JP2007317627A - 燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 燃料電池(100)は、水素分離膜(10)と、プロトン伝導性を有しA1−xA’xB1−y−zB’yB’’zO3からなるペロブスカイト型電解質からなり水素分離膜上に設けられた電解質膜(20)と、電解質膜上に設けられたカソード(30)とを備え、ペロブスカイト型電解質のトレランスファクターTは0.940≦T≦0.996を満たすことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の一実施の形態に係る燃料電池100の模式的断面図である。図1に示すように、燃料電池100は、水素分離膜10上に電解質膜20およびカソード30が順に積層された発電部がセパレータ40とセパレータ50とによって挟持された構造を有する。本実施の形態においては図1のような単セルについて説明を行うが、実際の燃料電池においては単セルが複数積層された構造を有する。本実施の形態においては、燃料電池100の作動温度は、300℃以上600℃以下程度である。
T = {R(A)・(1−x)+R(A’)・x+R(O)}/√2{R(B)・(1−y−z)+R(B’)・y+R(B’’)・z+R(O)} (1)
0.940 ≦ T ≦ 0.996 (2)
2W/cm2 = 0.5V × 0.4A/cm2 (3)
実施例1〜5においては、上記実施の形態に係る燃料電池100を作製した。水素分離膜10には、100%Pdからなりかつ膜厚80μmのものを用いた。実施例1に係る電解質膜20には、SrZr0.8In0.2O3を用いた。実施例2に係る電解質膜20には、BaCe0.4Zr0.4Y0.2O3を用いた。実施例3に係る電解質膜20には、BaCe0.4Zr0.4In0.2O3を用いた。実施例4に係る電解質膜20には、BaZr0.8Y0.2O3を用いた。実施例5に係る電解質膜20には、BaZr0.8In0.2O3を用いた。各実施例の電解質膜20の膜厚は、2μmとした。カソード30には、La0.6Sr0.4CoO3からなりかつ膜厚30μmのものを用いた。
比較例1〜3においては、上記実施の形態に係る燃料電池100と同様の積層構造を有する燃料電池を作製した。水素分離膜には、100%Pdからなりかつ膜厚80μmのものを用いた。比較例1に係る電解質膜には、BaCe0.8Nd0.2O3を用いた。比較例2に係る電解質膜には、BaCe0.8Y0.2O3を用いた。比較例3に係る電解質膜には、BaZr0.8Ni0.2O3を用いた。カソードには、La0.6Sr0.4CoO3からなりかつ膜厚30μmのものを用いた。
実施例1〜5に係る燃料電池100および比較例1〜3に係る燃料電池の初期性能値および500℃で連続発電した場合の水熱分解の有無について調べた。水熱分解の有無については、電解質膜の断面をTEMで観察して水酸化物が形成されているか否かによって確認した。水酸化物の有無については、組成のずれの有無によって確認した。図2および表1にその結果を示す。図2は、トレランスファクターTと初期性能値との関係を示す図である。図2の縦軸は初期性能値を示し、図2の横軸はトレランスファクターTを示す。
20 電解質膜
30 カソード
100 燃料電池
Claims (4)
- 水素分離膜と、
プロトン伝導性を有し、A1−xA’xB1−y−zB’yB’’zO3構造を有するペロブスカイト型電解質からなり、前記水素分離膜上に設けられた電解質膜と、
前記電解質膜上に設けられたカソードとを備え、
前記ペロブスカイト型電解質のトレランスファクターTは、0.940≦T≦0.996を満たすことを特徴とする燃料電池。 - 0.5V初期性能値が0.40A/cm2以上であることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
- 作動温度が300℃以上600℃以下であることを特徴とする請求項1または2記載の燃料電池。
- 前記Aは、Baであり、
前記Bは、Ceであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池。
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