JP2006302602A - 固体酸化物形燃料電池及び固体酸化物形燃料電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電解質膜4と、電解質膜4の一方の面に接続した空気極5と、電解質膜4の他方の面に接続した燃料極3とを具備する固体電解質型燃料電池を用いる。電解質膜4は、ZrO2系酸化物を有する第1電解質膜4−1と、第1電解質膜4−1上に設けられ、CeO2系酸化物を有する第2電解質膜4−2とを備える。空気極5は、第2電解質膜4−2上に設けられ、第1導電性酸化物を有する第1空気極と、第1空気極上に設けられ、第2導電性酸化物を有する第2空気極とを備える。第2導電性酸化物のCa濃度は第1導電性酸化物のCa濃度よりも高い。
【選択図】図5
Description
前記陰極はパウダ混合物を焼結することによって形成されていても良い。そのとき、前記陰極パウダ混合物は(Ln1−WEW)(G1−ZJZ)O3で表される組成を有する。前記Lnはランタニドであり、例えばY、LaまたはPrである。このうちPrが好ましい。前記Eはアルカリ土類金属であり、例えばMg、CaまたはSrである。このうちSrが好ましい。前記Gは遷移金属であり、例えばCr、Mn、Fe、CoまたはNiである。このうちMnが好ましい。前記Jは前記Gとは異なる第2の遷移金属である。好ましくはCoである。前記Wは0.1より大きく、かつ0.5より小さい。好ましくは0.4である。前記Zは0.01より大きく、かつ0.5より小さい。好ましくは0.02である。
決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実
施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたもので
ある。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範
囲の解釈に用いてはならない。
本発明により、第1導電性酸化物のCa濃度は第2導電性酸化物のCa濃度よりも低いので、Caの第2電解質膜への到達を遅らせる、又は到達させないようにすることができる。これにより、第1空気極と第2電解質膜との界面、第2電解質膜と第1電解質膜との界面におけるCaを含む不純物の生成を抑制、又は防止できる。更に、第2空気極にCa濃度の高い第2導電性酸化物を用いるので、空気極での抵抗の増加を防止できる。
本発明により、より確実にCaの第2電解質膜への到達を遅らせる、又は到達させないようにすることができる。そして、より確実に、第1空気極と第2電解質膜との界面、第2電解質膜と第1電解質膜との界面におけるCaを含む不純物の生成を抑制、又は防止できる。
本発明により、この場合にも、Caの第2電解質膜への到達を遅らせる、又は到達させないようにすることができる。そして、第1空気極と第2電解質膜との界面、第2電解質膜と第1電解質膜との界面におけるCaを含む不純物の生成を抑制、又は防止できる。
本発明により、Caの拡散を抑制又は防止することができる。
本発明により、空気極は高い導電性を維持できる。
本発明により、CeO2系酸化物の不純物の生成を防止することができる。
第1電解質膜材料は、ZrO2系酸化物を有する。第2電解質膜材料は、CeO2系酸化物を有する。第1空気極材料は、第1導電性酸化物を有する。第2空気極材料は、第2導電性酸化物を有する。第2導電性酸化物のCa濃度は第1導電性酸化物のCa濃度よりも高い。
みは、必要な電気抵抗の大きさに基づいて設定される。ガスタイト性の面から20μm以上
が好ましい。他の層との形状的な関係から、100μm以下が好ましい。
される。本実施の形態では、3mmである。基体管1は、多孔質である。
まず、CeO2系酸化物へのLaCoO3系酸化物ドーパントの拡散実験を行った。拡散実験は、以下のようにして行った。まず、各種ドーパントを含むCeO2のペレット形状の緻密焼結体を作製する。次に、CaをドープしたLaCoO3系空気極(La0.8Ca0.2CoOx、以後LCCoと記す)の粉体又はSrをドープしたLaCoO3(La0.8Sr0.2CoOx、以後LSCoと記す)の粉体をエタノール及び有機系バインダーを用いてペースト状にする。その後、緻密焼結体を鏡面研磨した面にそのペーストを塗布し、1250℃で2時間保持の熱処理を実施した。熱処理後断面を電子線プローブマイクロアナライザー(EPMA)でCa及びSrの拡散距離を測定した。
3、103 燃料極
4、104(a、b、c) 電解質膜
4−1 第1電解質膜
4−2 第2電解質膜
5、105(a、b、c) 空気極
5−1 第1空気極
5−2 第2空気極
6、106 セル
7、107 インターコネクタ
10、100 固体酸化物形燃料電池
Claims (12)
- 電解質膜と、
前記電解質膜の一方の面に接続した空気極と、
前記電解質膜の他方の面に接続した燃料極と
を具備し、
前記電解質膜は、
ZrO2系酸化物を有する第1電解質膜と、
前記第1電解質膜上に設けられ、CeO2系酸化物を有する第2電解質膜と
を備え、
前記空気極は、
前記第2電解質膜上に設けられ、第1導電性酸化物を有する第1空気極と、
前記第1空気極上に設けられ、第2導電性酸化物を有する第2空気極と
を備え、
前記第2導電性酸化物のCa濃度は前記第1導電性酸化物のCa濃度よりも高い
固体酸化物形燃料電池。 - 請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記第1導電性酸化物のCa濃度は、概ね0%である
固体酸化物形燃料電池。 - 請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記第1導電性酸化物のCa濃度は、前記第2電解質膜側から前記第2空気極へ向って単調に増加する
固体酸化物形燃料電池。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記第1導電性酸化物は、LaCoO3系酸化物及びLaMnO3系酸化物のいずれかを含む
固体酸化物形燃料電池。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記第2導電性酸化物は、LaCoO3系酸化物及びLaMnO3系酸化物のいずれかを含む
固体酸化物形燃料電池。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池において、
前記CeO2系酸化物のドーパントは、La及びSmの少なくとも一方を含む
固体酸化物形燃料電池。 - (a)基体管上に、燃料極用の燃料極材料の第1膜を形成する工程と、
(b)前記第1膜上に、第1電解質膜用の第1電解質膜材料の第2膜、及び、第2電解質膜用の第2電解質膜材料の第3膜をこの順に形成する工程と、
(c)前記第1膜、前記第2膜、及び前記第3膜を焼成する工程と、
(d)焼成された前記第3膜上に、第1空気極用の第1空気極材料の第4膜、及び、第2空気極用の第2空気極材料の第5膜をこの順に形成する工程と、
(e)前記第4膜及び前記第5膜を焼成する工程と
を具備し、
前記第1電解質膜材料は、ZrO2系酸化物を有し、
前記第2電解質膜材料は、CeO2系酸化物を有し、
前記第1空気極材料は、第1導電性酸化物を有し、
前記第2空気極材料は、第2導電性酸化物を有し、
前記第2導電性酸化物のCa濃度は前記第1導電性酸化物のCa濃度よりも高い
固体酸化物形燃料電池の製造方法。 - 請求項7に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法において、
前記第1導電性酸化物のCa濃度は、概ね0%である
固体酸化物形燃料電池の製造方法。 - 請求項7に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法において、
前記第1導電性酸化物のCa濃度は、前記第2電解質膜側から前記第2空気極へ向って単調に増加する
固体酸化物形燃料電池の製造方法。 - 請求項7乃至9のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法において、
前記第1導電性酸化物は、LaCoO3系酸化物及びLaMnO3系酸化物のいずれかを含む
固体酸化物形燃料電池の製造方法。 - 請求項7乃至10のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法において、
前記第2導電性酸化物は、LaCoO3系酸化物及びLaMnO3系酸化物のいずれかを含む
固体酸化物形燃料電池の製造方法。 - 請求項7乃至11のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法において、
前記CeO2系酸化物のドーパントは、La及びSmの少なくとも一方を含む
固体酸化物形燃料電池の製造方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010153286A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物型燃料電池 |
WO2011052692A1 (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | 京セラ株式会社 | 燃料電池セル、セルスタックおよび燃料電池モジュールならびに燃料電池装置 |
KR101179137B1 (ko) | 2010-07-01 | 2012-09-07 | 한국전력공사 | 고체산화물 연료전지의 단전지 및 그 제조방법 |
WO2016076078A1 (ja) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | 住友電気工業株式会社 | セル構造体、その製造方法、および、燃料電池 |
JP2021150133A (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-27 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 電気化学セル、電気化学セルスタックおよび電気化学セル用電解質 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08180885A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Tokyo Gas Co Ltd | 空気極の集電効率を向上させた固体電解質型燃料電池 |
JPH09129252A (ja) * | 1995-11-06 | 1997-05-16 | Tokyo Gas Co Ltd | 高耐久性固体電解質燃料電池およびその製造方法 |
JP2000030728A (ja) * | 1998-07-09 | 2000-01-28 | Toto Ltd | 緻密質焼結膜の作製方法及びそれを用いた固体電解質型燃料電池の製造方法 |
JP2000044245A (ja) * | 1998-05-20 | 2000-02-15 | Toto Ltd | Lscm/ysz複合粉末の製造方法、およびそれを用いた固体電解質型燃料電池の製造方法 |
JP2004186119A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電極の形成方法 |
-
2005
- 2005-04-19 JP JP2005121083A patent/JP4592484B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08180885A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-12 | Tokyo Gas Co Ltd | 空気極の集電効率を向上させた固体電解質型燃料電池 |
JPH09129252A (ja) * | 1995-11-06 | 1997-05-16 | Tokyo Gas Co Ltd | 高耐久性固体電解質燃料電池およびその製造方法 |
JP2000044245A (ja) * | 1998-05-20 | 2000-02-15 | Toto Ltd | Lscm/ysz複合粉末の製造方法、およびそれを用いた固体電解質型燃料電池の製造方法 |
JP2000030728A (ja) * | 1998-07-09 | 2000-01-28 | Toto Ltd | 緻密質焼結膜の作製方法及びそれを用いた固体電解質型燃料電池の製造方法 |
JP2004186119A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電極の形成方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010153286A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物型燃料電池 |
WO2011052692A1 (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | 京セラ株式会社 | 燃料電池セル、セルスタックおよび燃料電池モジュールならびに燃料電池装置 |
JPWO2011052692A1 (ja) * | 2009-10-28 | 2013-03-21 | 京セラ株式会社 | 燃料電池セル、セルスタックおよび燃料電池モジュールならびに燃料電池装置 |
JP5523472B2 (ja) * | 2009-10-28 | 2014-06-18 | 京セラ株式会社 | 燃料電池セル、セルスタックおよび燃料電池モジュールならびに燃料電池装置 |
US8993194B2 (en) | 2009-10-28 | 2015-03-31 | Kyocera Corporation | Fuel cell, cell stack, fuel cell module, and fuel cell device |
KR101179137B1 (ko) | 2010-07-01 | 2012-09-07 | 한국전력공사 | 고체산화물 연료전지의 단전지 및 그 제조방법 |
WO2016076078A1 (ja) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | 住友電気工業株式会社 | セル構造体、その製造方法、および、燃料電池 |
JP2021150133A (ja) * | 2020-03-18 | 2021-09-27 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 電気化学セル、電気化学セルスタックおよび電気化学セル用電解質 |
JP7301768B2 (ja) | 2020-03-18 | 2023-07-03 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 電気化学セル、電気化学セルスタックおよび電気化学セル用電解質 |
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