0.6<X<1.5)、であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 前記CeMxO3において、Mの一部をAl,Gaの中から選ばれる1つ以上の元素で置換し、かつCeの一部をCa,Sr,Nd,Sm,Gd,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu,Yの中から選ばれる1つ以上の元素で置換するが、この時Ceを置換する原子の総置換量が50%以下で、かつMに対する総置換量が50%以上でかつ90%以下、かつ([Ce1−ZLnZ][M1−YM1Y]X;Ln=Ca,Sr,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu,Y;M=Cr,V,Mn,Fe,Co;M1=Al,Ga;Z<0.5;0.5<Y<0.9;0.6<X<1.5)であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 緻密なジルコニア系固体電解質とその両面に設けられた多孔質の燃料極と空気極で構成された燃料電池セルそしてそれらを電気的に接続するインターコネクタからなる燃料電池の燃料極において、燃料極が、ジルコニア系電解質材料とセリア系ペロブスカイト型酸化物との混合体である酸化物と金属とのサーメットからなり、かつジルコニア系電解質材料と金属との混合体表面をセリア系ペロブスカイト型酸化物が微細な粒子として覆っており、かつセリア系ペロブスカイト型酸化物の含有量が燃料極において15wt%以下であり、かつ、燃料極および電解質の焼成を終えた後にセリア系ペロブスカイト型酸化物を添加し、かつ、そのセリア系ペロブスカイト型酸化物の組成が次式(CeMxO3においてMはCr,V,Mn,Fe,Coの中から選ばれる1つ以上の金属元素で、その総量Xが0.1<X<1.5)で表されることを特徴とするセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 緻密なセリア系固体電解質とその両面に設けられた多孔質の燃料極と空気極で構成された燃料電池セルそしてそれらを電気的に接続するインターコネクタからなる燃料電池の燃料極において、燃料極が、セリア系電解質材料とセリア系ペロブスカイト型酸化物との混合体である酸化物と金属とのサーメットからなり、かつセリア系電解質材料と金属との混合体表面をセリア系ペロブスカイト型酸化物が微細な粒子として覆っており、かつセリア系ペロブスカイト型酸化物の含有量が燃料極において15wt%以下であり、かつ、燃料極および電解質の焼成を終えた後にセリア系ペロブスカイト型酸化物を添加し、かつ、そのセリア系ペロブスカイト型酸化物の組成が次式(CeMxO3においてMはCr,V,Mn,Fe,Coの中から選ばれる1つ以上の金属元素で、その総量Xが0.1<X<1.5)で表されることを特徴とするセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 緻密なランタンガレート系固体電解質とその両面に設けられた多孔質の燃料極と空気極で構成された燃料電池セルそしてそれらを電気的に接続するインターコネクタからなる燃料電池の燃料極において、燃料極が、セリア系電解質材料とセリア系ペロブスカイト型酸化物との混合体である酸化物と金属とのサーメットからなり、かつセリア系電解質材料と金属との混合体表面をセリア系ペロブスカイト型酸化物が微細な粒子として覆っており、かつセリア系ペロブスカイト型酸化物の含有量が燃料極において15wt%以下であり、かつ、燃料極および電解質の焼成を終えた後にセリア系ペロブスカイト型酸化物を添加し、かつ、そのセリア系ペロブスカイト型酸化物の組成が次式(CeMxO3においてMはCr,V,Mn,Fe,Coの中から選ばれる1つ以上の金属元素で、その総量Xが0.1<X<1.5)で表されることを特徴とするセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 前記CeMxO3において、Mの一部をAl,Gaの中から選ばれる1つ以上の元素で置換し、かつCeの一部をSm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu,Yの中から選ばれる1つ以上の元素で置換するが、このときMの総置換量が50%未満で、かつ、Ceを置換する原子の総置換量が50%以下([Ce1−zLnz][M1−YM1Y]x;Ln=Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu,Y;M=Cr,V,Mn,Fe,Co;M1=Al,Ga;Z<0.5;Y<0.5;0.1<X<1.5)であることを特徴とする請求項6から8のいずれか1項記載のセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 前記CeMxO3において、Mの一部をAl,Gaの中から選ばれる1つ以上の元素で置換し、かつCeの一部をCa,Sr,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu,Yの中から選ばれる1つ以上の元素で置換するが、このときMの総置換量が50%以上でかつ90%以下、かつCeを置換する原子の総置換量が50%以下([Ce1−zLnz][M1−YM1Y]x;Ln=Ca,Sr,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Yb,Lu,Y;M=Cr,V,Mn,Fe,Co;M1=Al,Ga;Z<0.5;0.5<Y<0.9;0.1<X<1.5)であることを特徴とする請求項6から8のいずれか1項記載のセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極。
- 前記請求項6、9、10記載の燃料極の製造方法において、前記ジルコニア系電解質上に前記ジルコニア系電解質材料と金属とのスラリーを塗布して焼結したのち、セリア系ペロブスカイト型酸化物の溶液を添加し、焼成することを特徴とするセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極の製造方法。
- 前記請求項7、9、10記載の燃料極の製造方法において、前記セリア系電解質上に前記セリア系電解質材料と金属とのスラリーを塗布して焼結したのち、セリア系ペロブスカイト型酸化物の溶液を添加し、焼成することを特徴とするセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極の製造方法。
- 前記請求項8、9、10記載の燃料電極の製造方法において、前記ランタンガレート系電解質上に前記セリア系電解質材料と金属とのスラリーを塗布して焼結したのち、セリア系ペロブスカイト型酸化物の溶液を添加し、焼成することを特徴とするセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極の製造方法。
- 前記溶液はセリア系ペロブスカイト型酸化物のゾルゲル溶液であることを特徴とする請求項11から13いずれか1項記載のセリア系ペロブスカイト型酸化物を含むSOFC用燃料極の製造方法。
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