JP2007173055A - Solid oxide fuel cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid oxide fuel cell capable of preventing degradation accompanying oxidation and reduction of an interconnector, and maintaining stable cell characteristics even with a long-period operation, as to one of non-diaphragm type. <P>SOLUTION: For the solid oxide fuel cell provided with an integrated cell structure in which a plurality of unit cells are formed each having a pair of a fuel electrode 3 and an air electrode 4 on the same plane of solid electrolyte 2, and electrodes of different unit cells are connected with each other by an interconnector 5, the interconnector 5 is coated with a protective layer 6 for protecting it 5 from reaction gas. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池に関し、より詳しくは、主に燃料ガスと空気との混合ガスからなる反応ガス中において安定的に発電する固体酸化物形燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to a solid oxide fuel cell that stably generates power in a reaction gas mainly composed of a mixed gas of fuel gas and air.

燃料電池のセルデザインとして、平板型(スタック型)、円筒型(チューブ型)などが提案されている。   As a cell design of a fuel cell, a flat plate type (stack type), a cylindrical type (tube type), and the like have been proposed.

このようなセルは、電解質の表面及び裏面に燃料極及び空気極をそれぞれ配置したものであり、電解質を隔壁として燃料ガスと酸化剤ガスとが別々に供給されることによって発電が行われている。   In such a cell, a fuel electrode and an air electrode are respectively disposed on the front surface and the back surface of the electrolyte, and power generation is performed by separately supplying fuel gas and oxidant gas using the electrolyte as a partition wall. .

このような隔壁式のセルは、性能を向上させるためには電解質の薄膜化が要求され、電解質材料の内部抵抗の低減が必要となるが、電解質が薄すぎると脆弱化してしまい、耐振性や耐久性が低下するという問題があった。   In order to improve the performance of such a partition-type cell, it is necessary to reduce the thickness of the electrolyte, and it is necessary to reduce the internal resistance of the electrolyte material. However, if the electrolyte is too thin, it becomes brittle, There was a problem that durability deteriorated.

このため、上述した隔壁式のセルに代わる燃料電池として、燃料極及び空気極を固体電解質からなる基板の同一面上に配置し、燃料ガス及び酸化剤ガスの混合ガスを供給することにより発電が可能な非隔膜式固体酸化物形燃料電池が提案されている(例えば、特許文献1)。この燃料電池によれば、燃料ガスと酸化剤ガスとを分離する必要がないため、セパレーター及びガスシールが不要となり、構造及び製造工程の大幅な簡略化を図ることができる。   For this reason, as a fuel cell that replaces the partition type cell described above, the fuel electrode and the air electrode are arranged on the same surface of the substrate made of a solid electrolyte, and power is generated by supplying a mixed gas of fuel gas and oxidant gas. A possible non-membrane type solid oxide fuel cell has been proposed (for example, Patent Document 1). According to this fuel cell, since it is not necessary to separate the fuel gas and the oxidant gas, the separator and the gas seal are not required, and the structure and the manufacturing process can be greatly simplified.

また、この非隔膜式固体酸化物形燃料電池では、酸素イオンの伝導が固体電解質の表層付近で起こり、燃料極と空気極とを固体電解質の同一面上に近接して形成するため、平板型や円筒型のように電解質の厚みが電池の性能に直接影響することはない。したがって、電池の性能を維持したまま電解質の厚みを増すことができ、これによって脆弱性を改善することが可能となる。
特開平8−264195号公報(第2−3頁、第1図)
Further, in this non-membrane type solid oxide fuel cell, the conduction of oxygen ions occurs near the surface layer of the solid electrolyte, and the fuel electrode and the air electrode are formed close to each other on the same surface of the solid electrolyte. The thickness of the electrolyte does not directly affect the performance of the battery as in the case of the cylinder type. Therefore, the thickness of the electrolyte can be increased while maintaining the performance of the battery, thereby improving the vulnerability.
JP-A-8-264195 (page 2-3, FIG. 1)

しかしながら、上記従来の非隔膜式固体電解質形燃料電池においては、燃料ガスと酸化剤ガスの混合ガスを流すことで、インターコネクタの一部で酸化が進行する。このことで、インターコネクタにおいて化学的変化(抵抗成分を形成)及び物理的変化(体積膨張に伴う膜劣化)が起こることにより抵抗が増加し、よって電池性能が低下するという問題が発生する。   However, in the conventional non-membrane type solid electrolyte fuel cell, the oxidation proceeds in part of the interconnector by flowing a mixed gas of fuel gas and oxidant gas. As a result, a chemical change (forms a resistance component) and a physical change (film deterioration due to volume expansion) occur in the interconnector, thereby increasing the resistance, thereby causing a problem that the battery performance is lowered.

そこで、本発明は、非隔膜式の固体電解質形燃料電池において、インターコネクタの酸化及び還元に伴う劣化を防止することができ、長期運転にも安定した電池特性を維持し得る固体酸化物形燃料電池を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a solid oxide fuel cell capable of preventing deterioration due to oxidation and reduction of an interconnector and maintaining stable battery characteristics even in long-term operation in a non-membrane type solid electrolyte fuel cell. An object is to provide a battery.

上記目的を達成するため、本発明に係る固体酸化物形燃料電池は、固体電解質の同一平面上に一対の燃料極及び空気極を形成した単セルを複数セル形成し、異なる単セルの電極間をインターコネクタにより接続した集積セル構造を有する固体酸化物形燃料電池であって、前記インターコネクタを反応ガスから保護する保護層を該インターコネクタに被覆したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a solid oxide fuel cell according to the present invention comprises a plurality of single cells each having a pair of fuel electrodes and air electrodes formed on the same plane of a solid electrolyte, and the electrodes between different single cells. A solid oxide fuel cell having an integrated cell structure in which the interconnectors are connected by an interconnector, wherein the interconnector is covered with a protective layer for protecting the interconnector from a reaction gas.

前記保護層は、反応ガスに対するガス遮断性を有することが好ましい。   The protective layer preferably has a gas barrier property against a reactive gas.

また、前記インターコネクタが酸化されやすい材料によって形成されている場合は、前記保護層を、反応ガスに対して耐酸化性を有する材料によって形成することが好ましい。   In addition, when the interconnector is formed of a material that is easily oxidized, the protective layer is preferably formed of a material that has oxidation resistance to the reaction gas.

前記保護層は、単層構造としても、複数層の積層構造としても良い。   The protective layer may have a single layer structure or a multi-layer structure.

本発明に係る固体酸化物形燃料電池の好適な実施形態について、以下に図1〜3を参照しつつ説明する。図1は平面図、図2は図1のA−A縦断面図、図3は図1のB−B縦断面図を、それぞれ示している。尚、全図を通し、同様の構成部分には同符号を付した。   A preferred embodiment of a solid oxide fuel cell according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a plan view, FIG. 2 is an AA longitudinal sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a BB longitudinal sectional view of FIG. Throughout the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.

固体酸化物形燃料電池1は、固体電解質2の同一平面上に一対の燃料極3及び空気極4を形成した単セルを複数セル形成し、異なる単セルの電極間をインターコネクタ5により接続した集積セル構造を有し、インターコネクタ5は、インターコネクタ5を反応ガスから保護する保護層6により被覆されている。図示例では、インターコネクタ5によって単セルを直列接続した例を示しているが、並列接続する場合もある。   In the solid oxide fuel cell 1, a plurality of single cells in which a pair of fuel electrodes 3 and air electrodes 4 are formed on the same plane of the solid electrolyte 2 are formed, and electrodes of different single cells are connected by an interconnector 5. The interconnector 5 has an integrated cell structure and is covered with a protective layer 6 that protects the interconnector 5 from reaction gas. In the illustrated example, an example in which single cells are connected in series by the interconnector 5 is shown.

固体電解質2の材料としては、固体電解質型燃料電池の電解質として公知のものを使用することができ、例えば、(Ce,Sm)O3,(Ce,Gd)O3等のセリア系酸化物、(La,Sr)(Ga,Mg)O3等のランタンガレード系酸化物、スカンジウム安定化ジルコニア(ScSZ),イットリア安定化ジルコニア(YSZ)等のジルコニア系酸化物などのセラミックス系材料を例示することができる。 As the material of the solid electrolyte 2, those known as electrolytes for solid oxide fuel cells can be used. For example, ceria-based oxides such as (Ce, Sm) O 3 and (Ce, Gd) O 3 , Examples include ceramic materials such as lanthanum galide oxides such as (La, Sr) (Ga, Mg) O 3 , zirconia oxides such as scandium stabilized zirconia (ScSZ) and yttria stabilized zirconia (YSZ). be able to.

燃料極3及び空気極4は、セラミックス粉末により形成することができる。粉末粒径は、通常10nm〜100μmであり、好ましくは100nm〜10μmである。   The fuel electrode 3 and the air electrode 4 can be formed of ceramic powder. The particle size of the powder is usually 10 nm to 100 μm, preferably 100 nm to 10 μm.

燃料極3は、例えば、金属触媒と酸化物イオン導電体からなるセラミックス粉末材料との混合物を用いることができる。このとき用いられる金属触媒としては、ニッケル、鉄、コバルトや、貴金属(白金、ルテニウム、パラジウム等)等の還元性雰囲気中で安定で、水素酸化活性を有する材料を用いることができる。また、酸化物イオン導電体としては、蛍石型構造又はペロブスカイト型構造を有するものを好ましく用いることができる。蛍石型構造を有するものとしては、例えば(Ce,Sm)O,(Ce,Gd)Oなどのセリア系酸化物、スカンジウム安定化ジルコニア(ScSZ)やイットリア安定化ジルコニア(YSZ)などのジルコニア系酸化物を挙げることができる。また、ペロブスカイト型構造を有するものとしては(La,Sr)(Ga,Mg)Oなどのランタンガレード系酸化物を挙げることができる。上記材料の中では、酸化物イオン導電体とニッケルとの混合物で、燃料極3を形成することが好ましい。なお、酸化物イオン導電体からなるセラミックス材料とニッケルとの混合形態は、物理的な混合形態であってもよいし、ニッケルへの粉末修飾などの形態であってもよい。また、上述したセラミックス材料は、1種を単独で、或いは2種以上を混合して使用することができる。また、燃料極3は、金属触媒を単体で用いて構成することもできる。 As the fuel electrode 3, for example, a mixture of a metal catalyst and a ceramic powder material made of an oxide ion conductor can be used. As the metal catalyst used at this time, a material that is stable in a reducing atmosphere, such as nickel, iron, cobalt, or a noble metal (platinum, ruthenium, palladium, etc.) and has hydrogen oxidation activity can be used. In addition, as the oxide ion conductor, one having a fluorite structure or a perovskite structure can be preferably used. Examples of those having a fluorite structure include ceria-based oxides such as (Ce, Sm) O 3 and (Ce, Gd) O 3 , scandium-stabilized zirconia (ScSZ), and yttria-stabilized zirconia (YSZ). A zirconia-type oxide can be mentioned. In addition, examples of those having a perovskite structure include lanthanum galide oxides such as (La, Sr) (Ga, Mg) O 3 . Among the above materials, it is preferable to form the fuel electrode 3 with a mixture of an oxide ion conductor and nickel. The mixed form of the ceramic material made of the oxide ion conductor and nickel may be a physical mixed form or a form of powder modification to nickel. Moreover, the ceramic material mentioned above can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. Moreover, the fuel electrode 3 can also be comprised using a metal catalyst alone.

空気極4を形成するセラミックス粉末材料としては、例えば、ペロブスカイト型構造を有する金属酸化物で形成することができる。具体的には(Sm,Sr)CoO,(La,Sr)MnO,(La,Sr)CoO,(La,Sr)(Fe,Co)O,(La,Sr)(Fe,Co,Ni)Oなどを挙げることができる。これらセラミックス粉末は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を混合して使用することもできる。なお、コバルトを含有するペロブスカイト型金属酸化物で空気極4を形成すると、電子伝導性及びイオン伝導性がともに向上されるため、好ましい。 The ceramic powder material forming the air electrode 4 can be formed of, for example, a metal oxide having a perovskite structure. Specifically, (Sm, Sr) CoO 3 , (La, Sr) MnO 3 , (La, Sr) CoO 3 , (La, Sr) (Fe, Co) O 3 , (La, Sr) (Fe, Co , Ni) O 3 and the like. These ceramic powders can be used singly or in combination of two or more. Note that it is preferable to form the air electrode 4 with a perovskite-type metal oxide containing cobalt, since both electron conductivity and ion conductivity are improved.

インターコネクタ5は、金属及び導電性セラミックスからなる群から選ばれる少なくとも1種の材料によって形成することができる。そのようなインターコネクタ5の材料としては、Pt、Au、Ag、Ni、Cu、ステンレス鋼、又はランタン・クロマイト系材料を例示することができる。   The interconnector 5 can be formed of at least one material selected from the group consisting of metals and conductive ceramics. Examples of such a material for the interconnector 5 include Pt, Au, Ag, Ni, Cu, stainless steel, and lanthanum chromite materials.

保護層6は、反応ガスがインターコネクタ5と接触することを防ぐため、反応ガスに対するガス遮断性を有するもの好適に使用される。ガス遮断性を有する保護層6としては、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、ランタン、セリアなどの導電性のない金属酸化物が例示される。このような材料を用いることにより、保護層6として必要な耐熱性、耐酸化性をも満足するものである。尚、耐熱性、耐酸化性に特に優れたものとしては、アルミナ、ジルコニアが挙げられる。   The protective layer 6 preferably has a gas barrier property against the reactive gas in order to prevent the reactive gas from coming into contact with the interconnector 5. Examples of the protective layer 6 having a gas barrier property include non-conductive metal oxides such as alumina, silica, zirconia, titania, lanthanum, and ceria. By using such a material, the heat resistance and oxidation resistance required for the protective layer 6 are also satisfied. Examples of particularly excellent heat resistance and oxidation resistance include alumina and zirconia.

保護層6は、単層構造又は複数層の積層構造とすることができる。焼成時にインターコネクタ5と保護層6との間にて剥離が生じる可能性がある場合は、インターコネクタ形成材料と保護層形成材料の両方を混合した材料を中間層として積層しても良いものである。例えば、インターコネクタがNi、保護層がアルミナ(Al2O3)の場合、それらを50%ずつ混合した材料からなる層をインターコネクタと保護層の中間に形成すれば良い。 The protective layer 6 can have a single layer structure or a multilayer structure of a plurality of layers. When peeling may occur between the interconnector 5 and the protective layer 6 during firing, a material obtained by mixing both the interconnector forming material and the protective layer forming material may be laminated as an intermediate layer. is there. For example, when the interconnector is Ni and the protective layer is alumina (Al 2 O 3 ), a layer made of a material obtained by mixing them by 50% may be formed between the interconnector and the protective layer.

上記構成を有する固体酸化物形燃料電池1は、以下のようにして製造することができる。   The solid oxide fuel cell 1 having the above-described configuration can be manufactured as follows.

先ず、固体電解質2を基板として、固体電解質2の上に、燃料極3及び空気極4が湿式法若しくは乾式法によって塗布又は堆積される。湿式法としては、燃料極3及び空気極4を形成する材料となる粉末材料を、樹脂バインダーに混合してペースト状にしたものをスクリーン印刷法、スプレーコート法によって所定のパターンに塗布する方法や、燃料極3及び空気極4を形成する材料となる粉末材料をイソプロパノール等の溶剤に分散させたスラリーを、リソグラフィー法、ドクターブレード法等によって薄膜形成する方法、或いは、スラリーを泳動電着法により所定パターンに電着させる方法等があり、乾式法としてはCVD、EVD、スパッタリング等によって所定パターンに堆積させる方法がある。   First, using the solid electrolyte 2 as a substrate, the fuel electrode 3 and the air electrode 4 are applied or deposited on the solid electrolyte 2 by a wet method or a dry method. As a wet method, a powder material, which is a material for forming the fuel electrode 3 and the air electrode 4, is mixed with a resin binder and pasted into a paste, and is applied to a predetermined pattern by a screen printing method or a spray coating method. A slurry in which a powder material, which is a material for forming the fuel electrode 3 and the air electrode 4, is dispersed in a solvent such as isopropanol, a method of forming a thin film by a lithography method, a doctor blade method, or the like, or a slurry by an electrophoretic electrodeposition method There is a method of electrodepositing in a predetermined pattern, and a dry method includes a method of depositing in a predetermined pattern by CVD, EVD, sputtering or the like.

湿式法の場合、燃料極用ペーストは、60〜150℃、5〜120分程度で乾燥させられる。   In the case of a wet method, the fuel electrode paste is dried at 60 to 150 ° C. for about 5 to 120 minutes.

燃料極3及び空気極4は、どちらを先に塗布・乾燥又は堆積させても良いが、セラミック材料の場合は、一方を塗布・乾燥又は堆積させた後、その一方を焼成し焼結させた後、他方を塗布・乾燥又は堆積させ、その他方を焼成して焼結さても良いし、両極同時に焼成させても良い。   Either the fuel electrode 3 or the air electrode 4 may be applied, dried or deposited first, but in the case of a ceramic material, one of the fuel electrode 3 and the air electrode 4 is applied, dried or deposited, and then one of them is fired and sintered. Thereafter, the other may be applied, dried, or deposited, and the other may be fired and sintered, or both electrodes may be fired simultaneously.

インターコネクタ5及び保護層6についても、燃料極3及び空気極4と同様の湿式法若しくは乾式法によって形成することができ、インターコネクタを所定パターンに塗布・乾燥又は堆積させ、必要に応じて焼成して焼結させた後、インターコネクタ5を覆うようにして保護層6を塗布・乾燥又は堆積させ、焼成し焼結させても良いし、両極同時に焼成させても良い。こうして固体酸化物形燃料電池が得られる。   The interconnector 5 and the protective layer 6 can also be formed by the same wet method or dry method as the fuel electrode 3 and the air electrode 4, and the interconnector is applied, dried or deposited in a predetermined pattern, and fired as necessary. Then, after the sintering, the protective layer 6 may be applied, dried or deposited so as to cover the interconnector 5, fired and sintered, or both electrodes may be fired simultaneously. Thus, a solid oxide fuel cell is obtained.

上記構成を有する固体酸化物形燃料電池は、インターコネクタ5を保護層によって反応ガスから保護しているので、安定した電池性能を維持することができ、電池性能の低下を防止することを図ることができる。   In the solid oxide fuel cell having the above configuration, the interconnector 5 is protected from the reaction gas by the protective layer, so that stable battery performance can be maintained and deterioration of the battery performance is prevented. Can do.

以下に実施例を掲げて、本発明をより一層明らかにする。   The present invention will be further clarified by the following examples.

燃料極の材料として、NiO粉末(0.01〜10μm、平均1μm)とSDC((Ce0.8,Sm0.2)O1.9)粉末(粒径0.01〜10μm、平均粒径0.1μm)を重量比でNiO粉末:SDC粉末=7:3となるように混合した混合物を使用し、この混合物に更にセルロース系ワニスを混合し、燃料極用ペーストを作製した。燃料極用ペーストの粘度はスクリーン印刷に適した5×10mPa・sとした。 NiO powder (0.01 to 10 μm, average 1 μm) and SDC ((Ce 0.8 , Sm 0.2 ) O 1.9 ) powder (particle size 0.01 to 10 μm, average particle size 0.1 μm) are used as fuel electrode materials. Using a mixture in which the ratio of NiO powder: SDC powder = 7: 3 was used, a cellulosic varnish was further mixed with this mixture to prepare a fuel electrode paste. The viscosity of the fuel electrode paste was 5 × 10 5 mPa · s suitable for screen printing.

また、空気極の材料として、SSC((Sm0.5,Sr0.5)Co1.0O3)粉末(粒径0.1〜10μm、平均粒径3μm)を使用し、このSSC粉末にセルロース系ワニスを混合し、空気極用ペーストを作製した。空気極用ペーストの粘度はスクリーン印刷に適した5×10mPa・sとした。 Moreover, SSC ((Sm 0.5 , Sr 0.5 ) Co 1.0 O 3 ) powder (particle size 0.1 to 10 μm, average particle size 3 μm) is used as the air electrode material, and cellulose varnish is mixed with this SSC powder Thus, an air electrode paste was prepared. The viscosity of the air electrode paste was 5 × 10 5 mPa · s suitable for screen printing.

また、インターコネクタを形成する材料としては、Ni粉末(粒径0.1〜5μm、平均粒径2.5μm)を使用し、このNi粉末にセルロース系ワニスを混合してインターコネクタ用ペーストを作製した。インターコネクタ用ペーストの粘度はスクリーン印刷に適した5×10mPa・sとした。 In addition, as a material for forming the interconnector, Ni powder (particle size 0.1 to 5 μm, average particle size 2.5 μm) is used, and a cellulose-based varnish is mixed with the Ni powder to produce an interconnector paste. did. The viscosity of the interconnector paste was 5 × 10 5 mPa · s suitable for screen printing.

更に、保護層として、アルミナ(Al2O3)の粉末を用い、これにセルロース系ワニスを混合して保護層用ペーストを作製した。保護層用ペーストの粘度はスクリーン印刷に適した5×10mPa・sとした。 Further, alumina (Al 2 O 3 ) powder was used as a protective layer, and a cellulose varnish was mixed therewith to prepare a protective layer paste. The viscosity of the protective layer paste was 5 × 10 5 mPa · s suitable for screen printing.

固体電解質上に、上記の燃料極用ペーストをスクリーン印刷法によって、線幅500μm、塗布厚み50μmになるように塗布後、130℃で15分間乾燥した。その後、1450℃、1時間で焼成して焼結させ、燃料極を形成した。燃料極の焼結後の膜厚は30μmであった。   The fuel electrode paste was applied onto the solid electrolyte by screen printing so that the line width was 500 μm and the coating thickness was 50 μm, and then dried at 130 ° C. for 15 minutes. Then, it baked and sintered at 1450 degreeC for 1 hour, and formed the fuel electrode. The thickness of the fuel electrode after sintering was 30 μm.

次いで、固体電解質上に上記の空気極用ペーストをスクリーン印刷法によって、線幅500μm、塗布厚み50μmになるように塗布後、130℃で15分間乾燥した。その後、1200℃、1時間で焼成して焼結させ、空気極を形成し、複数の単セルを形成した。空気極の焼結後の膜厚は30μmであった。   Next, the air electrode paste was applied onto the solid electrolyte by screen printing so that the line width was 500 μm and the coating thickness was 50 μm, and then dried at 130 ° C. for 15 minutes. Then, it baked and sintered at 1200 degreeC for 1 hour, the air electrode was formed, and the several single cell was formed. The thickness of the air electrode after sintering was 30 μm.

更に、異なる単セルの空気極と燃料極とを電気的に接続するようにインターコネクタ用ペーストをスクリーン印刷によって、線幅を3mm、塗布厚みを30μmとなるように印刷後、130℃で15分乾燥した。その後、温度1000℃で1時間焼成して焼結させ、インターコネクタを形成した。   Further, the interconnector paste is screen-printed to electrically connect the air electrode and fuel electrode of different single cells by screen printing so that the line width is 3 mm and the coating thickness is 30 μm, and then at 130 ° C. for 15 minutes. Dried. Then, it was fired at a temperature of 1000 ° C. for 1 hour and sintered to form an interconnector.

次に、インターコネクタを被覆するように保護層用ペーストをスクリーン印刷によって、線幅4mm、厚み30μmとなるように印刷した後、130℃で15分乾燥した。その後、温度1000℃で1時間焼成して焼結させ、2集積セルを作製した。   Next, the protective layer paste was printed by screen printing so as to cover the interconnector so as to have a line width of 4 mm and a thickness of 30 μm, and then dried at 130 ° C. for 15 minutes. Thereafter, it was fired at a temperature of 1000 ° C. for 1 hour and sintered to produce a two integrated cell.

本発明に係る固体酸化物形燃料電池の一実施形態を示す平面図である。1 is a plan view showing an embodiment of a solid oxide fuel cell according to the present invention. 図1のA−A縦断面図である。It is AA longitudinal cross-sectional view of FIG. 図1のB−B縦断面図である。It is BB longitudinal cross-sectional view of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 固体酸化物形燃料電池
2 固体電解質
3 燃料極
4 空気極
5 インターコネクタ
6 保護層
1 Solid Oxide Fuel Cell 2 Solid Electrolyte 3 Fuel Electrode 4 Air Electrode 5 Interconnector 6 Protective Layer

Claims (4)

固体電解質の同一平面上に一対の燃料極及び空気極を形成した単セルを複数セル形成し、異なる単セルの電極間をインターコネクタにより接続した集積セル構造を有する固体酸化物形燃料電池であって、前記インターコネクタを反応ガスから保護する保護層を該インターコネクタに被覆したことを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 A solid oxide fuel cell having an integrated cell structure in which a plurality of single cells each having a pair of fuel electrodes and air electrodes formed on the same plane of a solid electrolyte are formed, and electrodes of different single cells are connected by an interconnector. A solid oxide fuel cell, wherein the interconnector is covered with a protective layer for protecting the interconnector from the reaction gas. 前記保護層が、反応ガスに対するガス遮断性を有することを特徴とする請求項1記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the protective layer has a gas barrier property against a reactive gas. 前記保護層が、反応ガスに対する耐酸化性を有することを特徴とする請求項2記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 2, wherein the protective layer has oxidation resistance against a reactive gas. 前記保護層は、単層構造又は複数層の積層構造であることを特徴とする請求項1記載の固体酸化物形燃料電池。 2. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the protective layer has a single layer structure or a multi-layer laminated structure.
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JP2002329505A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method of manufacturing fuel cell tube
JP2004511070A (en) * 2000-10-03 2004-04-08 ロールス・ロイス・ピーエルシー Solid oxide fuel cell component and method of manufacturing solid oxide fuel cell component
JP2005038848A (en) * 2003-06-26 2005-02-10 Dainippon Printing Co Ltd Solid oxide fuel cell
JP2005166562A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Dainippon Printing Co Ltd Solid oxide fuel cell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004511070A (en) * 2000-10-03 2004-04-08 ロールス・ロイス・ピーエルシー Solid oxide fuel cell component and method of manufacturing solid oxide fuel cell component
JP2002329505A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method of manufacturing fuel cell tube
JP2005038848A (en) * 2003-06-26 2005-02-10 Dainippon Printing Co Ltd Solid oxide fuel cell
JP2005166562A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Dainippon Printing Co Ltd Solid oxide fuel cell

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