JP2008066012A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008066012A JP2008066012A JP2006239896A JP2006239896A JP2008066012A JP 2008066012 A JP2008066012 A JP 2008066012A JP 2006239896 A JP2006239896 A JP 2006239896A JP 2006239896 A JP2006239896 A JP 2006239896A JP 2008066012 A JP2008066012 A JP 2008066012A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- fuel cell
- metal substrate
- electrolyte membrane
- permeable metal
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/124—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte
- H01M8/1246—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte the electrolyte consisting of oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8647—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
- H01M4/8657—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites layered
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9041—Metals or alloys
- H01M4/905—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
- H01M4/9058—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC of noble metals or noble-metal based alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/92—Metals of platinum group
- H01M4/921—Alloys or mixtures with metallic elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/94—Non-porous diffusion electrodes, e.g. palladium membranes, ion exchange membranes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M2004/8678—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells characterised by the polarity
- H01M2004/8684—Negative electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
- H01M8/1226—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material characterised by the supporting layer
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
【解決手段】 本発明に係る燃料電池(100)は、アノードとして用いられる水素透過性金属基材(4)と、水素透過性金属基材上に設けられプロトン伝導性を有する電解質膜(6)とを備え、水素透過性金属基材の少なくとも一部は所定の温度よりも高い再結晶化温度を有する金属により構成されている。燃料電池の温度が上昇しても水素透過性金属基材の変形が抑制される。それにより、水素透過性金属基材と電解質膜との剥離が抑制され、または、電解質膜における亀裂の発生が抑制される。
【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。本実施の形態においては、燃料電池として水素分離膜電池を用いた。図1に示すように、燃料電池100は、セパレータ1,9、集電材2,8、補強板3、水素透過性金属基材4、中間層5、電解質膜6およびカソード7を含む。本実施の形態においては簡略化のために図1のような単セルについて説明するが、実際の燃料電池はこの単セルが複数積層された構造を有する。
実施例1においては、水素透過性金属基材4として、膜厚80μmのPdAu25Rh5合金を用いた。中間層5としては、膜厚50nmの純パラジウムからなるものを用いた。電解質膜6としては、膜厚2μmのSrZr0.8In0.2O3からなるものを用いた。中間層5の成膜温度は600℃であり、電解質膜6の成膜温度は600℃であり、セパレータ1,9と補強板3との接合温度は600℃である。
実施例2においては、水素透過性金属基材4として膜厚80μmのPdPt16.9合金を用いた。実施例2に係る燃料電池100は、その他の構成において実施例1と同様の構成を有する。
比較例においては、水素透過性金属基材4として膜厚80μmの純Pdを用いた。また、中間層を設けなかった。比較例に係る燃料電池100は、その他の構成において実施例1と同様の構成を有する。
アノードに水素ガスを供給しカソードにエアを供給することによって各燃料電池に25時間発電させた。各燃料電池の発電電圧を0.7Vに設定し、発電時における作動温度を400℃に設定した。その後、各燃料電池のアノードに水素ガスを供給するとともに、カソードに窒素ガスを供給し、カソード側のガス中の水素濃度をガスクロマトグラフによって測定した。その結果を表2に示す。表2に示すように、比較例に係る燃料電池においては水素透過性金属基材4と電解質膜6との間に界面剥離が見られたが、実施例1,2に係る燃料電池においては界面剥離が見られなかった。
2,8 集電材
3 補強板
4 水素透過性金属基材
5 中間層
6 電解質膜
7 カソード
100 燃料電池
Claims (11)
- アノードとして用いられる水素透過性金属基材と、
前記水素透過性金属基材上に設けられ、プロトン伝導性を有する電解質膜とを備え、
前記水素透過性金属基材の少なくとも一部は、所定の温度よりも高い再結晶化温度を有する金属により構成されていることを特徴とする燃料電池。 - 前記所定の温度とは、純パラジウムの再結晶化温度であることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
- 前記所定の温度とは、前記燃料電池の作動温度の上限値であることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
- 前記所定の温度とは、前記燃料電池の製造および作動を通して、前記水素透過性金属基材と前記電解質膜とが接している状態にて前記水素透過性金属基材が曝される最も高い温度であることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。
- 前記電解質膜は、成膜法によって形成されており、
前記所定の温度とは、前記電解質膜の成膜温度であることを特徴とする請求項1記載の燃料電池。 - 前記所定の温度よりも高い再結晶化温度を有する金属は、貴金属であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の燃料電池。
- 前記所定の温度は、550℃であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の燃料電池。
- 前記所定の温度よりも高い再結晶化温度を有する金属の水素膨張率は、所定値よりも小さいことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の燃料電池。
- 前記所定の温度よりも高い再結晶化温度を有する金属はPd合金であり、
前記所定値とは、純Pdの水素膨張率であることを特徴とする請求項8記載の燃料電池。 - 前記所定の温度よりも高い再結晶化温度を有する金属は、PdPt系合金またはPdAuRh系合金であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の燃料電池。
- 前記所定の温度よりも高い再結晶化温度を有する金属は、少なくとも前記電解質膜側の前記水素透過性金属基材表面に設けられていることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の燃料電池。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006239896A JP5061544B2 (ja) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | 燃料電池 |
CNA2007800327435A CN101512802A (zh) | 2006-09-05 | 2007-08-31 | 燃料电池 |
PCT/JP2007/067459 WO2008029900A1 (en) | 2006-09-05 | 2007-08-31 | Fuel cell |
DE112007002023T DE112007002023T5 (de) | 2006-09-05 | 2007-08-31 | Brennstoffzelle |
US12/439,243 US20100021786A1 (en) | 2006-09-05 | 2007-08-31 | Fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006239896A JP5061544B2 (ja) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | 燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008066012A true JP2008066012A (ja) | 2008-03-21 |
JP5061544B2 JP5061544B2 (ja) | 2012-10-31 |
Family
ID=38616401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006239896A Expired - Fee Related JP5061544B2 (ja) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | 燃料電池 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100021786A1 (ja) |
JP (1) | JP5061544B2 (ja) |
CN (1) | CN101512802A (ja) |
DE (1) | DE112007002023T5 (ja) |
WO (1) | WO2008029900A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5774606B2 (ja) * | 2010-01-19 | 2015-09-09 | オヴォニック バッテリー カンパニー インコーポレイテッド | 低コスト、高出力、高エネルギー密度のバイポーラ固体状態金属水素化物電池 |
CN105094983B (zh) * | 2014-04-30 | 2020-04-28 | 华为技术有限公司 | 计算机,控制设备和数据处理方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05299105A (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池 |
JP2005019041A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Chiba Inst Of Technology | 固体電解質層と水素透過性金属膜を用いた電池、燃料電池及びその製造方法 |
JP2005166531A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP2006286537A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 水素透過構造体、及びその製造方法 |
JP2007179905A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | プロトン導電性膜、その製造方法、水素透過構造体及び燃料電池 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1100102A (en) * | 1964-04-25 | 1968-01-24 | Fuji Electric Co Ltd | Fuel cell electrode |
JP4079016B2 (ja) | 2002-08-28 | 2008-04-23 | トヨタ自動車株式会社 | 中温域で作動可能な燃料電池 |
WO2004084333A1 (ja) * | 2003-03-18 | 2004-09-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池および燃料電池用電解質膜の製造方法 |
KR100599799B1 (ko) * | 2004-06-30 | 2006-07-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지용 고분자 전해질막, 막-전극 접합체, 연료전지및 막-전극 접합체의 제조방법 |
JP4908821B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2012-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | 支持体付水素分離膜、それを備える燃料電池および水素分離装置ならびにそれらの製造方法 |
KR100749497B1 (ko) * | 2006-03-09 | 2007-08-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 애노드 촉매 및 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 |
-
2006
- 2006-09-05 JP JP2006239896A patent/JP5061544B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-08-31 US US12/439,243 patent/US20100021786A1/en not_active Abandoned
- 2007-08-31 CN CNA2007800327435A patent/CN101512802A/zh active Pending
- 2007-08-31 DE DE112007002023T patent/DE112007002023T5/de not_active Withdrawn
- 2007-08-31 WO PCT/JP2007/067459 patent/WO2008029900A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05299105A (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池 |
JP2005019041A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Chiba Inst Of Technology | 固体電解質層と水素透過性金属膜を用いた電池、燃料電池及びその製造方法 |
JP2005166531A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP2006286537A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 水素透過構造体、及びその製造方法 |
JP2007179905A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | プロトン導電性膜、その製造方法、水素透過構造体及び燃料電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112007002023T5 (de) | 2009-11-05 |
US20100021786A1 (en) | 2010-01-28 |
JP5061544B2 (ja) | 2012-10-31 |
CN101512802A (zh) | 2009-08-19 |
WO2008029900A1 (en) | 2008-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017130903A1 (ja) | 固体酸化物型燃料電池 | |
JP5608813B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池単位セルの製造方法 | |
JP2007117905A (ja) | 支持体付水素分離膜、それを備える燃料電池および水素分離装置ならびにそれらの製造方法 | |
JP2009021195A (ja) | 燃料電池 | |
CN1591949A (zh) | 集电器支承的燃料电池 | |
US9806367B2 (en) | Fabrication process for production of SOFC-MEA with a pore array anode structure for improving output power density | |
US20070248872A1 (en) | Membrane-Electrode Assembly and Fuel Cell | |
JP5061544B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2007103223A (ja) | 燃料電池およびその製造方法 | |
JP4984518B2 (ja) | 燃料電池の製造方法 | |
JP2010238437A (ja) | 平板型固体酸化物形燃料電池用の固体電解質及び平板型固体酸化物形燃料電池 | |
KR20160058275A (ko) | 금속지지형 고체산화물 연료전지 및 그 제조 방법 | |
CA2611610C (en) | Fuel cell having an electrolyte-strengthening substrate | |
JP4929720B2 (ja) | 燃料電池 | |
JP2018181745A (ja) | 導電性部材、電気化学反応単位、および、電気化学反応セルスタック | |
JP2007098324A (ja) | 支持体付水素分離膜およびそれを備えた燃料電池 | |
JP5387821B2 (ja) | 平板型固体酸化物形燃料電池 | |
JP2008027866A (ja) | 燃料電池 | |
JP2005310700A (ja) | 燃料電池 | |
TW202411441A (zh) | 電化電池組件保護層之製作方法 | |
KR101146681B1 (ko) | 고체산화물 연료전지 및 그 제조 방법 | |
JP2008077849A (ja) | 水素分離膜−電解質膜接合体およびそれを備えた燃料電池の製造方法 | |
EP3016191A1 (en) | A fabrication process for production of SOFC-MEA with a pore array anode structure for improving output power density | |
JP2007242483A (ja) | 水素分離膜−電解質接合体、それを備える燃料電池およびそれらの製造方法 | |
JP2006172906A (ja) | 燃料電池セル及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090708 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120207 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120403 |
|
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: 20120710 |
|
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: 20120723 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |