JP2005166564A - 炭素析出に耐性のあるsofc用燃料極およびその作製法 - Google Patents
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Abstract
【構成】緻密な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、かつ炭化水素を燃料とした燃料電池セルの燃料極が、多孔体の前記固体電解質より遠い改質層は、炭化水素に対し不活性な金属と前記多孔体との混合体であり、前記多孔体の前記固体電解質に近い活性層は、炭化水素に対し活性な金属と前記多孔体との混合体であり、前記炭化水素に対し不活性な金属の濃度は前記固体電解質に近づく程低くなリ、一方炭化水素に対し活性な金属は前記固体電解質に近づく程高くなることを特徴とする。
Description
M.Ihara,etal;Jounal of The Electrochemical Society,vol.46(7)2481−2487(1999) M.B.Joerger,B.Vgler,L.Gauckler;Proce.of the 14th International Conf.on Solide State Ionics p47,(2003)
前記多孔体の前記固体電解質より遠い改質層は、炭化水素に対し不活性な金属と前記多孔体との混合体であり、
前記多孔体の前記固体電解質に近い活性層は、炭化水素に対し活性な金属と前記多孔体との混合体であり、
前記炭化水素に対し不活性な金属の濃度は前記固体電解質に近づく程低くなリ、一方炭化水素に対し活性な金属は前記固体電解質に近づく程高くなることを特徴とする。
前記多孔体は2層構造になっており、
前記多孔体の前記固体電解質より遠い改質層は、実質的に炭化水素に対し不活性な金属と前記多孔体との混合体であり、
前記多孔体の前記固体電解質に近い活性層は、実質的に炭化水素に対し活性な金属と前記多孔体との混合体である、
ことを特徴とする。
前記多孔体は3層構造になっており、
前記多孔体の前記固体電解質より遠い改質層は、実質的に炭化水素に対し不活性な金属と前記多孔体との混合体であり、
前記多孔体の前記固体電解質に近い活性層は、実質的に炭化水素に対し活性な金属と前記多孔体との混合体であリ、
前記改質層と活性層との間の第二改質層は、前記炭化水素に活性な金属の割合が前記改質層と活性層の中間である、
ことを特徴とする。
2 燃料極
21 Au集電メッシュ
3 空気極
31 Au集電メッシュ
4 参照極
5 ガスシール
6 白金端子
Claims (13)
- 緻密な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、かつ炭化水素を燃料とした燃料電池セルの燃料極が、TiO2および希土類添加ジルコニアまたは希土類添加セリアまたは希土類添加セリアと希土類添加ジルコニアの固溶体の多孔体であり、
前記多孔体の前記固体電解質より遠い改質層は、炭化水素に対し不活性な金属と前記多孔体との混合体であり、
前記多孔体の前記固体電解質に近い活性層は、炭化水素に対し活性な金属と前記多孔体との混合体であり、
前記炭化水素に対し不活性な金属の濃度は前記固体電解質に近づく程低くなリ、一方炭化水素に対し活性な金属は前記固体電解質に近づく程高くなることを特徴とする炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極。 - 緻密な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、かつ炭化水素を燃料とした燃料電池セルの燃料極が、TiO2および希土類添加ジルコニアまたは希土類添加セリアまたは希土類添加セリアと希土類添加ジルコニアの固溶体の多孔体であり、
前記多孔体は2層構造になっており、
前記多孔体の前記固体電解質より遠い改質層は、実質的に炭化水素に対し不活性な金属と前記多孔体との混合体であり、
前記多孔体の前記固体電解質に近い活性層は、実質的に炭化水素に対し活性な金属と前記多孔体との混合体である、
ことを特徴とする炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極。 - 緻密な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、かつ炭化水素を燃料とした燃料電池セルの燃料極が、TiO2および希土類添加ジルコニアまたは希土類添加セリアまたは希土類添加セリアと希土類添加ジルコニアの固溶体の多孔体であり、
前記多孔体は3層構造になっており、
前記多孔体の前記固体電解質より遠い改質層は、実質的に炭化水素に対し不活性な金属と前記多孔体との混合体であり、
前記多孔体の前記固体電解質に近い活性層は、実質的に炭化水素に対し活性な金属と前記多孔体との混合体であリ、
前記改質層と活性層との間の第二改質層は、前記炭化水素に活性な金属の割合が前記改質層と活性層の中間である、
ことを特徴とする炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極。 - 前記炭化水素に対し不活性な金属はCuまたはAgあるいはこれらの合金であり、前記炭化水素に対し活性な金属はNi系、またはPd系、またはPt系合金であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極。
- 前記活性層の厚さが改質層の厚さ以下でかつ20μm以下であることを特徴とする請求項2記載の炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極。
- 前記活性層の厚さが20μm以下でかつ全体の厚さの半分以下であることを特徴とする請求項3記載の炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極。
- 前記活性層の前記多孔体は微細な構造を有し、一方改質層および/または第二改質層は、比較的粒度が荒い構造を有することを特徴とする請求項2から6のいずれか1項記載の炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極。
- 固体電解質基板上に炭化水素に対し活性な金属粒子と固体電解質材料粒子との混合物の活性層用スラリーを塗布し乾燥し、さらに炭化水素に対し活性な金属粒子を含まない固体電解質材料粒子の改質層用スラリーを塗布し焼成したのち、炭化水素に対し不活性な金属を含む溶液を含浸させ焼成する、炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極の作製法であって、前記固体電解質材料はTiO2および希土類添加ジルコニアまたは希土類添加セリアまたは希土類添加セリアと希土類添加ジルコニアの固溶体であることを特徴とする炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極の作製法。
- 電解質のシートに、炭化水素に対し活性な金属粒子と固体電解質材料粒子との混合物の活性層用シートと、炭化水素に対し活性な金属粒子を含まない固体電解質材料粒子の改質層用シートを順次積層し、共焼結したのち、改質層シートより形成した多孔体に、炭化水素に対し不活性な金属を含む溶液を含浸させ焼成する、炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極の作製法であって、前記固体電解質材料はTiO2および希土類添加ジルコニアまたは希土類添加セリアまたは希土類添加セリアと希土類添加ジルコニアの固溶体であることを特徴とする炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極の作製法。
- 前記活性層用スラリー中の固体電解質材料粒子は、前記改質層用スラリー中の固体電解質材料粒子より、粒径が小さいことを特徴とする請求項8記載の炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極の作製法。
- 前記改質層用スラリーは複数の異なる組成のスラリーであり、前記活性層側から、含まれる固体電解質材料粒子の粒径が大きくなり、前記炭化水素に活性な金属粒子が少なくなる複数のスラリーを順次塗布し、段階的に前記炭化水素に活性な金属粒子が少なくなる第二改質層を1またはそれ以上形成することを特徴とする請求項10記載の炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極の作製法。
- 前記活性層用シートの固体電解質材料粒子は、前記改質層用シートの固体電解質材料粒子より、粒径が小さいことを特徴とする請求項9記載の炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極の作製法。
- 前記改質層用シートは複数積層され、前記活性層側から、含まれる固体電解質材料粒子の粒径が大きくなり、前記炭化水素に活性な金属粒子が少なくなる複数のシートを順次積層し、段階的に前記炭化水素に活性な金属粒子が少なくなる第二改質層を1またはそれ以上形成することを特徴とする請求項12記載の炭素析出に耐性のあるSOFC用燃料極の作製法。
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JP2007311318A (ja) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Tokyo Gas Co Ltd | 耐炭素析出性に優れた固体酸化物形燃料電池 |
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JP2014183032A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toyota Central R&D Labs Inc | エネルギー変換装置用電極、それを用いたエネルギー変換装置およびエネルギー変換方法 |
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