JP2005050636A - Contact material for air electrode and solid oxide fuel cell (sofc) using this - Google Patents

Contact material for air electrode and solid oxide fuel cell (sofc) using this Download PDF

Info

Publication number
JP2005050636A
JP2005050636A JP2003280736A JP2003280736A JP2005050636A JP 2005050636 A JP2005050636 A JP 2005050636A JP 2003280736 A JP2003280736 A JP 2003280736A JP 2003280736 A JP2003280736 A JP 2003280736A JP 2005050636 A JP2005050636 A JP 2005050636A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air electrode
contact material
powder
sofc
silver
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.)
Granted
Application number
JP2003280736A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4442747B2 (en
Inventor
Koji Hisada
浩二 久田
Yasunobu Mizutani
安伸 水谷
Kenji Ukai
健司 鵜飼
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.)
Toho Gas Co Ltd
Original Assignee
Toho Gas Co Ltd
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 Toho Gas Co Ltd filed Critical Toho Gas Co Ltd
Priority to JP2003280736A priority Critical patent/JP4442747B2/en
Publication of JP2005050636A publication Critical patent/JP2005050636A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4442747B2 publication Critical patent/JP4442747B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contact material for an air electrode excellent in power generating performance under an air environment and capable of restraining destruction of unit cells without damaging an intrinsic power generating performance of the unit cells, as well as a solid oxide fuel cell using the material, in case of use for an air electrode contact layer of the solid oxide fuel cell. <P>SOLUTION: The contact material for the air electrode contains at least silver powder or silver alloy powder and perovskite oxide powder. As the perovskite oxide, lanthanam-cobalt system oxide is preferred. Further, the solid oxide fuel cell made by laminating unit cells in multiple layers through separators each jointing fuel electrode on one face of a solid electrolyte showing oxygen ion conductivity and jointing the air electrode on the other face has the air electrode contact layer intercalated between the air electrode and the separator. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池の空気極用コンタクト材料およびこの空気極用コンタクト材料を用いた固体酸化物形燃料電池に関するものである。   The present invention relates to a contact material for an air electrode of a solid oxide fuel cell and a solid oxide fuel cell using the contact material for an air electrode.

固体酸化物形燃料電池(以下、「SOFC」という。)は、電解質として酸素イオン導電性を示す固体電解質を用いた燃料電池である。このSOFCは、電解質が固体であるため、電解質の散逸の問題がなく、長寿命が期待できる。また、作動温度が約600〜1000℃と高いため、廃熱の利用価値も高い。更に、出力密度が高いため、コンパクト化、高効率化も期待できる。   A solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as “SOFC”) is a fuel cell using a solid electrolyte exhibiting oxygen ion conductivity as an electrolyte. Since this SOFC is a solid electrolyte, there is no problem of electrolyte dissipation and a long life can be expected. Moreover, since the operating temperature is as high as about 600 to 1000 ° C., the utility value of waste heat is also high. Furthermore, since the output density is high, compactness and high efficiency can be expected.

SOFCの電池構造としては、一般に、平板型、円筒型及び一体型に大別される。この内、平板型SOFCは、平板状の固体電解質の一方の面に水素、都市ガスなどの燃料ガスが接する燃料極を接合し、他方の面に空気、酸素などの酸化剤ガスが接する空気極を接合した単セルをセパレータを介して多数段積層した積層構造を有している。この平板型SOFCは、内部抵抗が比較的小さいことから、発電効率が高く、かつ、薄い単セルを積層するために単位容積当たりの出力密度が高いという利点を有している。   In general, SOFC battery structures are roughly classified into a flat plate type, a cylindrical type, and an integral type. Of these, the flat SOFC has an anode electrode in which a fuel electrode such as hydrogen or city gas is in contact with one surface of a flat solid electrolyte and an oxidant gas such as air or oxygen is in contact with the other surface. It has a laminated structure in which a single cell joined with a plurality of layers is laminated via a separator. Since this flat SOFC has a relatively low internal resistance, it has the advantages of high power generation efficiency and high output density per unit volume for stacking thin single cells.

このような平板型SOFCの燃料極および空気極に、それぞれ燃料ガスおよび酸化剤ガスが供給されると、空気極側の酸素分圧と燃料極側の酸素分圧との間に差があることから、酸素は、空気極においてイオンとなり、固体電解質内を通って燃料極に運ばれ、燃料極に達した酸素イオンは、燃料ガスと反応して電子を放出する。そのため、燃料極および空気極に負荷を接続すれば、電池反応の自由エネルギーの変化を、直接、電気エネルギーとして取り出して発電することが可能となる。   When fuel gas and oxidant gas are supplied to the fuel electrode and air electrode of such a flat plate type SOFC, there is a difference between the oxygen partial pressure on the air electrode side and the oxygen partial pressure on the fuel electrode side. Therefore, oxygen becomes ions in the air electrode and is transported to the fuel electrode through the solid electrolyte, and the oxygen ions that have reached the fuel electrode react with the fuel gas and emit electrons. Therefore, if a load is connected to the fuel electrode and the air electrode, the change in the free energy of the cell reaction can be directly taken out as electric energy to generate electric power.

ところで、上記単セルを、セパレータを介して多数段積層する場合、2つの電極(空気極、燃料極)とセパレータとの接触抵抗を減少させることが、平板型SOFCの設計上重要である。というのも、例え単セル本来の発電性能が優れていても、電極(空気極、燃料極)とセパレータとの接触抵抗が大きいと、集電効率が低下し、平板型SOFC全体としての発電性能が損なわれるからである。   By the way, when the single cells are stacked in multiple stages via separators, it is important for the design of the flat plate type SOFC to reduce the contact resistance between the two electrodes (air electrode, fuel electrode) and the separator. This is because, even if the power generation performance inherent in a single cell is excellent, if the contact resistance between the electrode (air electrode, fuel electrode) and the separator is large, the current collection efficiency decreases, and the power generation performance of the flat plate SOFC as a whole This is because of damage.

そのため、従来、例えば、空気極とセパレータとの間に、空気極コンタクト層を介在させることにより、空気極とセパレータとの間に生じる隙間を埋めて両者の密着度を向上させ、接触抵抗を減じて集電効率の向上を図る技術が知られている。   Therefore, conventionally, for example, by interposing an air electrode contact layer between the air electrode and the separator, the gap formed between the air electrode and the separator is filled to improve the adhesion between them, and the contact resistance is reduced. Thus, a technique for improving the current collection efficiency is known.

このような空気極コンタクト層の材料としては、例えば、ランタンストロンチウムコバルタイト粉末などのペロブスカイト型酸化物(ABOの結晶構造を有する)粉末をバインダーで溶き、ペースト状にしたもの(以下「ABO系コンタクト材料」という。)が知られている。また例えば、銀粉末をバインダーで溶き、ペースト状にしたもの(以下「銀系コンタクト材料」という。)が知られている(特許文献1参照)。 As a material for such an air electrode contact layer, for example, a perovskite type oxide (having a crystal structure of ABO 3 ) such as lanthanum strontium cobaltite powder is dissolved in a binder and made into a paste (hereinafter referred to as “ABO 3 ” Known as "system contact material"). Further, for example, a paste prepared by melting silver powder with a binder (hereinafter referred to as “silver-based contact material”) is known (see Patent Document 1).

さらに例えば、銀粉末と、酸化錫、酸化インジウム、酸化ランタンなどの酸化物をバインダーで溶き、ペースト状にしたもの(以下「銀−酸化物系コンタクト材料」という。)が知られており、この銀−酸化物系コンタクト材料によれば、機械的強度に優れた空気極コンタクト層を得ることができるとされている(特許文献2参照)。   Furthermore, for example, silver powder and an oxide such as tin oxide, indium oxide, lanthanum oxide, etc., dissolved in a binder and pasted (hereinafter referred to as “silver-oxide contact material”) are known. According to the silver-oxide-based contact material, it is said that an air electrode contact layer having excellent mechanical strength can be obtained (see Patent Document 2).

特開昭60−115164号公報JP-A-60-115164 特開2002−216807号公報JP 2002-216807 A

しかしながら、従来のABO系コンタクト材料を用いて空気極コンタクト層を形成した場合、ペロブスカイト型酸化物それ自体の電気抵抗が比較的高いため、単セルにより発電された電気を効率的に集電できず、平板型SOFCの発電性能が、単セル本来の発電性能よりも大幅に低下するという問題があった。 However, when the air electrode contact layer is formed using the conventional ABO 3 type contact material, the electric resistance of the perovskite oxide itself is relatively high, so that the electricity generated by the single cell can be collected efficiently. However, there is a problem that the power generation performance of the flat plate SOFC is significantly lower than the power generation performance of the single cell.

また、従来の銀系コンタクト材料を用いて空気極コンタクト層を形成した場合、平板型SOFCの空気極に対して酸素を供給した場合には発電性能が向上するものの、空気を供給した場合には、ABO系コンタクト材料を用いて空気極コンタクト層を形成した場合より若干発電性能が向上するに留まる程度であった。この原因は、空気極の表面に加熱によって銀の緻密な皮膜が生成することにより、高酸素環境下では、その皮膜があっても酸素が空気極まで十分透過できたものの、低酸素環境下では、その皮膜によって酸素が空気極まで十分に透過できなかったためと考えられる。 In addition, when an air electrode contact layer is formed using a conventional silver-based contact material, power generation performance is improved when oxygen is supplied to the air electrode of the flat plate type SOFC, but when air is supplied. The power generation performance was only slightly improved as compared with the case where the air electrode contact layer was formed using the ABO 3 system contact material. This is due to the fact that a dense silver film is formed on the surface of the air electrode by heating, so that in a high oxygen environment, oxygen can permeate sufficiently to the air electrode, but in a low oxygen environment. This is probably because oxygen was not sufficiently transmitted to the air electrode by the film.

また、単セルとセパレータとが銀によって固着し、両者の熱膨張差に起因して単セルが割れるという問題も発生した。この原因は、発電時の温度で柔らかくなった銀が、セパレータの溝に食い込むとともに多孔質である空気極の孔にある程度入り込み、この状態で冷却されると、熱膨張率の異なるセパレータと空気極とが物理的に固定された状態で収縮することから、両者の熱膨張差に起因して単セルが割れたものと考えられる。   In addition, the single cell and the separator are fixed by silver, and the single cell breaks due to the difference in thermal expansion between the two. This is because the silver softened at the power generation temperature bites into the groove of the separator and enters the pores of the porous air electrode to some extent. It is considered that the single cell was cracked due to the difference in thermal expansion between the two.

また、従来の銀−酸化物系ペーストを用いて形成した空気極コンタクト層では、空気極コンタクト層の導電率が低く、発電性能も十分なものではなかった。   Moreover, in the air electrode contact layer formed using the conventional silver-oxide type paste, the electric conductivity of the air electrode contact layer is low, and the power generation performance is not sufficient.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、固体酸化物形燃料電池の空気極コンタクト層に用いた場合に、単セル本来の発電性能を大きく損うことなく、空気環境下での発電性能に優れ、単セルの破壊も抑制可能な空気極用コンタクト材料を提供することにある。また、このコンタクト材料を用いた固体酸化物形燃料電池を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that when used in an air electrode contact layer of a solid oxide fuel cell, the power generation performance in an air environment is not significantly impaired without significantly degrading the power generation performance inherent in the single cell. An object of the present invention is to provide a contact material for an air electrode which is excellent and can suppress the destruction of a single cell. Another object of the present invention is to provide a solid oxide fuel cell using this contact material.

上記課題を解決するため、本発明に係る空気極用コンタクト材料は、請求項1に記載のように、銀粉体または銀合金粉体と、ペロブスカイト型酸化物粉体とを少なくとも含むことを要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the air electrode contact material according to the present invention includes, as described in claim 1, at least silver powder or silver alloy powder and perovskite oxide powder. And

また、請求項2に記載のように、前記空気極用コンタクト材料は、さらに、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)および金(Au)から選択される1種または2種以上の貴金属の粉体または前記貴金属の合金の粉体を含むことを要旨とする。   In addition, as described in claim 2, the air electrode contact material further includes palladium (Pd), ruthenium (Ru), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), and gold (Au). It includes a powder of one or more kinds of noble metals selected from the above or a powder of an alloy of the noble metals.

また、請求項3に記載のように、前記空気極用コンタクト材料は、さらに、溶媒を含むことを要旨とする。   Further, as described in claim 3, the gist of the air electrode contact material further includes a solvent.

また、請求項4に記載のように、前記空気極用コンタクト材料は、さらに、樹脂を含むことを要旨とする。   In addition, as described in claim 4, the gist of the air electrode contact material further includes a resin.

また、請求項5に記載のように、前記ペロブスカイト型酸化物は、ランタン−コバルト系酸化物であることが好ましい。   In addition, as described in claim 5, the perovskite oxide is preferably a lanthanum-cobalt oxide.

一方、本発明に係る固体酸化物形燃料電池は、請求項6に記載のように、酸素イオン導電性を示す固体電解質の一方の面に燃料極を接合し、他方の面に空気極を接合した単セルをセパレータを介して多数段積層してなる固体酸化物形燃料電池において、前記空気極と前記セパレータとの間に、上記空気極用コンタクト材料より形成された空気極コンタクト層が介在されてなることを要旨とする。   On the other hand, in the solid oxide fuel cell according to the present invention, the fuel electrode is joined to one surface of the solid electrolyte exhibiting oxygen ion conductivity, and the air electrode is joined to the other surface. In a solid oxide fuel cell in which a plurality of single cells are stacked through separators, an air electrode contact layer formed of the air electrode contact material is interposed between the air electrode and the separator. The gist of this is

本発明に係る空気極用コンタクト材料を、固体酸化物形燃料電池の空気極コンタクト層の材料に用いた場合には、その空気極コンタクト層が、(1)ペロブスカイト型酸化物単体に比較して電気抵抗が低いこと、(2)銀(銀合金)のみならず、ペロブスカイト型酸化物を含んでいるので酸素イオンの活性化に寄与すること、(3)多孔質であることなどに起因して、空気極に空気が供給される場合であっても、単セル本来の発電性能を損うことなく固体酸化物形燃料電池全体としての発電性能を大きく向上させることができる。   When the contact material for an air electrode according to the present invention is used as a material for an air electrode contact layer of a solid oxide fuel cell, the air electrode contact layer is compared with (1) a perovskite oxide simple substance. Due to low electrical resistance, (2) contribution to oxygen ion activation because it contains not only silver (silver alloy) but also perovskite oxide, and (3) porosity. Even when air is supplied to the air electrode, the power generation performance of the solid oxide fuel cell as a whole can be greatly improved without impairing the power generation performance of the single cell.

また、銀(銀合金)中のペロブスカイト型酸化物が、セパレータと、面ではなく点で接触し、いわゆる、ころの役割を果たすので、冷却時に滑りが生じる。そのため、熱膨張差に起因して単セルが割れるのを効果的に抑制することができる。   Further, since the perovskite oxide in silver (silver alloy) contacts the separator not at the surface but at a point and acts as a so-called roller, slip occurs during cooling. Therefore, it is possible to effectively prevent the single cell from cracking due to the difference in thermal expansion.

この際、本発明に係る空気極用コンタクト材料中に、さらに、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)および金(Au)から選択される1種または2種以上の貴金属の粉体または前記貴金属の合金の粉体を含んでいる場合には、ベースとなる銀(銀合金)の耐熱性が向上するので、空気極コンタクト層の消耗を抑制することができる。   At this time, the air electrode contact material according to the present invention is further selected from palladium (Pd), ruthenium (Ru), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir) and gold (Au). When one or more kinds of noble metal powders or alloy powders of the noble metals are included, the heat resistance of the base silver (silver alloy) is improved. Can be suppressed.

また、上記空気極用コンタクト材料中に、さらに、溶媒を含む場合には、空気極用コンタクト材料に含まれる各種粉体を均一に分散・混合してペースト状態にすることができる。   When the air electrode contact material further contains a solvent, various powders contained in the air electrode contact material can be uniformly dispersed and mixed to form a paste.

また、上記空気極用コンタクト材料中に、さらに、樹脂を含む場合には、空気極用コンタクト材料のペースト状態を安定に保持することができ、空気極および/またはセパレータへの塗布時に均一な膜を形成し易くなる利点がある。   Further, when the air electrode contact material further contains a resin, the paste state of the air electrode contact material can be stably maintained, and a uniform film can be applied when applied to the air electrode and / or the separator. There exists an advantage which becomes easy to form.

また、上記空気極用コンタクト材料中のペロブスカイト型酸化物は、ランタン−コバルト系酸化物であることが好ましい。電子導電性と酸素イオン導電性とに優れ、発電性能の向上に有利だからである。   The perovskite oxide in the air electrode contact material is preferably a lanthanum-cobalt oxide. This is because it is excellent in electronic conductivity and oxygen ion conductivity, and is advantageous in improving power generation performance.

また、上記空気極用コンタクト材料より形成した空気極コンタクト層を有する本発明に係る固体酸化物形燃料電池は、酸素環境下のみならず、空気環境下でも発電性能に優れる。また、内部の単セルの破壊も生じ難いので、高い信頼性を有する。   The solid oxide fuel cell according to the present invention having an air electrode contact layer formed from the air electrode contact material is excellent in power generation performance not only in an oxygen environment but also in an air environment. In addition, since the internal single cell is not easily destroyed, it has high reliability.

以下に、本発明に係る空気極用コンタクト材料(以下「本コンタクト材料」ということがある。)およびこの本コンタクト材料を用いた固体酸化物形燃料電池(以下「本SOFC」ということがある。)について詳細に説明する。   Hereinafter, the contact material for an air electrode according to the present invention (hereinafter also referred to as “the present contact material”) and a solid oxide fuel cell using the present contact material (hereinafter referred to as “the present SOFC”) may be used. ) Will be described in detail.

先ず、本コンタクト材料の構成について説明する。本コンタクト材料は、固体酸化物形燃料電池の空気極コンタクト層を形成するのに用いられるものであり、銀粉体または銀合金粉体と、ペロブスカイト型酸化物粉体とを少なくとも含んでいる。   First, the configuration of the contact material will be described. This contact material is used to form an air electrode contact layer of a solid oxide fuel cell, and contains at least silver powder or silver alloy powder and perovskite oxide powder.

本コンタクト材料において、銀粉体とは、純銀の粉末をいう。また、銀合金粉体とは、銀を主成分とし、銀と1種または2種以上の他の元素とが混合された金属の粉末をいう。銀合金粉体における他の元素としては、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、金(Au)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、錫(Sn)などが挙げられる。この内、銀合金の耐熱性、高温状態の安定性などに優れることから、他の元素としては、パラジウム(Pd)を好適に用いることができる。なお、銀粉体および銀合金粉体ともに、取り除くことが不可避な不純物を含んでいても良い。   In the present contact material, the silver powder refers to pure silver powder. The silver alloy powder refers to a metal powder containing silver as a main component and mixed with silver and one or more other elements. Other elements in the silver alloy powder include palladium (Pd), ruthenium (Ru), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), gold (Au), copper (Cu), and zinc (Zn). , Nickel (Ni), cadmium (Cd), tin (Sn), and the like. Among these, since it is excellent in the heat resistance of a silver alloy, the stability of a high temperature state, etc., palladium (Pd) can be used suitably as another element. Note that both the silver powder and the silver alloy powder may contain impurities that cannot be removed.

本コンタクト材料において、ペロブスカイト型酸化物粉体とは、一般式ABOのペロブスカイト型結晶構造を有する酸化物の粉末をいい、A金属、B金属は、他の金属と置換可能である。中でも、A金属がLa、B金属が遷移金属Mの酸化物LaMOは(M=Co,Mn,Fe)、高い導電率を有する観点から、好適に用いることができる。この内、Laの一部をアルカリ土類金属AE(AE=Sr,Ca)に置換した、(La,AE)MO(AE=Sr,Ca;M=Co,Mn,Fe)は、導電性や熱膨張率などの性質を種々調整可能な点から、より好適に用いることができる。最も好適には、触媒活性と導電性および安定性のバランスなどに優れる観点から、La1−xSrCoO(x=0.1〜0.5)を用いることができる。 In this contact material, the perovskite oxide powder refers to an oxide powder having a perovskite crystal structure of the general formula ABO 3 , and the A metal and B metal can be replaced with other metals. Among them, the oxide LaMO 3 in which the A metal is La and the B metal is the transition metal M (M = Co, Mn, Fe) can be preferably used from the viewpoint of high conductivity. Among these, (La, AE) MO 3 (AE = Sr, Ca; M = Co, Mn, Fe) in which a part of La is replaced with an alkaline earth metal AE (AE = Sr, Ca) is conductive. From the point that various properties such as the thermal expansion coefficient can be adjusted, it can be used more suitably. Most preferably, La 1-x Sr x CoO 3 (x = 0.1 to 0.5) can be used from the viewpoint of excellent balance between catalytic activity, conductivity, and stability.

本コンタクト材料において、銀粉体または銀合金粉体と、ペロブスカイト型酸化物粉体との混合比は、銀粉体または銀合金粉体:ペロブスカイト型酸化物粉体=90:10重量%〜30:70重量%の範囲が好ましい。より好適には、銀粉体または銀合金粉体:ペロブスカイト型酸化物粉体=70:30重量%〜50:50重量%の範囲である。   In this contact material, the mixing ratio of the silver powder or silver alloy powder to the perovskite oxide powder is as follows: silver powder or silver alloy powder: perovskite oxide powder = 90: 10% by weight to 30% : The range of 70 weight% is preferable. More preferably, silver powder or silver alloy powder: perovskite oxide powder = 70: 30 wt% to 50:50 wt%.

上記混合比の範囲が好適な理由は、銀粉体または銀合金粉体の含有率が低くなり、かつ、ペロブスカイト型酸化物粉体の含有率が高くなると、得られる空気極コンタクト層の電気抵抗が増大し、集電効率が低下する傾向などが見られ、一方、銀粉体または銀合金粉体の含有率が高くなり、かつ、ペロブスカイト型酸化物粉体の含有率が低くなると、空気極コンタクト層の多孔質性が失われ、空気雰囲気下での性能が低下するとともに固着により単セルが破壊し易くなる傾向などが見られるからである。   The reason why the range of the mixing ratio is preferable is that when the content of silver powder or silver alloy powder is low and the content of perovskite oxide powder is high, the electrical resistance of the air electrode contact layer obtained is When the content of silver powder or silver alloy powder is high and the content of perovskite oxide powder is low, the air electrode tends to decrease. This is because the porous property of the contact layer is lost, the performance in an air atmosphere is lowered, and the single cell tends to be easily broken by fixing.

本コンタクト材料は、上述した銀粉体または銀合金粉体と、ペロブスカイト型酸化物粉体とを必須構成要素として含んでいるが、任意構成要素として、さらに、次のものを含んでいても良い。   This contact material contains the above-mentioned silver powder or silver alloy powder and perovskite oxide powder as essential constituent elements, but may further contain the following as optional constituent elements. .

すなわち、本コンタクト材料中には、本コンタクト材料より形成される空気極コンタクト層の耐熱性を向上させ、空気極コンタクト層の消耗を抑制できるなどの観点から、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)および金(Au)から選択される1種または2種以上の貴金属の粉体または前記貴金属の合金の粉体が含まれていても良い。この内、固体酸化物形燃料電池の作動温度付近における銀(Ag)の安定性を向上させるなどの観点から、パラジウム(Pd)粉体を好適に用いることができる。   That is, in this contact material, palladium (Pd), ruthenium (Ru) is used from the viewpoint of improving the heat resistance of the air electrode contact layer formed from this contact material and suppressing the consumption of the air electrode contact layer. , Platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir), and gold (Au) may be one or more kinds of noble metal powders or powders of the noble metal alloys. . Among these, palladium (Pd) powder can be suitably used from the viewpoint of improving the stability of silver (Ag) in the vicinity of the operating temperature of the solid oxide fuel cell.

上記貴金属の粉体または貴金属の合金の粉体は、銀粉体または銀合金粉体に対して、1〜15重量%の範囲で混合するのが好ましい。より好適には、1〜5重量%の範囲である。   The noble metal powder or the noble metal alloy powder is preferably mixed in an amount of 1 to 15% by weight with respect to the silver powder or the silver alloy powder. More preferably, it is in the range of 1 to 5% by weight.

この場合、銀粉体または銀合金粉体および貴金属の粉体または貴金属の合金の粉体の混合粉体と、ペロブスカイト型酸化物粉体との混合比は、混合粉体:ペロブスカイト型酸化物粉体=90:10重量%〜30:70重量%の範囲が好ましい。より好適には、混合粉体:ペロブスカイト型酸化物粉体=70:30重量%〜50:50重量%の範囲である。   In this case, the mixing ratio of the mixed powder of the silver powder or the silver alloy powder and the noble metal powder or the noble metal alloy powder and the perovskite oxide powder is a mixed powder: perovskite oxide powder. The range of body = 90: 10 wt% to 30:70 wt% is preferable. More preferably, the mixed powder: perovskite type oxide powder = 70: 30 wt% to 50:50 wt%.

また、本コンタクト材料には、本コンタクト材料に含まれる各種粉体を分散・混合してペースト状にするため、溶媒が含まれていても良い。なお、この溶媒は、本コンタクト材料塗布後の乾燥により揮発するか、あるいは、SOFCの初回昇温時に分解して消滅する。   Further, the contact material may contain a solvent in order to disperse and mix various powders contained in the contact material into a paste. This solvent is volatilized by drying after the application of the contact material, or decomposes and disappears when the SOFC is heated for the first time.

溶媒としては、有機溶媒または無機溶媒の何れも用いることができ、上記各種粉体を均一に分散・混合できるものであれば、特に限定されるものではない。好ましくは、本コンタクト材料を塗布する際の塗工性などに優れることから、有機溶媒を好適に用いる。   As the solvent, either an organic solvent or an inorganic solvent can be used, and it is not particularly limited as long as the above various powders can be uniformly dispersed and mixed. Preferably, an organic solvent is preferably used because it is excellent in coating property when the contact material is applied.

溶媒として有機溶媒を用いる場合、具体的には、n−パラフィン、テレピン油、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ポリエチレングリコールなどが挙げられ、これらは1種または2種以上混合して用いても良い。   In the case of using an organic solvent as the solvent, specifically, n-paraffin, turpentine oil, diethylene glycol, diethylene glycol monobutyl ether acetate, polyethylene glycol and the like may be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more.

一方、溶媒として無機溶媒を用いる場合、具体的には、水などが挙げられる。   On the other hand, when an inorganic solvent is used as the solvent, specific examples include water.

なお、溶媒の配合量は、各種粉体の分散・混合状態や、得られるペーストの粘度などを考慮して適宜調節することができるものである。   The blending amount of the solvent can be appropriately adjusted in consideration of the dispersion / mixing state of various powders, the viscosity of the obtained paste, and the like.

また、本コンタクト材料中には、本コンタクト材料のペースト状態を安定に保持する観点から、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂、テルペン樹脂などの樹脂が1種または2種以上含まれていても良い。なお、この樹脂は、SOFCの初回昇温時に分解して消滅するものである。   In addition, the contact material contains one or more resins such as cellulose resin, polyvinyl alcohol resin, acrylic resin, and terpene resin from the viewpoint of stably maintaining the paste state of the contact material. May be. This resin decomposes and disappears when the SOFC is heated for the first time.

また、他にも、必要に応じて、本コンタクト材料中には、フタル酸ジメチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ブチルベンジルなどの可塑剤、脂肪酸塩類、ベンゼンスルホン酸塩類、多価アルコール類、脂肪酸グリセロールエステル類などの分散剤など、各種添加剤が1種または2種以上含まれていても良く、特に限定されるものではない。   In addition, other plasticizers such as dimethyl phthalate, dibutyl phthalate, butyl benzyl phthalate, fatty acid salts, benzene sulfonates, polyhydric alcohols, fatty acid glycerol are also included in the contact material as necessary. One or two or more various additives such as dispersants such as esters may be contained, and are not particularly limited.

次に、本コンタクト材料の製造方法について説明する。本コンタクト材料の製造方法としては、各粉体を均一に分散・混合できる方法であれば、特に限定されるものではない。例えば、上述した銀粉体または銀合金粉体、貴金属粉体を所定量秤量し、必要に応じて溶媒、樹脂、各種添加剤とともに強せん型混練機などの混練装置に入れ、1〜2時間程度混練した後、所定量のペロブスカイト型酸化物粉体を加えて1〜2時間程度混練する方法などが挙げられる。   Next, the manufacturing method of this contact material is demonstrated. The method for producing the contact material is not particularly limited as long as each powder can be uniformly dispersed and mixed. For example, a predetermined amount of the above-mentioned silver powder, silver alloy powder, or noble metal powder is weighed and placed in a kneading apparatus such as a strong kneader together with a solvent, a resin, and various additives as necessary, for 1 to 2 hours. After kneading to a certain degree, a method of adding a predetermined amount of perovskite oxide powder and kneading for about 1 to 2 hours may be mentioned.

次に、本コンタクト材料を用いた本SOFCについて説明する。   Next, the present SOFC using the present contact material will be described.

本SOFCは、酸素イオン導電性を示す固体電解質の一方の面に燃料極を接合し、他方の面に空気極を接合した単セルをセパレータを介して多数段積層してなる固体酸化物形燃料電池であって、空気極とセパレータとの間に、本コンタクト材料より形成された空気極コンタクト層が介在されてなる。   This SOFC is a solid oxide fuel comprising a single cell in which a fuel electrode is joined to one surface of a solid electrolyte exhibiting oxygen ion conductivity, and a single cell having an air electrode joined to the other surface via a separator. In the battery, an air electrode contact layer formed of the present contact material is interposed between the air electrode and the separator.

本SOFCの電池構造としては、平板型が好適である。この際、平板型としては、固体電解質が自立した自立膜式、電極に支持機能を兼ねさせた支持膜式の2つに大別されるが、本SOFCは、何れの形式であっても良く、特に限定されるものではない。   The battery structure of this SOFC is preferably a flat plate type. At this time, the flat plate type is roughly classified into two types: a self-supporting membrane type in which a solid electrolyte is self-supporting, and a supporting membrane type in which an electrode also has a supporting function, but this SOFC may be of any type. There is no particular limitation.

上記固体電解質は、酸素イオン導電性を示すものであれば良く、特に限定されるものではない。固体電解質としては、具体的には、安定化剤として3〜6mol%のスカンジア(Sc)を添加したスカンジア安定化ジルコニア(以下、「ScSZ」という。)、9〜12mol%のスカンジア(Sc)を添加したScSZ、8〜10mol%のイットリア(Y)を添加したイットリア安定化ジルコニア(以下、「YSZ」という。)、その他の酸化物で安定化させたジルコニア、セリア(CeO)系固体電解質などが挙げられる。なお、これらは2重量%以下のアルミナ(Al)との複合体であっても良い。 The solid electrolyte is not particularly limited as long as it exhibits oxygen ion conductivity. Specifically, as the solid electrolyte, scandia-stabilized zirconia (hereinafter referred to as “ScSZ”) to which 3 to 6 mol% of scandia (Sc 2 O 3 ) is added as a stabilizer, 9 to 12 mol% of scandia ( ScSZ added with Sc 2 O 3 ), yttria stabilized zirconia added with 8 to 10 mol% of yttria (Y 2 O 3 ) (hereinafter referred to as “YSZ”), zirconia stabilized with other oxides, Examples include ceria (CeO 2 ) -based solid electrolytes. These may be composites with 2 % by weight or less of alumina (Al 2 O 3 ).

上記燃料極には、高温の還元雰囲気下で化学的に安定であり、かつ、高い電子導電性を有する材料が用いられる。このような材料としては、具体的には、Ni/YSZサーメット、Ni/ScSZサーメットなど、触媒と酸素イオン導電性を示す固体電解質とのサーメットが好適な一例として挙げられるが、本発明においてはいずれの材料を用いても良く、特に限定されるものではない。   For the fuel electrode, a material that is chemically stable under a high-temperature reducing atmosphere and has high electronic conductivity is used. Specific examples of such a material include Ni / YSZ cermet, Ni / ScSZ cermet, and the like, which are cermets of a catalyst and a solid electrolyte exhibiting oxygen ion conductivity. The material may be used and is not particularly limited.

上記空気極には、高温の酸化雰囲気下で化学的に安定であり、かつ、高い電子導電性を有する材料が用いられる。このような材料としては、具体的には、白金などの貴金属、LaSrMnO、LaCaMnO、LaMgMnO、LaSrCoO、LaCaCoOなどの複合酸化物が好適な一例として挙げられるが、本発明においてはいずれの材料を用いても良く、特に限定されるものではない。また、空気極は、上述した材料のみを含むものであっても良く、あるいは、上述した材料とYSZなどの酸素イオン導電性を示す固体電解質との複合体であっても良い。 For the air electrode, a material that is chemically stable under a high-temperature oxidizing atmosphere and has high electronic conductivity is used. Specific examples of such materials include noble metals such as platinum, and composite oxides such as LaSrMnO 3 , LaCaMnO 3 , LaMgMnO 3 , LaSrCoO 3 , LaCaCoO 3, etc. The material may be used and is not particularly limited. The air electrode may include only the above-described material, or may be a composite of the above-described material and a solid electrolyte exhibiting oxygen ion conductivity such as YSZ.

上記セパレータには、電子導電体であって、イオン導電性が無視できるほど小さく、かつ、高温において熱力学的に安定な材料が用いられる。このような材料としては、具体的には、LaCrOなどのランタン−クロム系酸化物や、ステンレス、Ni−Cr合金などが好適な一例として挙げられるが、本発明においてはいずれの材料を用いても良く、特に限定されるものではない。 For the separator, a material that is an electronic conductor and is so small that ion conductivity is negligible and thermodynamically stable at a high temperature is used. Specific examples of such a material include lanthanum-chromium oxides such as LaCrO 3 , stainless steel, Ni—Cr alloy, and the like. In the present invention, any material is used. There is no particular limitation.

次に、本SOFCの製造方法について説明する。まず、酸素イオン導電性を示す固体電解質材料を、所定の形状に成形し、所定温度で焼結させる。この際、固体電解質材料の成形方法は、例えば、プレス成形法、テープ成形法などを用いると良い。また、固体電解質の焼結条件は、その組成に応じて最適な温度を選択する。   Next, a method for manufacturing the present SOFC will be described. First, a solid electrolyte material exhibiting oxygen ion conductivity is formed into a predetermined shape and sintered at a predetermined temperature. At this time, as a method for forming the solid electrolyte material, for example, a press forming method, a tape forming method, or the like may be used. In addition, as the sintering conditions for the solid electrolyte, an optimum temperature is selected according to the composition.

次に、固体電解質の一方の面に、燃料極材料を含むスラリーを塗布して焼結させ、燃料極とする。同様に、固体電解質の他方の面に空気極材料を含むスラリーを塗布して焼結させ、空気極とする。さらに、得られた単セルの空気極および/または空気極側のセパレータに、本コンタクト材料を塗布する。この際、本コンタクト材料の塗布量は、セルの厚さやセパレータ集電部分の高さのばらつきにより生じる非接触部分をなくす観点から、厚さ25μm程度塗布するのが好ましいが、特に限定されるものではない。   Next, a slurry containing a fuel electrode material is applied to one surface of the solid electrolyte and sintered to form a fuel electrode. Similarly, a slurry containing an air electrode material is applied to the other surface of the solid electrolyte and sintered to form an air electrode. Further, the contact material is applied to the air electrode and / or the separator on the air electrode side of the obtained single cell. In this case, the contact material is preferably applied to a thickness of about 25 μm from the viewpoint of eliminating non-contact portions caused by variations in cell thickness and separator collector height, but is particularly limited. is not.

なお、上記において、本コンタクト材料の塗布方法としては、具体的には、スプレー法、ハケ塗り法、スクリーン印刷法などが好適な一例として挙げられる。また、燃料極材料および空気極材料の塗布方法としては、具体的には、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、ハケ塗り法、スプレー法、ディッピング法などが好適な一例として挙げられるる。もっとも、本発明においては、両塗布方法ともにいずれの方法を用いても良く、特に限定されるものではない。   In the above, specific examples of the method for applying the contact material include a spray method, a brush coating method, and a screen printing method. Specific examples of the method for applying the fuel electrode material and the air electrode material include a screen printing method, a doctor blade method, a brush coating method, a spray method, and a dipping method. However, in the present invention, both methods may be used for both coating methods and are not particularly limited.

そして、燃料極│固体電解質│空気極│本コンタクト材料│セパレータを繰り返しの単位として、これを多数段積層すれば本SOFCが得られる。なお、この本SOFCが初回起動されると、昇温時の加熱により、空気極および/またはセパレータに塗布された本コンタクト材料より多孔質の空気極コンタクト層が形成され、空気極とセパレータとの間に空気極コンタクト層が介在された状態になる。   The SOFC can be obtained by stacking a fuel electrode, a solid electrolyte, an air electrode, a contact material, and a separator as a repetitive unit. When the present SOFC is started for the first time, a porous air electrode contact layer is formed from the contact material applied to the air electrode and / or the separator by heating at the time of raising the temperature. The air electrode contact layer is interposed therebetween.

以下に実施例を挙げて本コンタクト材料および本SOFCについてより具体的に説明する。   Hereinafter, the present contact material and the present SOFC will be described more specifically with reference to examples.

(本コンタクト材料および比較コンタクト材料の作製)
(実施例1)
初めに、以下の手順により本コンタクト材料を作製した。すなわち、Ag粉末:Pd粉末=98:2重量%の混合比となるように、各粉末を所定量秤量した。次いで、Ag粉末とPd粉末との混合粉末:La0.6Sr0.4CoO(以下「LS0.4C」という。)粉末=20:80重量%の混合比となるように、各粉末を所定量秤量した。
(Preparation of this contact material and comparative contact material)
(Example 1)
First, the present contact material was prepared by the following procedure. That is, a predetermined amount of each powder was weighed so that a mixing ratio of Ag powder: Pd powder = 98: 2 wt% was obtained. Then, mixed powder of Ag powder and Pd powder: La 0.6 Sr 0.4 CoO 3 (hereinafter referred to as “LS 0.4 C”) powder = 20: 80 wt% A predetermined amount of the powder was weighed.

次いで、所定量の上記混合粉末にジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、n−パラフィン、テレピン油、セルロース系樹脂を加えて2時間混練した後、さらに、LS0.4C粉末と2−プロパノールとを加えて2時間混練し、ペースト状態の実施例1に係るコンタクト材料を得た。 Next, after adding diethylene glycol monobutyl ether acetate, n-paraffin, turpentine oil and cellulose resin to a predetermined amount of the above mixed powder and kneading for 2 hours, LS 0.4 C powder and 2-propanol were further added to add 2 The contact material according to Example 1 in a paste state was obtained by kneading for a time.

(実施例2)
実施例1において、Ag粉末とPd粉末との混合粉末:LS0.4C粉末=40:60重量%の混合比とした以外は、同様にして、実施例2に係るコンタクト材料を得た。
(Example 2)
A contact material according to Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of Ag powder and Pd powder: LS 0.4 C powder = 40: 60 wt% was used.

(実施例3)
実施例1において、Ag粉末とPd粉末との混合粉末:LS0.4C粉末=50:50重量%の混合比とした以外は、同様にして、実施例3に係るコンタクト材料を得た。
(Example 3)
A contact material according to Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the mixing ratio of Ag powder and Pd powder: LS 0.4 C powder = 50: 50 wt% was used.

(実施例4)
実施例1において、LS0.4C粉末に代えて、Sm0.6Sr0.4CoO(以下、「SmS0.4C」という。)粉末を用い、かつ、Ag粉末とPd粉末との混合粉末:SmS0.4C粉末=50:50重量%の混合比とした以外は、同様にして、実施例4に係るコンタクト材料を得た。
(Example 4)
In Example 1, instead of LS 0.4 C powder, Sm 0.6 Sr 0.4 CoO 3 (hereinafter referred to as “SmS 0.4 C”) powder was used, and Ag powder and Pd powder were used. A contact material according to Example 4 was obtained in the same manner except that the mixing ratio was: SmS 0.4 C powder = 50: 50 wt%.

(実施例5)
実施例1において、Ag粉末とPd粉末との混合粉末:LS0.4C粉末=70:30重量%の混合比とした以外は、同様にして、実施例5に係るコンタクト材料を得た。
(Example 5)
A contact material according to Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the mixing ratio of Ag powder and Pd powder: LS 0.4 C powder = 70: 30 wt%.

(比較例1)
LS0.4C粉末をポリエチレングリコールで溶き、ペースト状にし、比較例1に係るABO系コンタクト材料を得た。
(Comparative Example 1)
LS 0.4 C powder was melted with polyethylene glycol to make a paste, and an ABO 3 -based contact material according to Comparative Example 1 was obtained.

(比較例2)
実施例1において、LS0.4C粉末に代えて、ペロブスカイト型酸化物粉末以外の酸化物粉末であるSnO粉末を用い、かつ、Ag粉末とPd粉末との混合粉末:SnO粉末=62.8:37.2重量%の混合比(SnO粉末:47vol.%に相当)とした以外は、同様にして、比較例2に係る銀−酸化物系コンタクト材料を得た。
(Comparative Example 2)
In Example 1, SnO 2 powder which is an oxide powder other than the perovskite oxide powder was used instead of the LS 0.4 C powder, and a mixed powder of Ag powder and Pd powder: SnO 2 powder = 62 A silver-oxide-based contact material according to Comparative Example 2 was obtained in the same manner except that the mixing ratio was 8: 37.2 wt% (corresponding to SnO 2 powder: 47 vol.%).

(比較例3)
La0.8Sr0.2CoO(以下「LS0.2C」という。)粉末をポリエチレングリコールで溶き、ペースト状にし、比較例3に係るABO系コンタクト材料を得た。
(Comparative Example 3)
La 0.8 Sr 0.2 CoO 3 (hereinafter referred to as “LS 0.2 C”) powder was melted with polyethylene glycol to form a paste, and an ABO 3 -based contact material according to Comparative Example 3 was obtained.

(比較例4)
実施例1において、LS0.4C粉末と2−プロパノールを用いなかった以外は、同様にして、比較例4に係る銀系コンタクト材料を得た。
(Comparative Example 4)
In Example 1, a silver-based contact material according to Comparative Example 4 was obtained in the same manner except that LS 0.4 C powder and 2-propanol were not used.

(比較例5)
実施例1において、Ag粉末:Pd粉末=95:5重量%の混合比とし、かつ、LS0.4C粉末と2−プロパノールを用いなかった以外は、同様にして、比較例5に係る銀系コンタクト材料を得た。
(Comparative Example 5)
In Example 1, Ag powder: Pd powder = 95: 5% by weight, and the silver according to Comparative Example 5 was similarly used except that LS 0.4 C powder and 2-propanol were not used. A system contact material was obtained.

なお、上記において、Ag粉末は、昭栄化学工業(株)製(商品名「Ag−128」、50%径:2.2μm)、Pd粉末は、昭栄化学工業(株)製(商品名「Pd−215」、50%径:0.7μm)、LS0.4C粉末は、セイミケミカル(株)製(50%径:1.1μm)、SmS0.4C粉末は、セイミケミカル(株)製(50%径:1.6μm)、SnO粉末は、キシダ化学(株)製(50%径:1.3μm)、LS0.2C粉末は、セイミケミカル(株)製(50%径:2.4μm)である。 In the above, Ag powder is manufactured by Shoei Chemical Industry Co., Ltd. (trade name “Ag-128”, 50% diameter: 2.2 μm), and Pd powder is manufactured by Shoei Chemical Industry Co., Ltd. (trade name “Pd”). -215 ”, 50% diameter: 0.7 μm), LS 0.4 C powder is manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd. (50% diameter: 1.1 μm), SmS 0.4 C powder is Seimi Chemical Co., Ltd. Manufactured (50% diameter: 1.6 μm), SnO 2 powder is manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd. (50% diameter: 1.3 μm), and LS 0.2 C powder is manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd. (50% diameter). : 2.4 μm).

ここで、50%径とは、JIS R1629に準拠して測定される、体積基準の積算分率における50%径の値をいう。JIS R1629は、ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法についての規格であり、具体的には、液相に分散させたファインセラミックス原料粒子にレーザ光を照射することによって検出される散乱強度分布を利用した粒子径分布の測定方法について規定したものである。この際、各粉体の50%径を測定するにあたり、試料の採取方法および試料調整方法については、それぞれJIS M8100、JIS R1622に準拠して行った。   Here, the 50% diameter means a value of 50% diameter in a volume-based integrated fraction measured in accordance with JIS R1629. JIS R1629 is a standard for particle size distribution measurement method of fine ceramic raw material by laser diffraction / scattering method. Specifically, it is detected by irradiating fine ceramic raw material particles dispersed in liquid phase with laser light. This defines the method for measuring the particle size distribution using the scattered intensity distribution. At this time, in measuring the 50% diameter of each powder, the sample collection method and sample preparation method were performed in accordance with JIS M8100 and JIS R1622, respectively.

レーザ回折・散乱法による粒子径分布測定装置としては、例えば、(株)堀場製作所製「レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置」などを用いることができるが、上記測定方法に準拠して測定されるのであれば、特に限定されるものではない。   As a particle size distribution measuring device by the laser diffraction / scattering method, for example, “Laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device” manufactured by HORIBA, Ltd. can be used. If it is, it will not specifically limit.

なお、用いる各粉体の粒度分布としては、体積基準による存在比率の分布が、シャープなもの(個々の粒子径が揃っているもの)ほど好ましく、ブロードなもの(個々の粒子径が揃っていないもの)はあまり好ましくない。また、分布のピークが複数あるものなどは好ましくない。   As the particle size distribution of each powder to be used, the distribution of the abundance ratio on a volume basis is preferably as sharp as possible (individual particle diameters are uniform) and broad (individual particle diameters are not uniform). Is not very preferred. Also, those having a plurality of distribution peaks are not preferred.

(本コンタクト材料とABO系コンタクト材料の導電率測定)
上記のようにして得られた実施例1〜5に係るコンタクト材料および比較例1に係るABO系コンタクト材料について導電率の測定を行った。
(Conductivity measurement of this contact material and ABO 3 system contact material)
The conductivity of the contact materials according to Examples 1 to 5 and the ABO 3 contact material according to Comparative Example 1 obtained as described above was measured.

すなわち、アルミナ製の棒(約4.6×3.6×25mm)の両端に白金ペーストを塗布し、乾燥させた後、白金リード線を巻き付けた。次いで、このアルミナ製の棒の一面に実施例1〜5に係るコンタクト材料および比較例1に係るABO系コンタクト材料をそれぞれ薄く塗布した後、乾燥させ、この試験片を交流インピーダンス測定装置に接続し、2端子法による電気抵抗(Ω)を測定した。この際、測定温度と熱履歴は、650℃→700℃→750℃→800℃→850℃→900℃→800℃→700℃の8点測定、または、最後の700℃を測定しない7点測定とした。 That is, a platinum paste was applied to both ends of an alumina rod (about 4.6 × 3.6 × 25 mm) and dried, and then a platinum lead wire was wound. Next, the contact material according to Examples 1 to 5 and the ABO 3 system contact material according to Comparative Example 1 were thinly applied to one surface of this alumina rod, and then dried, and this test piece was connected to an AC impedance measuring device. Then, the electrical resistance (Ω) by the two-terminal method was measured. At this time, the measurement temperature and the heat history are 650 ° C. → 700 ° C. → 750 ° C. → 800 ° C. → 850 ° C. → 900 ° C. → 800 ° C. → 700 ° C. or the last 700 ° C. is not measured. It was.

次いで、以下の式により、導電率を測定した。
導電率(S/cm)=(1/電気抵抗測定値(Ω))×(材料塗布面の長さ(cm)/材料塗布面の断面積(cm))
Next, the conductivity was measured by the following formula.
Conductivity (S / cm) = (1 / measured electrical resistance (Ω)) × (length of material coated surface (cm) / cross-sectional area of material coated surface (cm 2 ))

図1に各温度における導電率を示す。図1によれば、実施例1〜5に係るコンタクト材料の導電率は、何れも、従来の比較例1に係るABO系コンタクト材料の導電率に比較して、全温度範囲に亘って導電率が高くなっているのが分かる。 FIG. 1 shows the conductivity at each temperature. According to FIG. 1, the conductivity of the contact materials according to Examples 1 to 5 are all over the entire temperature range as compared with the conductivity of the ABO 3 -based contact material according to Conventional Comparative Example 1. You can see that the rate is high.

また、実施例1〜5に係るコンタクト材料の導電率は、Ag粉末とPd粉末との混合粉末の混合量が多くなるに連れて導電率が向上しているのが分かる。特に、Ag粉末とPd粉末との混合粉末を70重量%とした実施例5については、導電率が800S/cmと向上しているのが分かる。   Moreover, it turns out that the electrical conductivity of the contact material which concerns on Examples 1-5 has improved as the mixing amount of the mixed powder of Ag powder and Pd powder increases. In particular, in Example 5 where the mixed powder of Ag powder and Pd powder was 70% by weight, it can be seen that the conductivity was improved to 800 S / cm.

また、ペロブスカイト型酸化物の種類を変えた実施例3と実施例4に係るコンタクト材料は、ほぼ同等の導電率であることが分かる。   It can also be seen that the contact materials according to Example 3 and Example 4 in which the type of perovskite oxide is changed have substantially the same conductivity.

以上より、本コンタクト材料は、従来のABO系コンタクト材料に比較して、導電率に非常に優れており(電気抵抗が低い)、SOFCの発電性能の向上にきわめて有利であることが分かる。 From the above, it can be seen that the present contact material is very excellent in electrical conductivity (low electrical resistance) as compared with the conventional ABO 3 system contact material, and is extremely advantageous for improving the power generation performance of SOFC.

(本コンタクト材料と銀−酸化物系コンタクト材料の導電率測定)
上記のようにして得られた実施例3、4に係るコンタクト材料および比較例2に係る銀−酸化物系コンタクト材料について、上記と同様にして導電率の測定を行った。この際、測定温度と熱履歴は、650℃→700℃→750℃→800℃→850℃→900℃→800℃の7点測定とした。
(Conductivity measurement of this contact material and silver-oxide contact material)
For the contact materials according to Examples 3 and 4 obtained as described above and the silver-oxide contact material according to Comparative Example 2, the conductivity was measured in the same manner as described above. At this time, the measurement temperature and the heat history were measured at 7 points of 650 ° C. → 700 ° C. → 750 ° C. → 800 ° C. → 850 ° C. → 900 ° C. → 800 ° C.

図2に各温度における導電率を示す。図2によれば、実施例3、4に係るコンタクト材料の導電率は、何れも、従来の比較例2に係る銀−酸化物系コンタクト材料の導電率に比較して、全温度範囲に亘って導電率がきわめて高くなっているのが分かる。   FIG. 2 shows the conductivity at each temperature. According to FIG. 2, the electrical conductivity of the contact materials according to Examples 3 and 4 is over the entire temperature range as compared with the electrical conductivity of the silver-oxide based contact material according to the conventional Comparative Example 2. It can be seen that the conductivity is very high.

もっとも、銀−酸化物系コンタクト材料は、今回用いた測定方法では正しい評価ができない可能性も否定できない。しかしながら、空気極用コンタクト材料は、空気極に薄膜状に塗布して使用されるのが前提であるため、上記測定方法で導電率がきわめて低いことは、SOFCの発電性能を向上させる上で好ましくないものと考えられる。   However, it cannot be denied that the silver-oxide contact material cannot be evaluated correctly by the measurement method used this time. However, since the contact material for the air electrode is premised on being applied to the air electrode in a thin film, it is preferable that the conductivity is extremely low by the above measurement method in order to improve the power generation performance of the SOFC. It is thought that there is nothing.

(SOFCの作製および発電試験−その1−)
次に、上記実施例および比較例に係るコンタクト材料を用いたSOFCを作製した。すなわち、固体電解質材料として、4mol%Sc−96mol%ZrO組成を有するScSZ(第一稀元素化学工業(株)製、以下「4ScSZ」という)を用い、これにバインダーを加えてスラリーとし、ドクターブレード法を用いてグリーンシートを作製した。次いで、このグリーンシートを、1350℃で2時間焼成し、固体電解質板を作製した。
(Production of SOFC and power generation test-1)
Next, SOFCs using contact materials according to the above examples and comparative examples were manufactured. That is, ScSZ having a 4 mol% Sc 2 O 3 -96 mol% ZrO 2 composition (Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd., hereinafter referred to as “4ScSZ”) is used as a solid electrolyte material, and a binder is added to the slurry to form a slurry. A green sheet was prepared using a doctor blade method. Next, this green sheet was fired at 1350 ° C. for 2 hours to produce a solid electrolyte plate.

次いで、燃料極材料として、NiO(ナカライテスク製)と、10mol%Sc−1mol%CeO−89mol%ZrO組成を有するScSZ(第一稀元素化学工業(株)製、以下「10Sc1CeSZ」という)とからなるサーメットを用い、これにバインダー(ポリエチレングリコール)を加えてスラリーとし、スクリーン印刷法を用いて固体電解質板の一方の面に塗布(厚さ約25μm)した。次いで、これを1350℃にて2時間焼成し、燃料極とした。 Next, as the fuel electrode material, NiO (manufactured by Nacalai Tesque) and ScSZ (manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd.) having a composition of 10 mol% Sc 2 O 3 -1 mol% CeO 2 -89 mol% ZrO 2 , hereinafter referred to as “10Sc1CeSZ A binder (polyethylene glycol) was added thereto to form a slurry, which was applied to one surface of the solid electrolyte plate (thickness: about 25 μm) using a screen printing method. Subsequently, this was baked at 1350 degreeC for 2 hours, and it was set as the fuel electrode.

次いで、空気極材料として、La0.6Sr0.4(Co,Fe)O(セイミケミカル(株)製)を用い、これにバインダー(ポリエチレングリコール)を加えてスラリーとし、スクリーン印刷法を用いて固体電解質板の他方の面に塗布(厚さ約25μm)した。次いで、これを1150℃にて2時間焼成し、空気極とした。 Next, La 0.6 Sr 0.4 (Co, Fe) O 3 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.) is used as the air electrode material, and a binder (polyethylene glycol) is added to this to form a slurry, and screen printing is performed. It was applied to the other surface of the solid electrolyte plate (thickness: about 25 μm). Subsequently, this was baked at 1150 degreeC for 2 hours, and it was set as the air electrode.

次いで、得られた単セル(120mmφ×100μm、電極面積約100cm)の空気極および空気極側のセパレータ(ステンレス製)に、上記実施例または比較例に係るコンタクト材料を、以下の表1に示したとおりに塗布するとともに、単セルをセパレータにより挟持することにより、実施例および比較例に係るSOFCを作製した。 Next, contact materials according to the above examples or comparative examples are shown in Table 1 below on the air electrode and separator on the air electrode side (made of stainless steel) of the obtained single cell (120 mmφ × 100 μm, electrode area about 100 cm 2 ). The SOFCs according to Examples and Comparative Examples were produced by applying as shown and holding the single cell with a separator.

次いで、発電温度800℃における出力密度を測定した。この際、燃料ガスには水素(流量:1L/min)、酸化剤ガスには空気(流量:1L/minまたは2L/min)を用いた。表1にその測定結果を示す。   Next, the power density at a power generation temperature of 800 ° C. was measured. At this time, hydrogen (flow rate: 1 L / min) was used as the fuel gas, and air (flow rate: 1 L / min or 2 L / min) was used as the oxidant gas. Table 1 shows the measurement results.

Figure 2005050636
Figure 2005050636

次に、表1を用いて、各SOFCにおける出力密度(W/cm)の差異について検討する。特に、実用的な発電では、空気使用時の0.7V付近の出力密度(W/cm)の値が重要であるため、この値を用いて検討することとする。 Next, using Table 1, the difference in power density (W / cm 2 ) in each SOFC will be examined. In particular, in practical power generation, the value of the power density (W / cm 2 ) near 0.7 V when using air is important, so this value will be considered.

表1によれば、従来のABO系コンタクト材料(比較例3)より形成された空気極コンタクト層を有するSOFC(No.1)、ABO系コンタクト材料(比較例3)と銀系コンタクト材料(比較例5)より形成された空気極コンタクト層を有するSOFC(No.2)、銀系コンタクト材料(比較例4)より形成された空気極コンタクト層を有するSOFC(No.3)、銀系コンタクト材料(比較例4)とABO系コンタクト材料(比較例3)より形成された空気極コンタクト層を有するSOFC(No.4)は、0.126〜0.224(W/cm)程度の出力密度であった。 According to Table 1, SOFC (No. 1) having an air electrode contact layer formed from a conventional ABO 3 system contact material (Comparative Example 3), an ABO 3 system contact material (Comparative Example 3), and a silver system contact material SOFC (No. 2) having an air electrode contact layer formed from (Comparative Example 5), SOFC (No. 3) having an air electrode contact layer formed from a silver-based contact material (Comparative Example 4), silver-based SOFC (No. 4) having an air electrode contact layer formed of a contact material (Comparative Example 4) and an ABO 3 system contact material (Comparative Example 3) is about 0.126 to 0.224 (W / cm 2 ). Output density.

これに対し、本実施例に係るコンタクト材料(実施例3)より形成された空気極コンタクト層を有するSOFC(No.5)では、出力密度が0.308(W/cm)と高く、従来のSOFC(No.1〜4)に比較して、約1.4〜2.4倍の出力密度を示した。このことから本発明に係るSOFC(No.5)は、空気環境下であっても、非常に優れた発電性能を有することが分かる。 On the other hand, in SOFC (No. 5) having an air electrode contact layer formed from the contact material (Example 3) according to this example, the output density is as high as 0.308 (W / cm 2 ). The output density was about 1.4 to 2.4 times that of SOFC (No. 1 to 4). From this, it is understood that the SOFC (No. 5) according to the present invention has a very excellent power generation performance even in an air environment.

また、従来のSOFC(No.3)では、単セルとセパレータとが銀によって固着し、両者の熱膨張差に起因して単セルに割れが生じた。これに対し、本実施例に係るSOFC(No.5)では、全く割れが生じなかった。   Further, in the conventional SOFC (No. 3), the single cell and the separator were fixed by silver, and the single cell was cracked due to the difference in thermal expansion between the two. On the other hand, in the SOFC (No. 5) according to this example, no cracks occurred.

また、従来のSOFC(No.2)とSOFC(No.4)では、空気極とセパレータにABO系コンタクト材料、銀系コンタクト材料を別個に塗布して張り合わせた構成となっているが、かかる構成により空気極コンタクト層を形成しても、発電性能は向上しないことが分かる。すなわち、本実施例に係るコンタクト材料のように、Ag粉末とペロブスカイト型酸化物粉末とは、初めから均一に分散、混合されていないと、発電性能の向上に寄与しないということが分かる。 In addition, in the conventional SOFC (No. 2) and SOFC (No. 4), the ABO 3 contact material and the silver contact material are separately applied and bonded to the air electrode and the separator. It can be seen that the power generation performance is not improved even if the air electrode contact layer is formed according to the configuration. That is, it can be seen that the Ag powder and the perovskite oxide powder do not contribute to the improvement of the power generation performance unless they are uniformly dispersed and mixed from the beginning like the contact material according to the present example.

(SOFCの作製および発電試験−その2−)
次に、上記実施例および比較例に係るコンタクト材料を用いたSOFCを作製した。すなわち、上記(SOFCの作製および発電試験−その1−)において、固体電解質材料として、4ScSZに対して0.5重量%のアルミナ(Al )を複合したものを用いた以外は、同様にして、単セルを作製し、得られた単セルの空気極表面上に、上記実施例または比較例に係るコンタクト材料を、以下の表2に示したとおりに塗布するとともに、単セルをセパレータ(ステンレス製)により挟持することにより、実施例および比較例に係るSOFCを作製した。
(Production of SOFC and power generation test-2)
Next, SOFCs using contact materials according to the above examples and comparative examples were produced. That is, the same as in the above (SOFC production and power generation test-1-) except that a composite material of 0.5 wt% alumina (Al 2 O 3 ) with respect to 4ScSZ was used as the solid electrolyte material. Then, a single cell was produced, and the contact material according to the above example or comparative example was applied on the air electrode surface of the obtained single cell as shown in Table 2 below. The SOFCs according to the examples and comparative examples were produced by sandwiching with (made of stainless steel).

次いで、発電温度800℃における発電量(W)を測定した。この際、燃料ガスには水素(流量:1L/min)、酸化剤ガスには酸素または空気(流量:1L/minまたは2L/min)を用いた。表2にその測定結果を示す。   Next, the power generation amount (W) at a power generation temperature of 800 ° C. was measured. At this time, hydrogen (flow rate: 1 L / min) was used as the fuel gas, and oxygen or air (flow rate: 1 L / min or 2 L / min) was used as the oxidant gas. Table 2 shows the measurement results.

Figure 2005050636
Figure 2005050636

次に、表2を用いて、酸素または空気使用時の0.7V付近の発電量(W)の値について検討する。   Next, using Table 2, the value of the power generation amount (W) near 0.7 V when oxygen or air is used will be examined.

表2によれば、従来の銀−酸化物系コンタクト材料(比較例2)より形成された空気極コンタクト層を有するSOFC(No.6)は、酸素1L/min下で26.2(W)、空気1L/min下で18.3(W)、空気2L/min下で19.0(W)の発電量であった。   According to Table 2, SOFC (No. 6) having an air electrode contact layer formed from a conventional silver-oxide based contact material (Comparative Example 2) is 26.2 (W) under 1 L / min of oxygen. The power generation amount was 18.3 (W) under 1 L / min of air and 19.0 (W) under 2 L / min of air.

これに対し、本実施例に係るコンタクト材料(実施例3)より形成された空気極コンタクト層を有するSOFC(No.7)では、酸素1L/min下で37.8(W)、空気1L/min下で28.2(W)、空気2L/min下で29.8(W)といずれの条件下でも発電量が大きく、従来のSOFC(No.6)に比較して、約1.4〜1.6倍の発電量を示した。また、本実施例に係るコンタクト材料(実施例5)より形成された空気極コンタクト層を有するSOFC(No.8)でも、酸素1L/min下で36.6(W)、空気1L/min下で28.7(W)、空気2L/min下で30.2(W)といずれの条件下でも発電量が大きく、従来のSOFC(No.6)に比較して、約1.4〜1.6倍の発電量を示した。   On the other hand, in the SOFC (No. 7) having the air electrode contact layer formed from the contact material (Example 3) according to the present example, 37.8 (W), air 1 L / min under oxygen 1 L / min. 28.2 (W) under min and 29.8 (W) under air at 2 L / min, the amount of power generation is large under any condition, about 1.4 compared with the conventional SOFC (No. 6). It showed ~ 1.6 times the amount of power generation. Further, in SOFC (No. 8) having an air electrode contact layer formed from the contact material according to this example (Example 5), 36.6 (W) under 1 L / min of oxygen and 1 L / min under air. 28.7 (W), 30.2 (W) under 2 L / min of air, the power generation amount is large under any condition, and is about 1.4 to 1 compared with the conventional SOFC (No. 6). The power generation amount was 6 times.

また、図3に、従来のSOFC(No.6)と本実施例に係るSOFC(No.7)のIV曲線と出力密度の関係を示す。図3によれば、本実施例に係るSOFCは、比較例に係るSOFCに比較して、酸素環境下ではもちろんのこと、空気環境下においても、発電性能が高くなった。また、図示はしないが、時間経過による出力低下減少も全く発生しなかった。   FIG. 3 shows the relationship between the IV curve and the power density of the conventional SOFC (No. 6) and the SOFC (No. 7) according to this example. According to FIG. 3, the SOFC according to this example has higher power generation performance than the SOFC according to the comparative example, not only in the oxygen environment but also in the air environment. In addition, although not shown in the figure, there was no reduction in output reduction over time.

以上より、本コンタクト材料より形成した空気極コンタクト層を有する本SOFCは、空気環境下でもきわめて優れた発電性能を有し、また、単セルの破壊も生じないことから、高い信頼性を有すると言える。   As described above, this SOFC having an air electrode contact layer formed from this contact material has extremely high power generation performance even in an air environment and does not cause destruction of a single cell. I can say that.

本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、上記実施例では、空気極用コンタクト材料として、銀粉末を用いた場合を例示したが、それ以外にも、銀合金粉末を用いることができるものである。また、貴金属粉末として、Pd粉末を用いたが、それ以外の貴金属粉末や貴金属の合金の粉末を用いることができるものである。また、空気極用コンタクト材料を溶媒によりペースト状態としたが、それ以外にも、溶媒を用いず、各種粉体が均一に分散・混合された空気極用コンタクト材料を粉体状態のまま空気極表面上にスプレー法などによって塗布しても良く、特に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the case where silver powder is used as the contact material for the air electrode is exemplified, but silver alloy powder can be used in addition to that. Moreover, although Pd powder was used as the noble metal powder, other noble metal powders or powders of noble metal alloys can be used. In addition, although the air electrode contact material is made into a paste state with a solvent, the air electrode contact material in which various powders are uniformly dispersed and mixed without using a solvent is also used as the air electrode in the powder state. It may be applied on the surface by a spray method or the like, and is not particularly limited.

実施例1〜5および比較例1に係るコンタクト材料における各温度と導電率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between each temperature and electrical conductivity in the contact material which concerns on Examples 1-5 and the comparative example 1. FIG. 実施例3、4および比較例2に係るコンタクト材料における各温度と導電率との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between each temperature and electrical conductivity in the contact material which concerns on Example 3, 4 and the comparative example 2. FIG. 従来のSOFC(No.6)と本実施例に係るSOFC(No.7)のIV曲線と出力密度の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between IV curve of conventional SOFC (No. 6) and SOFC (No. 7) which concerns on a present Example, and output density.

Claims (6)

銀粉体または銀合金粉体と、ペロブスカイト型酸化物粉体とを少なくとも含むことを特徴とする空気極用コンタクト材料。   A contact material for an air electrode comprising at least silver powder or silver alloy powder and perovskite oxide powder. 前記空気極用コンタクト材料は、さらに、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)および金(Au)から選択される1種または2種以上の貴金属の粉体または前記貴金属の合金の粉体を含むことを特徴とする請求項1に記載の空気極用コンタクト材料。   The air electrode contact material further includes one or more selected from palladium (Pd), ruthenium (Ru), platinum (Pt), rhodium (Rh), iridium (Ir) and gold (Au). The contact material for an air electrode according to claim 1, comprising a noble metal powder or an alloy powder of the noble metal. 前記空気極用コンタクト材料は、さらに、溶媒を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の空気極用コンタクト材料。   The air electrode contact material according to claim 1, wherein the air electrode contact material further contains a solvent. 前記空気極用コンタクト材料は、さらに、樹脂を含むことを特徴とする請求項3に記載の空気極用コンタクト材料。   The air electrode contact material according to claim 3, wherein the air electrode contact material further contains a resin. 前記ペロブスカイト型酸化物は、ランタン−コバルト系酸化物であることを特徴とする請求項1ないし4に記載の空気極用コンタクト材料。   5. The air electrode contact material according to claim 1, wherein the perovskite oxide is a lanthanum-cobalt oxide. 酸素イオン導電性を示す固体電解質の一方の面に燃料極を接合し、他方の面に空気極を接合した単セルをセパレータを介して多数段積層してなる固体酸化物形燃料電池において、前記空気極と前記セパレータとの間に、請求項1ないし5に記載の空気極用コンタクト材料より形成された空気極コンタクト層が介在されてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池。   In the solid oxide fuel cell comprising a single cell in which a fuel electrode is joined to one surface of a solid electrolyte exhibiting oxygen ion conductivity and an air electrode is joined to the other surface through a separator, the multi-layered structure. 6. A solid oxide fuel cell, wherein an air electrode contact layer formed of the air electrode contact material according to claim 1 is interposed between an air electrode and the separator.
JP2003280736A 2003-07-28 2003-07-28 Contact material for air electrode and solid oxide fuel cell using the same Expired - Fee Related JP4442747B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003280736A JP4442747B2 (en) 2003-07-28 2003-07-28 Contact material for air electrode and solid oxide fuel cell using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003280736A JP4442747B2 (en) 2003-07-28 2003-07-28 Contact material for air electrode and solid oxide fuel cell using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005050636A true JP2005050636A (en) 2005-02-24
JP4442747B2 JP4442747B2 (en) 2010-03-31

Family

ID=34266466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003280736A Expired - Fee Related JP4442747B2 (en) 2003-07-28 2003-07-28 Contact material for air electrode and solid oxide fuel cell using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4442747B2 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008004521A (en) * 2005-11-14 2008-01-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid oxide fuel cell
WO2009010384A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-22 Versa Power Systems, Ltd Cell materials variation in sofc stacks to address thermal gradients in all planes
EP2178145A1 (en) 2008-10-16 2010-04-21 Toto Ltd. Solid Oxide Fuel Cell and Fuel Cell Module Comprising such a Solid Oxide Fuel Cell
JP2010135283A (en) * 2008-11-07 2010-06-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid oxide fuel cell, and manufacturing method thereof
EP2224516A1 (en) 2009-02-04 2010-09-01 NGK Insulators, Ltd. Electrochemical device
US8313875B2 (en) 2006-10-02 2012-11-20 Versa Power Systems, Ltd. High performance cathode with controlled operating temperature range
JP2012253035A (en) * 2005-11-14 2012-12-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid oxide fuel cell
JP2013020728A (en) * 2011-07-07 2013-01-31 Noritake Co Ltd Solid oxide fuel cell system and conductive bonding material
US8419866B2 (en) 2009-02-04 2013-04-16 Ngk Insulators, Ltd. Method of manufacturing transition metal oxide having spinel structure
EP2610953A1 (en) 2011-12-29 2013-07-03 Toto Ltd. Solid oxide fuel battery cell
JP2013239330A (en) * 2012-05-15 2013-11-28 Ngk Spark Plug Co Ltd Solid oxide fuel cell and manufacturing method thereof
JP2020071987A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 株式会社ノリタケカンパニーリミテド Solid oxide fuel cell and current collector forming material used therein

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012253035A (en) * 2005-11-14 2012-12-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid oxide fuel cell
JP2008004521A (en) * 2005-11-14 2008-01-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid oxide fuel cell
US9559364B2 (en) 2006-10-02 2017-01-31 Versa Power Systems, Ltd Cell materials variation in SOFC stacks to address thermal gradients in all planes
US8313875B2 (en) 2006-10-02 2012-11-20 Versa Power Systems, Ltd. High performance cathode with controlled operating temperature range
US9190669B2 (en) 2006-10-02 2015-11-17 Versa Power Systems, Ltd. Cell materials variation in SOFC stacks to address thermal gradients in all planes
WO2009010384A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-22 Versa Power Systems, Ltd Cell materials variation in sofc stacks to address thermal gradients in all planes
US8722278B2 (en) 2008-10-16 2014-05-13 Toto Ltd. Solid oxide fuel cell and fuel cell module comprising the solid oxide fuel cell
EP2178145A1 (en) 2008-10-16 2010-04-21 Toto Ltd. Solid Oxide Fuel Cell and Fuel Cell Module Comprising such a Solid Oxide Fuel Cell
JP2010118338A (en) * 2008-10-16 2010-05-27 Toto Ltd Solid oxide type fuel battery cell and fuel battery module having the same
JP2010135283A (en) * 2008-11-07 2010-06-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid oxide fuel cell, and manufacturing method thereof
US8354198B2 (en) 2009-02-04 2013-01-15 Ngk Insulators, Ltd. Electrochemical device including a binding layer having a spinel-type crystal structure
US8419866B2 (en) 2009-02-04 2013-04-16 Ngk Insulators, Ltd. Method of manufacturing transition metal oxide having spinel structure
EP2224516A1 (en) 2009-02-04 2010-09-01 NGK Insulators, Ltd. Electrochemical device
EP3159306A1 (en) 2009-02-04 2017-04-26 NGK Insulators, Ltd. Method of manufacturing transition metal oxide having spinel structure
JP2013020728A (en) * 2011-07-07 2013-01-31 Noritake Co Ltd Solid oxide fuel cell system and conductive bonding material
EP2610953A1 (en) 2011-12-29 2013-07-03 Toto Ltd. Solid oxide fuel battery cell
JP2013239330A (en) * 2012-05-15 2013-11-28 Ngk Spark Plug Co Ltd Solid oxide fuel cell and manufacturing method thereof
JP2020071987A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 株式会社ノリタケカンパニーリミテド Solid oxide fuel cell and current collector forming material used therein
JP7208764B2 (en) 2018-10-31 2023-01-19 株式会社ノリタケカンパニーリミテド SOLID OXIDE FUEL CELL AND CURRENT COLLECTOR-FORMING MATERIAL

Also Published As

Publication number Publication date
JP4442747B2 (en) 2010-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2004102704A1 (en) Solid oxide fuel cell and manufacturing method thereof
JP2009064641A (en) Fuel electrode of solid oxide electrochemical cell, its manufacturing method, and solid oxide electrochemical cell
JP4442747B2 (en) Contact material for air electrode and solid oxide fuel cell using the same
JP2011119178A (en) Solid oxide fuel cell
JP6695677B2 (en) Electrode material for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell using the same
JP2015088284A (en) Solid oxide fuel cell
JP5144236B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP6338342B2 (en) Solid oxide fuel cell half-cell and solid oxide fuel cell
JP5329869B2 (en) Solid oxide electrochemical cell and method for producing the same
JP4989774B2 (en) Electrode material and solid oxide fuel cell including the same
JP2015088470A (en) Anode for fuel battery and fuel battery single cell
JP5072188B2 (en) Current collector film and flat plate solid oxide fuel cell using the same
JP2005174662A (en) Single chamber fuel cell
JP6540552B2 (en) Fuel cell single cell
JP5117605B2 (en) Electrode material and solid oxide fuel cell including the same
JP2012074307A (en) Power generation cell for solid oxide fuel cell
KR102111859B1 (en) Solid oxide fuel cell and a battery module comprising the same
JP2014107063A (en) Single chamber type solid oxide ful cell and air electrode thereof
JP5313518B2 (en) Solid electrolyte fuel cell
JP2005259518A (en) Assembly for electrochemical cell and electrochemical cell
JP6433168B2 (en) SOLID ELECTROLYTE FUEL CELL AND MATERIAL FOR RESULTING INHIBITION LAYER FORM
JP6088949B2 (en) Fuel cell single cell and manufacturing method thereof
JP2005174663A (en) Single chamber fuel cell
JP5137416B2 (en) Current collecting material for fuel electrode, solid oxide fuel cell unit cell and solid oxide fuel cell
JP2005174664A (en) Solid electrolyte fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080801

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090414

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090611

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091027

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100106

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4442747

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160122

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees