JP2008088462A5

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Publication number: JP2008088462A5
Application number: JP2006267832A
Authority: JP
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2026-09-29

Description

図５は、底板３Ａの変形例を示したものであり、図５(a)は底板３Ａに枠体４Ａ，４Ａを接合した際の上面図で、図５(b)は、図５(a)の切断線Ｖ−Ｖに沿って切断した際の矢視断面図である。図５(a)に示すように、底板３Ａの上面で隔壁５Ａ，５Ａ，…を除いた箇所に絶縁膜３１Ａを蛇行して形成している。このように、流路と同じ側に薄膜ヒータを配置する構成でもよいが、この場合は、図５(b)に示すように触媒との絶縁性を確保するために、絶縁保護層を成膜する必要があり、絶縁膜３１Ａ上に四つの層（金属密着層３３Ａ、拡散防止層３４Ａ、発熱抵抗層３５Ａ、拡散防止層３６Ａ）からなる薄膜ヒータ３２Ａを蛇行した状態でパターニングし、その上に絶縁保護層３７Ａが成膜されることになる。絶縁保護層３７ＡとしてはＹ_２Ｏ_３膜が望ましいが、膜が薄いならばＳｉＯ_２膜でも良い。

［応用例２］
上述した応用例１は、水素製造を行うための化学反応器を想定していたが、これに限らず、改質器等を含む固体酸化物型の発電セル（燃料電池）のように高温作動（６００〜９００℃）するデバイスにも、結晶構造（ビクスバイト構造）を有するＹ_２Ｏ_３膜からなる絶縁膜を用いることができる。図１１は、固体酸化物型の発電セル２００の概略断面図である。
発電セル２００は、箱型状をなした金属容器２１０と、金属容器２１０内に設けられた膜電極接合体２２０と、金属容器２１０内が膜電極接合体２２０によって仕切られることにより金属容器２１０内の上側と下側とにそれぞれ形成される燃料取り込み部２１１及び酸素取り込み部２１２とを備えている。
金属容器２１０は、耐熱性の良いＮｉ、Ｎｉ−Ｃｒ合金、インコネル等の合金からなるものである。膜電極接合体２２０は、燃料極膜２２１、固体酸化物電解質膜２２２及び酸素極膜２２３を備え、金属容器２１０内の燃料極膜２２１は燃料取り込み部２１１側に配されており、酸素極膜２２３は金属容器２１０内の酸素取り込み部２１２側に配されている。固体酸化物電解質膜２２２は、燃料極膜２２１及び酸素極膜２２３の間に介在し、燃料極膜２２１、固体酸化物電解質膜２２２及び酸素極膜２２３が接合されている。燃料極膜２２１の固体酸化物電解質膜２２２と反対側の面には、陽極側の集電体２２４が設けられ、酸素極膜２２３の固体酸化物電解質膜２２２と反対側の面には、陰極側の集電体２２５が設けられている。金属容器２１０内の内側面には、絶縁膜であるＹ_２Ｏ_３膜２３１が形成されている。絶縁膜２３１は、上述した絶縁膜３１と同様にスパッタ法により成膜された結晶構造（ビクスバイト構造）を有するＹ_２Ｏ_３膜である。成膜方法としては、スパッタ法に限らず、蒸着法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、塗布法等でも構わない。
そして、燃料極膜２２１、固体酸化物電解質膜２２２、酸素極膜２２３及び二つの集電体２２４，２２５は、いずれも金属容器２１０の上面及び下面に対して平行となるように金属容器２１０内の互いに対向する内側面に形成された絶縁膜２３１，２３１間に渡って設けられている。

マイクロリアクタ１の分解斜視図である。 (a)は、底板３の下面図、(b)は、(a)の切断線II−IIに沿って切断した際の矢視断面図である。第一の製造方法において、真空中で１０℃／ｍｉｎの速さで７００℃まで昇温し、７００℃で３０分保持した際の炉内の水素分圧値を時間に対してプロットしたものである。第二の製造方法における蒸着法を説明するための図である。底板３Ａの変形例であり、(a)は底板３Ａに枠体４Ａ，４Ａを接合した際の上面図で、(b)は、(a)の切断線Ｖ−Ｖに沿って切断した際の矢視断面図である。底板３Ｂを切断線II−IIに沿って切断した際の矢視断面図である。マイクロリアクタモジュール１００を斜め下から示した斜視図である。マイクロリアクタモジュール１００の分解斜視図である。マイクロリアクタモジュール１００を機能毎に分けた場合の概略側面図である。マイクロリアクタモジュール１００と発電セル１６０を備える発電システム５００、及び、電子機器本体６００を含むブロック図である。固体酸化物型の発電セル２００の概略断面図である。固体酸化物型の別の発電セル３００の概略断面図である。第一の製造方法における、成膜直後のＹＨ₂膜のＸ線回折測定の結果である。ＹＨ₂膜を形成後、真空中で７００℃にて３０分焼成して形成したＹ_２Ｏ_３膜のＸ線回折測定の結果である。実施例１における、基板に一層のＹ_２Ｏ_３膜を成膜した場合の基板の反りを測定した結果である。実施例１における、基板に二層のＹ_２Ｏ_３膜を成膜した場合の基板の反りを測定した結果である。実施例２の第四の製造方法における、成膜直後の試料のＸ線回折測定の結果である。実施例２における、図１７の試料について焼成を行った際のＸ線回折結果である。従来例を示すためのもので、(a)は、基板４００の平面図、(b)は(a)の切断線XIX−XIXに沿って切断した際の矢視断面図である。線膨張係数の一覧表である。希土類元素とそれから作られる希土類酸化物の一覧表である。希土類酸化物の融点、結晶構造の一覧表である。