JP2008257943A - Electrode for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell having same - Google Patents

Electrode for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell having same Download PDF

Info

Publication number
JP2008257943A
JP2008257943A JP2007097265A JP2007097265A JP2008257943A JP 2008257943 A JP2008257943 A JP 2008257943A JP 2007097265 A JP2007097265 A JP 2007097265A JP 2007097265 A JP2007097265 A JP 2007097265A JP 2008257943 A JP2008257943 A JP 2008257943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
fuel cell
bismuth
solid oxide
lsm
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.)
Pending
Application number
JP2007097265A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Takeda
保雄 武田
Atsushi Hirano
敦 平野
Takashi Harada
隆 原田
Keiji Yamahara
圭二 山原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Mie University NUC
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Mie University NUC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp, Mie University NUC filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2007097265A priority Critical patent/JP2008257943A/en
Publication of JP2008257943A publication Critical patent/JP2008257943A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode for a solid oxide fuel cell capable of generating electric power in high power density even in a medium temperature region (600-800°C), and to provide the solid oxide fuel cell having the electrode. <P>SOLUTION: The electrode for the solid oxide fuel cell includes a bismuth-containing oxide attached to the inside of a pore of a porous structure having at least electron conductivity. The bismuth-containing oxide is yttria- or erbia-stabilized bismuth oxide or Bi<SB>4</SB>V<SB>2-x</SB>M<SB>x</SB>O<SB>11</SB>. The solid oxide fuel cell uses this electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池用電極及び該電極を有する固体酸化物形燃料電池に関するものであり、より具体的には、固体酸化物形燃料電池用電極に特定化合物を付着させ、燃料電池の性能を向上させた固体酸化物形燃料電池用電極及び該電極を有する固体酸化物形燃料電池に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrode for a solid oxide fuel cell and a solid oxide fuel cell having the electrode, and more specifically, a specific compound is attached to an electrode for a solid oxide fuel cell, and a fuel is produced. The present invention relates to a solid oxide fuel cell electrode with improved battery performance and a solid oxide fuel cell having the electrode.

電解質にイオン伝導性のセラミックスを用いるものを、固体酸化物形燃料電池(SOFC)といい、固体酸化物形燃料電池(SOFC)は、各種の燃料電池の中で最も発電効率が高く、作動温度が約1000℃と高温であるために排熱が利用しやすく、また構成材料がすべて固体であること等から、シンプルで高い発電効率(50%以上)の電源システムとして期待されている。   Those using ion-conducting ceramics as the electrolyte are called solid oxide fuel cells (SOFC). Solid oxide fuel cells (SOFC) have the highest power generation efficiency and operating temperature among various fuel cells. However, it is expected to be a simple power supply system with high power generation efficiency (50% or more) because it is easy to use exhaust heat because it is as high as about 1000 ° C. and all the constituent materials are solid.

固体酸化物形燃料電池(SOFC)は、燃料極に還元剤、例えば、水素(H)、一酸化炭素(CO)、「メタン(CH)等の炭化水素を含むガス(燃料ガス)」等を供給し、カソードに酸化剤、例えば、酸素(O)等を含むガス(例えば空気)を供給することにより発電するデバイスである(特許文献1参照)。 A solid oxide fuel cell (SOFC) is a gas (fuel gas) containing a reducing agent, for example, hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), or a hydrocarbon such as “methane (CH 4 )” at the fuel electrode. Is supplied to the cathode, and a gas (for example, air) containing an oxidizing agent such as oxygen (O 2 ) is supplied to the cathode (see Patent Document 1).

固体酸化物形燃料電池用の酸素極材料として最も一般的なものは、(La,Sr)MnOペロブスカイト酸化物(LSM)であり、電解質はイットリア安定化ジルコニア(YSZ)が主に用いられる。 The most common oxygen electrode material for solid oxide fuel cells is (La, Sr) MnO 3 perovskite oxide (LSM), and yttria-stabilized zirconia (YSZ) is mainly used as an electrolyte.

しかしながら、固体酸化物形燃料電池(SOFC)は、構成材料が高温にさらされるので、酸化性及び還元性環境での化学的安定性、接触材料の化学的安定性、導電率及び熱機械的適合性により制限される等、材料の耐久性や性能低下等の問題が生じてしまう。一方、一般に燃料電池の温度を下げた場合、電極材料の導電率や電極活性が低下してしまうため、十分な出力密度が得られない。   However, solid oxide fuel cells (SOFCs) are subject to chemical stability in oxidizing and reducing environments, chemical stability of contact materials, electrical conductivity, and thermomechanical compatibility because the constituent materials are exposed to high temperatures. Problems such as material durability and performance degradation, such as being restricted by the properties, occur. On the other hand, generally, when the temperature of the fuel cell is lowered, the conductivity and electrode activity of the electrode material are lowered, so that a sufficient output density cannot be obtained.

そのため、700℃程度の中温で作動可能な中温形固体酸化物形燃料電池(IT−SOFC)の研究が盛んに行われている。例えば、薄膜技術を応用して、薄膜のイットリア安定化ジルコニア(YSZ)を用いたり(非特許文献1〜3参照)、電極反応に関与する酸素分子、電子や酸化物イオンの何れもが反応できるように三相界面を形成させたりして電極性能を向上させている(非特許文献4〜6参照)。   Therefore, research on an intermediate temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) capable of operating at an intermediate temperature of about 700 ° C. has been actively conducted. For example, thin film yttria-stabilized zirconia (YSZ) can be used by applying thin film technology (see Non-Patent Documents 1 to 3), or any of oxygen molecules, electrons, and oxide ions involved in electrode reactions can react. Thus, the electrode performance is improved by forming a three-phase interface (see Non-Patent Documents 4 to 6).

また、ビスマス含有酸化物の利用としては、それを電解質に用いる試みがなされている(非特許文献7〜8参照)。しかし、ビスマス含有酸化物は酸素分圧の低い条件下では不安定であり、固体酸化物形燃料電池(SOFC)の電解質として使用するのには制限があった。   Moreover, as a utilization of a bismuth containing oxide, the trial which uses it for an electrolyte is made | formed (refer nonpatent literature 7-8). However, bismuth-containing oxides are unstable under conditions of low oxygen partial pressure, and are limited in use as electrolytes in solid oxide fuel cells (SOFC).

また、イオン伝導性を有する金属酸化物粒子とLSM粒子を混合して酸素極を形成させて電気抵抗を下げたり電力密度を上げたりする検討がなされている(LSM−GDC及びLSM−YSZについては非特許文献9参照、LSM−CBOについては非特許文献10参照)。しかしながら、これらは、粒子同士を混合した後に焼成して、多孔質複合体を形成させるものであり、中温領域(600℃〜800℃)では、十分な電極としての性能を達成するには至っていなかった。   In addition, studies have been made to mix metal oxide particles having ion conductivity and LSM particles to form an oxygen electrode to lower electrical resistance or increase power density (for LSM-GDC and LSM-YSZ). (See Non-Patent Document 9; see Non-Patent Document 10 for LSM-CBO). However, these are those in which particles are mixed and then fired to form a porous composite. In the intermediate temperature range (600 ° C. to 800 ° C.), sufficient performance as an electrode has been achieved. There wasn't.

上記のように、中温領域(600℃〜800℃)で問題なく使用可能な固体酸化物形燃料電池に関しては、未だ十分な技術は完成されていなかった。また、多孔質電極へ貴金属や酸化物を含浸させる検討(特許文献2、非特許文献11〜14)や、ビスマス含有酸化物を電極に含侵させてはいないものの、ビスマス含有酸化物を使用した電極についての検討(非特許文献15〜18)も種々なされている。しかし、本発明者らが知る限り、低温で結晶化可能であり、少量でも高分散可能なものは知られておらず、従って、低い含侵量でも高性能な電極が望まれているのが現状であった。   As described above, a sufficient technology has not yet been completed for a solid oxide fuel cell that can be used without any problem in an intermediate temperature range (600 ° C. to 800 ° C.). Moreover, although the examination which impregnates a noble metal and an oxide to a porous electrode (patent document 2, nonpatent literature 11-14) and the bismuth containing oxide were not impregnated to the electrode, the bismuth containing oxide was used. Various studies on electrodes (Non-Patent Documents 15 to 18) have been made. However, as far as the present inventors know, there is no known one that can be crystallized at a low temperature and can be highly dispersed even in a small amount. Therefore, a high-performance electrode with a low impregnation amount is desired. It was the current situation.

特開平9−129256号公報JP-A-9-129256 特表2001−522518号公報JP-T-2001-522518 Gaudon,M.,Laberty-Robert,Ch.,Ansart,F.,Stevens,P.,2006,Journalof the European Ceramic Society,26,pp.3153-3160.Gaudon, M., Laberty-Robert, Ch., Ansart, F., Stevens, P., 2006, Journal of the European Ceramic Society, 26, pp. 3153-3160. Nomura,H.,Parekh,S.,Selman J.R.,Al-HallaJ,S.,2005,Journalof Applied Electrochemistry,35,pp.61-67.Nomura, H., Parekh, S., Selman J.R., Al-HallaJ, S., 2005, Journalof Applied Electrochemistry, 35, pp. 61-67. Lao, G.J.,Herts,J.,Tuller H.,Horn,Y.S.,2004,Journalof Electroceramics,13,pp.691-695.Lao, G.J., Herts, J., Tuller H., Horn, Y.S., 2004, Journal of Electroceramics, 13, pp. 691-695. Chen,X.J.,Chan,S.H.,Khor,K.A.,2004,Electrochimica Acta,49,pp.1851-1861.Chen, X.J., Chan, S.H., Khor, K.A., 2004, Electrochimica Acta, 49, pp. 1851-1861. Jiang,S.P.,Love,J.G.,Ramprakash,Y.,2002,Journalof Power Sources,110,pp.201-208.Jiang, S.P., Love, J.G., Ramprakash, Y., 2002, Journalof Power Sources, 110, pp.201-208. Barbucci,A.,Viiviani,M.,Carpanese,P.,VladikovaD.,Stoynov,Z.,2006,Electrochimica Acta,51,pp.1641-1650.Barbucci, A., Viiviani, M., Carpanese, P., Vladikova D., Stoynov, Z., 2006, Electrochimica Acta, 51, pp.1641-1650. Jiang,N.X.,Wachsman,E.D.,Jung,S.-H.,2002,SolidState Ionics, 150,pp.347-353.Jiang, N.X., Wachsman, E.D., Jung, S.-H., 2002, SolidState Ionics, 150, pp.347-353. Esposito,V.,Traversa,E.,Wachsman,E.D.,2005,Journalof The Electrochemical Society,152(12),pp.A2300-A2305.Esposito, V., Traversa, E., Wachsman, E.D., 2005, Journalof The Electrochemical Society, 152 (12), pp. A2300-A2305. Murray,E.P.,Barnett,S.A.,2001,SolidState Ionics,143,pp.265-273.Murray, E.P., Barnett, S.A., 2001, SolidState Ionics, 143, pp.265-273. Zhao,H.,Huo,L.,Gao,S.,2004,J.PowerSources,125,pp.149-154.Zhao, H., Huo, L., Gao, S., 2004, J. PowerSources, 125, pp. 149-154. Chun,L.,Tal,Z.S.,Craig,P.J.,Steven,J.V.,Lutgard,C.D.J.,2006,Journal of The Electrochemical Society,153(6),A1115-A1119.Chun, L., Tal, Z.S., Craig, P.J., Steven, J.V., Lutgard, C.D.J., 2006, Journal of The Electrochemical Society, 153 (6), A1115-A1119. Jiang,S.P.,Leng,Y.J.,Chan,S.H.,Khor,A.K.,2003,Electrochemical and Solid-State Letters,6(4),A67-A70.Jiang, S.P., Leng, Y.J., Chan, S.H., Khor, A.K., 2003, Electrochemical and Solid-State Letters, 6 (4), A67-A70. Jiang,S.P.,Duan,Y.Y.,Love,J.G.,2002,Journal of The Electrochemical Society,149(9),A1175-A1183.Jiang, S.P., Duan, Y.Y., Love, J.G., 2002, Journal of The Electrochemical Society, 149 (9), A1175-A1183. Jiang,S.P.,2006,Materials Science and Engineering A,418,199-210.Jiang, S.P., 2006, Materials Science and Engineering A, 418, 199-210. Y.Yamakoshi,T.Kenjo,1996,Denki Kagaku,64(6),590-595.Y. Yamakoshi, T. Kenjo, 1996, Denki Kagaku, 64 (6), 590-595. Changrong,X.,Yuelan,Z.,Meilin,L.,2003,Applied Physics Letters,82(6),901-903.Changrong, X., Yulan, Z., Meilin, L., 2003, Applied Physics Letters, 82 (6), 901-903. Zhonglin,W.,Meilin,L.,1998,Journal of American Ceramic Society,81(5),1215-1220.Zhonglin, W., Meilin, L., 1998, Journal of American Ceramic Society, 81 (5), 1215-1220.

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、中温領域(600℃〜800℃)でも高い電力密度で発電が可能な固体酸化物形燃料電池用電極、及び、該電極を有する固体酸化物形燃料電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and its problem is that an electrode for a solid oxide fuel cell capable of generating power at a high power density even in an intermediate temperature range (600 ° C. to 800 ° C.), and the electrode It is an object of the present invention to provide a solid oxide fuel cell.

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の物性・構造を有する電極に、ビスマス含有酸化物を付着させることにより、抵抗を減らし電池性能が向上することを見出し本発明に到達した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that by attaching a bismuth-containing oxide to an electrode having specific physical properties and structure, the resistance is reduced and the battery performance is improved. The present invention has been reached.

すなわち、本発明は、電子伝導性を有する多孔性構造体の孔内に、ビスマス含有酸化物が付着されてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池用電極を提供するものである。   That is, the present invention provides an electrode for a solid oxide fuel cell, characterized in that a bismuth-containing oxide is deposited in the pores of a porous structure having electronic conductivity.

また、本発明は、上記電極を有する固体酸化物形燃料電池を提供するものである。   The present invention also provides a solid oxide fuel cell having the above electrode.

本発明によれば、中温領域(600℃〜800℃)でも高い電力密度で発電が可能である固体酸化物形電池用電極及び該電極を有する固体酸化物形燃料電池を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a solid oxide battery electrode capable of generating power at a high power density even in an intermediate temperature range (600 ° C. to 800 ° C.) and a solid oxide fuel cell having the electrode. Become.

以下、本発明について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定させるものではなく、任意に変形して実施することができる。   Hereinafter, although this invention is demonstrated, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by deform | transforming arbitrarily.

本発明の固体酸化物形燃料電池用電極は、電子伝導性を有する多孔性構造体の孔内に、ビスマス含有酸化物が付着されていることが必須である。本発明において、「電子伝導性を有する」とは、電池操作温度で、10−1S/cm以上の電子伝導度を有することを意味する。電子伝導度は、好ましくは10S/cm以上、より好ましくは100S/cm以上である。電池操作温度での電子伝導度が低すぎると、電池として十分な出力を得ることができない場合がある。 In the solid oxide fuel cell electrode of the present invention, it is essential that a bismuth-containing oxide is attached in the pores of the porous structure having electron conductivity. In the present invention, “having electronic conductivity” means having an electron conductivity of 10 −1 S / cm or more at a battery operating temperature. The electron conductivity is preferably 10 S / cm or more, more preferably 100 S / cm or more. If the electron conductivity at the battery operating temperature is too low, a sufficient output as a battery may not be obtained.

本発明における「電子伝導性を有する物質」としては、一般式、A1−aA’1−bB’3−δで表される希土類ペロブスカイト等の金属酸化物が好ましいものとして挙げられる。上記式中、0≦a≦1、0≦b≦1、−0.2≦δ≦0.5であり、Aは少なくとも1種の希土類カチオン、例えば、La、Pr、Nd、Sm又はTbであり、A’は少なくとも1種のドーパントカチオン、例えば、アルカリ土類カチオンSr又はCaであり、BはMn、Co、Fe、Cr及びNiからなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属であり、B’はBとは異なる遷移元素カチオンである。 As the “substance having electron conductivity” in the present invention, a metal oxide such as a rare earth perovskite represented by the general formula, A 1-a A ′ a B 1 -b B ′ b O 3 -δ is preferable. Can be mentioned. In the above formula, 0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, −0.2 ≦ δ ≦ 0.5, and A is at least one rare earth cation such as La, Pr, Nd, Sm or Tb. A ′ is at least one dopant cation, such as alkaline earth cation Sr or Ca, B is at least one transition metal selected from the group consisting of Mn, Co, Fe, Cr and Ni; B ′ is a transition element cation different from B.

これらの希土類ペロブスカイトとしては、更に好ましくは、具体的に以下のものが挙げられる。これらは単独で使用しても、2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
La1−aSrMnO3−δ[式中、0≦a≦0.5](以下、「LSM」と略記する)、
Pr1−aSrMnO3−δ[式中、0≦a≦0.6]、
Pr1−aSrCoO3−δ[式中、0≦a≦0.5]、
La1−aSrCo1−bFe3−δ[式中、0≦a≦0.4、0≦b≦0.8]、
La1−aSrCo1−bNi3−δ[式中、0≦a≦0.6、0≦b≦0.4]、
La1−aSrCrO3−δ又はLa1−aCaCrO3−δ[式中、0≦a≦0.5]。
More preferred examples of these rare earth perovskites include the following. These may be used alone or in combination of two or more.
La 1-a Sr a MnO 3-δ [wherein 0 ≦ a ≦ 0.5] (hereinafter abbreviated as “LSM”),
Pr 1-a Sr a MnO 3-δ [where 0 ≦ a ≦ 0.6],
Pr 1-a Sr a CoO 3-δ [where 0 ≦ a ≦ 0.5],
La 1-a Sr a Co 1-b Fe b O 3-δ [where 0 ≦ a ≦ 0.4, 0 ≦ b ≦ 0.8],
La 1-a Sr a Co 1-b Ni b O 3-δ [where 0 ≦ a ≦ 0.6, 0 ≦ b ≦ 0.4],
La 1-a Sr a CrO 3-δ or La 1-a Ca a CrO 3-δ [where 0 ≦ a ≦ 0.5].

また、他の「電子伝導性を有する物質」としては、
0〜90%のIn、10〜100%のPrO1.83、0〜50%のZrO
の組成比を有するIn−PrO1.83−ZrOの混合物から形成される生成物、
0〜70%のCo、30〜100%のPrO1.83、0〜50%のZrO
の組成比を有するCo−PrO1.83−ZrOの混合物から形成される生成物、
等が挙げられる。上記の「%」は「mol%」を意味する。これらは単独で使用しても、2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
In addition, as other “substances having electron conductivity”
0-90% In 2 O 3 , 10-100% PrO 1.83 , 0-50% ZrO 2
In 2 O 3 -PrO 1.83 product formed from a mixture of -ZrO 2 having a composition ratio of,
0-70% Co 3 O 4 , 30-100% PrO 1.83 , 0-50% ZrO 2
A product formed from a mixture of Co 3 O 4 —PrO 1.83 —ZrO 2 having a composition ratio of:
Etc. The above “%” means “mol%”. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、電子伝導性を有する多孔性構造体が、更に、イオン伝導性を有するものであることが好ましい。「イオン伝導性を有する」とは、電池操作温度でイオン伝導度が10−3S/cm以上であることをいう。 In the present invention, it is preferable that the porous structure having electron conductivity further has ion conductivity. “Having ion conductivity” means that the ion conductivity is 10 −3 S / cm or more at the battery operating temperature.

電子伝導性とイオン伝導性を共に有するものとしては、(La,Sr)CoO、(La,Fe)FeO、(La,Sr)(Co,Fe)O、(Sm,Sr)CoO等のペロブスカイト型の酸化物;LaNiO、(La,Sr)CoO等のKNiF型構造の酸化物等が挙げられる。これらは単独で使用しても、2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。 As those having both electron conductivity and ion conductivity, (La, Sr) CoO 3 , (La, Fe) FeO 3 , (La, Sr) (Co, Fe) O 3 , (Sm, Sr) CoO 3 are used. Perovskite type oxides such as La 2 NiO 4 , (La, Sr) 2 CoO 4 and other oxides of K 2 NiF 4 type structure. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明における多孔性構造体には、電子又は「電子とイオン」が伝導可能なパスが存在することが求められる。従って、粒子が焼結されることによりネットワークを形成しているものであることが好ましい。   The porous structure in the present invention is required to have a path through which electrons or “electrons and ions” can be conducted. Therefore, it is preferable that the particles are sintered to form a network.

多孔性構造体の孔径は、好ましくは0.1μm以上100μm以下であり、特に好ましくは1μm以上50μm以下である。孔径が大き過ぎると、電極表面積が低下し、触媒としての活性サイトが減少するため電池として十分な出力を得ることができない場合がある。一方、孔径が小さ過ぎると、ビスマス含有酸化物を付着させる際に孔を塞いでしまい、触媒としての活性サイトが減少するため電池として十分な出力を得ることができない場合がある。   The pore size of the porous structure is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, and particularly preferably 1 μm or more and 50 μm or less. If the pore diameter is too large, the electrode surface area decreases, and the active site as a catalyst decreases, so that a sufficient output as a battery may not be obtained. On the other hand, if the pore diameter is too small, the pores are closed when depositing the bismuth-containing oxide, and active sites as a catalyst are reduced, so that a sufficient output as a battery may not be obtained.

また、多孔性構造体の全体積に占める孔の体積の割合を示す「孔率」については特に限定はないが、機械的強度を保つ点と、触媒としての活性サイトを増やすという点で、10〜70%の範囲が好ましく、20〜50%の範囲が特に好ましい。   Further, there is no particular limitation on the “porosity” indicating the ratio of the volume of the pores to the total volume of the porous structure, but in terms of maintaining the mechanical strength and increasing the active sites as the catalyst, 10 A range of ˜70% is preferred, and a range of 20˜50% is particularly preferred.

本発明における多孔性構造体の製造方法は特に限定はないが、上記「電子伝導性を有する物質」の粒子を、「一時的な結合剤」や分散媒等と共に電解質に塗布し、その後、焼結する方法が好ましい。「一時的な結合剤」や分散媒としては、電解質上に上記「電子伝導性を有する物質」の粒子が塗布でき、その後の分散媒蒸発、焼成等で実質的に電解質表面からなくなるものであれば特に限定はない。また、「一時的な結合剤」と「分散媒」は、別々の物質である必要はなく、両機能を有した同一物質であってもよい。   The method for producing a porous structure in the present invention is not particularly limited, but the particles of the “electron-conducting substance” are applied to an electrolyte together with a “temporary binder” or a dispersion medium, and then sintered. The method of ligating is preferred. As a “temporary binder” or dispersion medium, particles of the above-mentioned “electron-conducting substance” can be coated on the electrolyte, and subsequently disappear from the electrolyte surface by evaporation, firing, etc. of the dispersion medium. There is no particular limitation. In addition, the “temporary binder” and the “dispersion medium” do not need to be separate substances, and may be the same substance having both functions.

「一時的な結合剤」としては特に限定はないが、具体的には、例えば、ポリ(メタ)アクリレート、ポリビニルブチラール(例えば、Butvar(商標)としてモンサント(Monsanto)社から入手可能)、ポリビニルアセトン、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、スチレン−ブタジエンコポリマー等の有機ポリマー等が挙げられる。   The “temporary binder” is not particularly limited, and specific examples thereof include poly (meth) acrylate, polyvinyl butyral (for example, available from Monsanto as Butvar ™), polyvinylacetone , Organic polymers such as methylcellulose, ethylcellulose, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and styrene-butadiene copolymer.

また、「分散媒」としては、粒子を分散できるものであれば特に限定はないが、具体的には、例えば、エタノール、プロパノール、グリセリン、エチレングリコール、テルピネオール等のアルコール類;トルエン等の炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、フタル酸ジブチル等のエステル類;プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル、低分子量ポリエチレングリコール、低分子量ポリプロピレングリコール、カルビトール等のグリコール誘導体類等の常温で液体の有機物が挙げられる。   The “dispersion medium” is not particularly limited as long as it can disperse the particles. Specifically, for example, alcohols such as ethanol, propanol, glycerin, ethylene glycol, and terpineol; hydrocarbons such as toluene Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and dibutyl phthalate; propylene glycol monoalkyl ether, dipropylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, dipropylene glycol dialkyl ether, low molecular weight polyethylene Examples thereof include organic substances that are liquid at room temperature, such as glycol derivatives such as glycol, low molecular weight polypropylene glycol, and carbitol.

前記「電子伝導性を有する物質」の粒子が、上記一時的な結合剤及び/又は分散媒に分散されたペースト状やスラリー状の塗布液には、更に、一時的な孔形成剤、例えば、炭素粒子、炭素繊維等を含むことも好ましく、それらの使用は、焼結温度以下で燃焼して多孔性構造体の孔率や孔径を増大させることができる点で好ましい。   In the paste-like or slurry-like coating liquid in which the particles of the “substance having electron conductivity” are dispersed in the temporary binder and / or dispersion medium, a temporary pore forming agent, for example, It is also preferable to include carbon particles, carbon fibers, and the like, and their use is preferable in terms of being able to increase the porosity and the pore diameter of the porous structure by burning below the sintering temperature.

また、上記塗布液には、更に、分散剤を含有することも好ましい。かかる分散剤としては、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリカルボン酸アンモニウム等が挙げられる。   Moreover, it is preferable that the coating solution further contains a dispersant. Examples of such a dispersant include ammonium polyacrylate and ammonium polycarboxylate.

上記塗布液は、要すれば、更に、可塑剤、消泡剤、界面活性剤等と共に、例えば、ボールミル、3本ロールミル、遊星ミル、自動乳鉢、ジェットミル、ホモジナイザー等の分散機を用いて、「電子伝導性を有する物質」の粒子を分散させ、適度の粘度の塗布液とした後、例えば、スクリーンプリンティング法、テープ形成、ドクターブレード等により固体電解質上にコーティングされる。   If necessary, the coating solution may be further used together with a plasticizer, an antifoaming agent, a surfactant, etc., for example, using a dispersing machine such as a ball mill, a three-roll mill, a planetary mill, an automatic mortar, a jet mill, a homogenizer, After the particles of “substance having electron conductivity” are dispersed to form a coating solution having an appropriate viscosity, it is coated on the solid electrolyte by, for example, screen printing, tape formation, doctor blade or the like.

コーティング後、焼結することによって多孔性構造体が形成される。焼結温度としては特に限定はないが、1000℃〜1300℃が好ましい。   After coating, the porous structure is formed by sintering. Although there is no limitation in particular as sintering temperature, 1000 to 1300 degreeC is preferable.

焼結後の多孔性構造体の膜厚は特に限定はないが、1μm以上500μm以下が好ましい。膜厚が厚過ぎると、孔内に均一に付着させるのに過剰のビスマス含有酸化物が必要となり、コスト的に不利になる場合があり、薄すぎると、電極表面積が低下し、触媒としての活性サイトが減少するため電池として十分な出力を得ることができない場合がある。   The film thickness of the porous structure after sintering is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more and 500 μm or less. If the film thickness is too thick, an excess of bismuth-containing oxide is required to deposit uniformly in the pores, which may be disadvantageous in terms of cost. If it is too thin, the electrode surface area decreases and the activity as a catalyst is reduced. In some cases, sufficient output cannot be obtained as a battery because the number of sites decreases.

本発明は、上記多孔性構造体の孔内に、ビスマス含有酸化物が付着されてなることを特徴とする。本発明において、「ビスマス含有酸化物」としては、少なくともビスマス元素を含有する酸化物であれば特に限定はないが、イットリア又はエルビアで安定化した酸化ビスマス、又は、Bi2−x11[式中、MはCu、Ni、Co、Al、Ti、Nb又はTaを示し、xは0≦x<0.5なる実数を示す]で示されるものが、高酸化物イオン伝導率を有するため、結果として中温領域(600℃〜800℃)でも高い電力密度で発電が可能となるため好ましい。 The present invention is characterized in that a bismuth-containing oxide is deposited in the pores of the porous structure. In the present invention, the “bismuth-containing oxide” is not particularly limited as long as it is an oxide containing at least a bismuth element. However, bismuth oxide stabilized with yttria or erbia, or Bi 4 V 2−x M x O 11 [wherein M represents Cu, Ni, Co, Al, Ti, Nb or Ta, and x represents a real number satisfying 0 ≦ x <0.5] represents a high oxide ion conductivity. As a result, it is preferable because power can be generated at a high power density even in the intermediate temperature range (600 ° C. to 800 ° C.).

「ビスマス含有酸化物」としては、イットリア、エルビア等の希土類元素含有酸化物で、δ相を安定化させた蛍石構造の酸化物が上記効果を示すので好ましい。特に好ましくは、(Bi1−x(Er[式中、0<x<0.5]で表されるエルビアで安定化したビスマス酸化物(以下、「ESB」と略記する)である。上記式中、xとしては、高い酸化物イオン伝導性を有する点で、上記式中、0.2≦x≦0.3が特に好ましい。 As the “bismuth-containing oxide”, a rare-earth element-containing oxide such as yttria or erbia, and an oxide having a fluorite structure in which the δ phase is stabilized is preferable because the above effect is exhibited. Particularly preferably, (Bi 2 O 3 ) 1-x (Er 2 O 3 ) x [wherein bismuth oxide stabilized with erbia represented by 0 <x <0.5] (hereinafter “ESB”) Abbreviated). In the above formula, x is particularly preferably 0.2 ≦ x ≦ 0.3 in the above formula because x has high oxide ion conductivity.

また、「ビスマス含有酸化物」としては、BIMEVOXで総称される層状構造の酸化物であるBi2−x11で示されるものも好ましい。上記式中、MはCu、Ni、Co、Al、Ti、Nb又はTaを示す。また、xは0≦x<0.5なる実数を示す。 In addition, as the “bismuth-containing oxide”, those represented by Bi 4 V 2−x M x O 11 , which is an oxide having a layered structure generically named BIMEVOX, are also preferable. In the above formula, M represents Cu, Ni, Co, Al, Ti, Nb or Ta. X represents a real number of 0 ≦ x <0.5.

本発明においては、上記多孔性構造体の孔内にビスマス含有酸化物が付着されていればその付着状態は特に限定はないが、多孔性構造体の孔の表面に、被覆状態ではなく分散状態で付着されていることが好ましい。その一例を図3に示す。図3において(a)はLSMのみ、(b)はESBをLSMの孔内に付着させたものの走査型電子顕微鏡(SEM)写真であるが、ESB粒子が、多孔性構造体(LSM)に存在する孔の表面に分散状態で付着されている。   In the present invention, if the bismuth-containing oxide is adhered in the pores of the porous structure, the adhesion state is not particularly limited, but the surface of the pores of the porous structure is not coated but dispersed. It is preferable that it is attached by. An example is shown in FIG. In FIG. 3, (a) is LSM only, and (b) is a scanning electron microscope (SEM) photograph of ESB deposited in the LSM pores, but ESB particles are present in the porous structure (LSM). It is attached in a dispersed state to the surface of the hole to be formed.

多孔性構造体の孔の一部にビスマス含有酸化物が付着していてもよいが、実質的に全ての孔にビスマス含有酸化物が付着していることが好ましい。また、ビスマス含有酸化物が粒子である場合、その粒子が重なり合う状態であってもよいが、均一に付着していることが好ましい。「均一」とは、その粒子又は粒子が重なり合った状態のものが、ほぼ等間隔に存在している状態をいう。三相界面が増えるという観点からいえば、その粒子又は粒子が重なりあった状態の小さいものがより好ましい。   Although the bismuth-containing oxide may be attached to some of the pores of the porous structure, it is preferable that the bismuth-containing oxide is attached to substantially all the pores. Further, when the bismuth-containing oxide is a particle, the particles may be in an overlapping state, but it is preferable that they are uniformly attached. “Uniform” refers to a state in which particles or particles in an overlapping state exist at approximately equal intervals. From the viewpoint of increasing the number of three-phase interfaces, it is more preferable that the particles or particles having a small overlapping state are used.

また、本発明において、「ビスマス含有酸化物」が、多孔性構造体の孔内に分散状態で付着している場合、その「ビスマス含有酸化物」の分散粒径は特に限定はないが、500nm以下が好ましく、特に好ましくは0.1nm以上250nm以下である。分散粒径が大き過ぎると、三相界面が減少し、酷い場合には孔が塞がってしまい電池の出力が大きく減少する場合があり、一方、小さ過ぎると、ビスマス含有酸化物の結晶性が低下し、酸化物イオン伝導性が悪くなり、電池の出力が小さくなる場合がある。分散粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、無作為に20個選択してその粒子の直径を計測することによって決定される。   In the present invention, when the “bismuth-containing oxide” is attached in a dispersed state in the pores of the porous structure, the dispersed particle diameter of the “bismuth-containing oxide” is not particularly limited, but is 500 nm. The following is preferable, and particularly preferably 0.1 nm or more and 250 nm or less. If the dispersed particle size is too large, the three-phase interface will be reduced, and if it is severe, the pores may be blocked and the battery output may be greatly reduced. On the other hand, if it is too small, the crystallinity of the bismuth-containing oxide will be reduced. However, the oxide ion conductivity may be deteriorated, and the output of the battery may be reduced. The dispersed particle size is determined by selecting 20 particles at random using a scanning electron microscope (SEM) and measuring the diameter of the particles.

多孔性構造体とビスマス含有酸化物の電極における質量割合は特に限定はないが、多孔性構造体100質量部に対して、ビスマス含有酸化物10質量部〜100質量部が好ましく、20質量部〜80質量部がより好ましい。ビスマス含有酸化物が相対的に少なすぎるとビスマス含有酸化物添加による三相界面増加の効果が小さく、十分な電力密度が得られない場合があり、一方、多すぎるとビスマス含有酸化物が凝集したり、酷い場合には多孔性構造体の孔が塞がってしまい、三相界面が減少し、十分な電力密度が得られない場合がある。   The mass ratio of the porous structure and the bismuth-containing oxide in the electrode is not particularly limited, but is preferably 10 to 100 parts by mass of the bismuth-containing oxide with respect to 100 parts by mass of the porous structure. 80 parts by mass is more preferable. If the amount of bismuth-containing oxide is relatively small, the effect of increasing the three-phase interface due to the addition of the bismuth-containing oxide may be small, and sufficient power density may not be obtained. In severe cases, the pores of the porous structure are blocked, the three-phase interface is reduced, and a sufficient power density may not be obtained.

多孔性構造体の孔内に、ビスマス含有酸化物を付着させる方法は特に制限はなく、例えば、多孔性構造体にビスマス含有酸化物を含む液を含侵させ、その後乾燥及び焼成してもよいし、多孔性構造体にビスマス含有酸化物の前駆体の溶液を含浸させ、その後乾燥及び焼成してもよい。ここで、「ビスマス含有酸化物の前駆体」としては、焼成することによってビスマス含有酸化物となるものであれば特に限定はないが、有機溶媒又は水に溶解するものであることが、溶液が均一に多孔性構造体の孔内に入り込み、均一にビスマス含有酸化物を孔内に付着させる点で好ましい。また、粒径の小さいビスマス含有酸化物粒子を均一に分散状態で付着させ易い点で好ましい。「ビスマス含有酸化物の前駆体」としては、具体的には、例えば、硝酸塩、酢酸塩、クエン酸塩等であることが好ましい。   The method for attaching the bismuth-containing oxide to the pores of the porous structure is not particularly limited. For example, the porous structure may be impregnated with a liquid containing the bismuth-containing oxide, and then dried and fired. The porous structure may be impregnated with a solution of a bismuth-containing oxide precursor, and then dried and fired. Here, the “precursor of bismuth-containing oxide” is not particularly limited as long as it becomes a bismuth-containing oxide by firing, but the solution can be dissolved in an organic solvent or water. This is preferable in that it uniformly enters the pores of the porous structure and uniformly deposits the bismuth-containing oxide in the pores. Moreover, it is preferable at the point which is easy to make the bismuth containing oxide particle | grains with a small particle size adhere uniformly in a dispersed state. Specifically, the “bismuth-containing oxide precursor” is preferably, for example, nitrate, acetate, citrate and the like.

焼成の温度は特に限定はないが、好ましくは550℃〜800℃、特に好ましくは600℃〜750℃である。温度が高すぎると、ビスマス含有酸化物が融解する場合があり、低すぎると、結晶化しない場合がある。また、焼成時間は特に限定はないが、結晶性とコストの点で、1分〜2時間が好ましく、5分〜1時間が特に好ましい。   The firing temperature is not particularly limited, but is preferably 550 ° C to 800 ° C, and particularly preferably 600 ° C to 750 ° C. If the temperature is too high, the bismuth-containing oxide may melt, and if it is too low, it may not crystallize. Moreover, although baking time is not specifically limited, 1 minute-2 hours are preferable at the point of crystallinity and cost, and 5 minutes-1 hour are especially preferable.

固体酸化物形燃料電池は、少なくとも、酸素極、燃料極及び電解質を有する。本発明の固体酸化物形燃料電池用電極は、酸素極としても燃料極としても使用可能である。また、酸素極と燃料極の両方共に使用することも可能である。ただ、ビスマスを含む酸化物は、酸素分圧の低い条件下では還元されて分解したり、電子伝導性が生じ酸化物イオンの輸率が低下したりする場合があるため、酸素極として使用することが好ましい。また、燃料極として使用するためには、電子伝導性を有するものとするために、NiやCu等を含有することが好ましい。   The solid oxide fuel cell has at least an oxygen electrode, a fuel electrode, and an electrolyte. The electrode for a solid oxide fuel cell of the present invention can be used as an oxygen electrode or a fuel electrode. It is also possible to use both an oxygen electrode and a fuel electrode. However, oxides containing bismuth may be reduced and decomposed under conditions with a low oxygen partial pressure, or electron conductivity may occur and the transport number of oxide ions may decrease, so use as an oxygen electrode. It is preferable. Moreover, in order to use as a fuel electrode, in order to have electronic conductivity, it is preferable to contain Ni, Cu, etc.

本発明の固体酸化物形燃料電池用電極を酸素極として使用するときの、もう一方の極である燃料極としては、本発明の電極材料以外に固体酸化物形燃料電池に用いられる公知の燃料極材料を使用することができる。また、本発明の固体酸化物形燃料電池用電極を燃料極として使用するときの酸素極としては、本発明の電極材料以外に固体酸化物形燃料電池に用いられる公知の酸素極材料を使用することができる。   When the electrode for the solid oxide fuel cell of the present invention is used as an oxygen electrode, the other fuel electrode is a known fuel used for a solid oxide fuel cell in addition to the electrode material of the present invention. Polar materials can be used. As the oxygen electrode when the electrode for the solid oxide fuel cell of the present invention is used as a fuel electrode, a known oxygen electrode material used for a solid oxide fuel cell is used in addition to the electrode material of the present invention. be able to.

電解質としては特に限定はなく、固体酸化物形燃料電池に用いられる電解質材料を使用することができる。電解質としては、イオン伝導性が高く、酸素極側の酸化性雰囲気から燃料極側の還元性雰囲気までの条件下で、化学的に安定で熱衝撃に強い材料から構成することが好ましい。   There is no limitation in particular as electrolyte, The electrolyte material used for a solid oxide fuel cell can be used. The electrolyte is preferably made of a material that has high ion conductivity and is chemically stable and resistant to thermal shock under conditions from an oxidizing atmosphere on the oxygen electrode side to a reducing atmosphere on the fuel electrode side.

かかる要件を満たす材料としては、例えば、ジルコニアに加えて、MgO、CaO、SrO、BaO等のアルカリ土類金属酸化物、Y、La、CeO、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb等の希土類金属酸化物、Sc、Bi、In等を1種若しくは2種以上含有するジルコニア系セラミックを用いることができる。また、CeO又はBiに加えて、上記アルカリ土類金属酸化物、上記希土類金属酸化物、Sc、In、PbO、WO、MoO、VOs、Nb等を1種若しくは2種以上含有するセリア系又はビスマス系セラミックを用いることができる。その他に、ペロブスカイト構造を有するAZrO(A:Sr等のアルカリ土類金属)に、InやGa等をドープしたもの;LaGaOに、上記アルカリ土類金属酸化物、上記希土類金属酸化物、Sc、TiO、V、Cr、Mn、Fe、Co、NiO、CuO、ZnO、Nb、WO等の遷移金属酸化物、Al、SiO、In、Sb、Bi等の典型金属酸化物等をドープ又は分散強化したランタンガレート系セラミック;ブラウンミラーライト型構造を有するBaIn等のインジウム系セラミックを例示することができる。これらセラミック中には、更に他の酸化物としてSiO、Al、GeO、SnO、Sb、PbO、Ta、Nb等を含むものであってもよい。 Examples of materials that satisfy such requirements include, in addition to zirconia, alkaline earth metal oxides such as MgO, CaO, SrO, and BaO, Y 2 O 3 , La 2 O 3 , CeO 2 , Pr 2 O 3 , and Nd. Rare earth metal oxides such as 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Yb 2 O 3 , A zirconia-based ceramic containing one or more of Sc 2 O 3 , Bi 2 O 3 , In 2 O 3 and the like can be used. In addition to CeO 2 or Bi 2 O 3 , the alkaline earth metal oxide, the rare earth metal oxide, Sc 2 O 3 , In 2 O 3 , PbO, WO 3 , MoO 3 , V 2 Os, Nb A ceria-based or bismuth-based ceramic containing one or more of 2 O 5 and the like can be used. In addition, AZrO 3 having a perovskite structure (A: alkaline earth metal such as Sr) is doped with In or Ga; LaGaO 3 is doped with the alkaline earth metal oxide, rare earth metal oxide, Sc Transition metal oxidation such as 2 O 3 , TiO 2 , V 2 O 5 , Cr 2 O 3 , Mn 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Co 3 O 4 , NiO, CuO, ZnO, Nb 2 O 5 , WO 3 , Lanthanum gallate ceramics doped or dispersion strengthened with typical metal oxides such as Al 2 O 3 , SiO 2 , In 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Bi 2 O 3, etc .; Ba having a brown mirror light type structure Examples thereof include indium-based ceramics such as 2 In 2 O 5 . These ceramics may further contain other oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , GeO 2 , SnO 2 , Sb 2 O 3 , PbO, Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 and the like. Good.

これらの中でも、より好ましいものとして、Y、Ce、Sm、Pr、Sc、Ybの1以上で安定化されたジルコニアが挙げられる。例えば、イットリア安定化ジルコニア(Yttria Stabilized Zirconia;以下、「YSZ」と略記する)、スカンジア安定化ジルコニア(ScSZ)等の安定化ジルコニアが挙げられる。   Among these, zirconia stabilized with one or more of Y, Ce, Sm, Pr, Sc, and Yb is more preferable. Examples thereof include stabilized zirconia such as yttria stabilized zirconia (hereinafter abbreviated as “YSZ”) and scandia stabilized zirconia (ScSZ).

安定化ジルコニアとしては、一般式(ZrO1−x(M[式中、MはY、Sc、Sm、Al、Nd、Gd、Yb及びCeからなる群より選ばれた1種以上の元素を示す。ただしここで、MがCeの場合はMの代わりにCeOである。]、又は、
一般式(ZrO1−x(MO)[式中、MはCa及びMgからなる群より選ばれた1種以上の元素を示す]における、xが0<x≦0.3である固溶体が好ましい。特に好ましいものとしては、例えば、(ZrO1−x(Y(式中、0<x≦0.3)等が挙げられ、より好ましくは、式中、0.08≦x≦0.1である。また、更に好ましいものとしては(ZrO0.92(Y0.08等が挙げられる。
As the stabilized zirconia, general formula (ZrO 2 ) 1-x (M 2 O 3 ) x [wherein M is selected from the group consisting of Y, Sc, Sm, Al, Nd, Gd, Yb and Ce. One or more elements are shown. However, here, when M is Ce, it is CeO 2 instead of M 2 O 3 . ] Or
X in the general formula (ZrO 2 ) 1-x (MO) x [wherein M represents one or more elements selected from the group consisting of Ca and Mg] is 0 <x ≦ 0.3. A solid solution is preferred. Particularly preferable examples include (ZrO 2 ) 1-x (Y 2 O 3 ) x (where 0 <x ≦ 0.3), and more preferably 0.08 ≦ x ≦ 0.1. More preferable examples include (ZrO 2 ) 0.92 (Y 2 O 3 ) 0.08 .

ランタンガレートは特に限定はないが、一般式、La1−xSrGa1−y−zMg(式中、AはCo、Fe、Ni又はCuのいずれか1種以上の元素を示し、x=0.05〜0.3、y=0〜0.29、z=0.01〜0.3、y+z=0.025〜0.3の範囲である)で表される固溶体が好ましい。具体的には、La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.053−δ(式中、δは酸素欠損量を示す)等が挙げられる。 Although lanthanum gallate is not particularly limited, general formula, La in 1-x Sr x Ga 1- y-z Mg y A z O 3 ( wherein, A is Co, Fe, any one or more of Ni or Cu Element is represented by x = 0.05 to 0.3, y = 0 to 0.29, z = 0.01 to 0.3, y + z = 0.025 to 0.3). A solid solution is preferred. Specific examples include La 0.8 Sr 0.2 Ga 0.8 Mg 0.15 Co 0.05 O 3-δ (where δ represents the amount of oxygen deficiency).

セリア系固溶体は特に限定はないが、Ce1−x(式中、MはGd、La、Y、Sc、Sm、Al、Pr、Nd、Ca、Mg、Sr、Ba、Dy、Yb、Tb、及び他の2価又は3価のランタノイドからなる群から選ばれた1種以上の元素を示す)における、xが0<x≦0.5である固溶体が好ましい。中でも、MがGdであるCe1−xGd(式中、0<x≦0.5)、又は、MがSmであるCe1−xSm(式中、0<x≦0.5)がより好ましく、何れの式においても、式中、0.03≦x≦0.4が特に好ましい。また、特に好ましいセリア系固溶体としては、Ce0.8Gd0.22−δ(式中、δは酸素欠損量を示す)、Ce0.67Gd0.332−δ(式中、δは酸素欠損量を示す)、Ce0.9Gd0.12−δ(式中、δは酸素欠損量を示す)等が挙げられる。 The ceria-based solid solution is not particularly limited, but Ce 1-x M x O 2 (wherein M is Gd, La, Y, Sc, Sm, Al, Pr, Nd, Ca, Mg, Sr, Ba, Dy, A solid solution in which x is 0 <x ≦ 0.5 in Yb, Tb, and one or more elements selected from the group consisting of other divalent or trivalent lanthanoids) is preferable. Among them, Ce 1-x Gd x O 2 where M is Gd (where 0 <x ≦ 0.5), or Ce 1-x Sm x O 2 where M is Sm (where 0 <x ≦ 0.5) is more preferable, and in any formula, 0.03 ≦ x ≦ 0.4 is particularly preferable. Particularly preferable ceria-based solid solutions include Ce 0.8 Gd 0.2 O 2-δ (where δ represents the amount of oxygen deficiency), Ce 0.67 Gd 0.33 O 2-δ (wherein , Δ represents an oxygen deficiency amount), Ce 0.9 Gd 0.1 O 2-δ (where δ represents an oxygen deficiency amount), and the like.

アノード支持型セルのように機械的強度を他の部材で受け持つ場合には、電解質の厚さは還元剤(燃料)及び酸化剤が透過しない程度に緻密であれば小さい程よく、特に限定されない。通常1〜500μmである。   When the mechanical strength is handled by another member as in the anode-supported cell, the thickness of the electrolyte is preferably as small as possible so that the reducing agent (fuel) and the oxidizing agent do not permeate, and is not particularly limited. Usually 1 to 500 μm.

本発明の少なくとも電子伝導性を有する多孔性構造体の孔内にビスマス含有酸化物が付着されてなる電極を用いると、発電時の温度700℃、セル電圧0.7Vにおいて、付着されていない場合に比較して、少なくとも電力密度を1.5倍、更には2倍以上にすることができる。具体的には電力密度を100mW/cm以上にすることができる。 When using an electrode in which a bismuth-containing oxide is attached in the pores of a porous structure having at least electronic conductivity according to the present invention, the electrode is not attached at a temperature of 700 ° C. and a cell voltage of 0.7 V during power generation. In comparison with the above, at least the power density can be increased by 1.5 times, and further by 2 times or more. Specifically, the power density can be 100 mW / cm 2 or more.

本発明の電極を用いた固体酸化物形燃料電池が優れた電池性能を示す作用・効果は明らかではないが、以下のことが考えられる。ただし、本発明は、以下の作用効果の範囲に限定されるものではない。すなわち、本発明の電極は、少なくとも電子伝導性を有する多孔性構造体の孔上にビスマス含有酸化物が付着することで、三相界面が増加するためと考えられる。   Although the action and effect of the solid oxide fuel cell using the electrode of the present invention exhibiting excellent cell performance is not clear, the following can be considered. However, this invention is not limited to the range of the following effects. That is, it is considered that the electrode of the present invention increases the three-phase interface by attaching bismuth-containing oxides to the pores of the porous structure having at least electronic conductivity.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限りこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these Examples and a comparative example, unless the summary is exceeded.

実施例1
<LSM−EBS電極の作成>
[電子伝導性を有する多孔性構造体の作製]
粉末のLa0.8Sr0.2MnO(LSM、阿南化成株式会社製)50質量%とポリエチレングリコール(PEG、平均分子量200)50質量%とを、ボールミルを用いて500rpmで30分間処理した。このときのLa0.8Sr0.2MnO(LSM)の粒径は1μmであった。
Example 1
<Production of LSM-EBS electrode>
[Production of porous structure having electron conductivity]
50% by mass of powdered La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 (LSM, manufactured by Anan Kasei Co., Ltd.) and 50% by mass of polyethylene glycol (PEG, average molecular weight 200) were treated at 500 rpm for 30 minutes using a ball mill. . At this time, the particle size of La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 (LSM) was 1 μm.

ここで得られたLSM−PEGスラリーを、8mol%のYで安定化されたZr(YSZ)電解質の両側にスクリーンプリンティングし対称セルを作製した。このときのYSZペレットは、直径23mm、厚さが300μmであり、電極の有効な大きさは1cm×1cmであった。対称セルの構造を図1(a)に示す。 The obtained LSM-PEG slurry was screen printed on both sides of a Zr 2 O 2 (YSZ) electrolyte stabilized with 8 mol% of Y 2 O 3 to produce a symmetrical cell. At this time, the YSZ pellet had a diameter of 23 mm and a thickness of 300 μm, and the effective size of the electrode was 1 cm × 1 cm. The structure of the symmetric cell is shown in FIG.

これらの電極及びYSZ電解質を、1200℃で4時間焼成し、厚さ10μm、質量10mgの、電子伝導性を有する多孔質構造体の電極(以下、「LSM電極」と略記する)を得た。なお、このとき、電流コレクタとして、ペースト状の白金及び白金のメッシュを用いた。   These electrodes and YSZ electrolyte were fired at 1200 ° C. for 4 hours to obtain an electrode-conductive porous structure electrode having a thickness of 10 μm and a mass of 10 mg (hereinafter abbreviated as “LSM electrode”). At this time, paste-like platinum and platinum mesh were used as the current collector.

[ビスマス含有酸化物の多孔性構造体の孔内への付着]
99.5%純度のBi(NO・5HO(ナカライテスク株式会社製)と、Er(NO・5HO(株式会社高純度化学研究所製)を混合し、Bi(NOとEr(NOの混合水溶液(Bi:Er=80mol%:20mol%)を調製した。この混合水溶液の金属イオン濃度は2mol/Lであった。次いで、このビスマス含有酸化物を含む混合溶液4μL(ビスマス含有酸化物は、LSMに対して18質量%に相当)を、上記作製したLSM電極の両端上に垂らして含侵を行い、600℃、1時間かけて、乾燥、焼成し、ビスマス含有酸化物として、(Bi0.8(Er0.2(ESB)が付着したLSM(以下、「LSM−EBS」と略記する)電極を得た。
[Adhesion of bismuth-containing oxide into pores of porous structure]
99.5% pure Bi (NO 3) 3 · 5H 2 O ( manufactured by Nacalai Tesque, Inc.), Er the (NO 3) 3 · 5H 2 O ( manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) were mixed, Bi A mixed aqueous solution (Bi: Er = 80 mol%: 20 mol%) of (NO 3 ) 3 and Er (NO 3 ) 3 was prepared. The metal ion concentration of this mixed aqueous solution was 2 mol / L. Next, 4 μL of the mixed solution containing this bismuth-containing oxide (bismuth-containing oxide corresponds to 18% by mass with respect to LSM) was dropped on both ends of the LSM electrode prepared above, and impregnation was performed. LSM (hereinafter referred to as “LSM-EBS”) which was dried and fired for 1 hour and (Bi 2 O 3 ) 0.8 (Er 2 O 3 ) 0.2 (ESB) adhered as a bismuth-containing oxide. An abbreviated electrode was obtained.

比較例1
<LSM電極の作成>
実施例1において、ビスマス含有酸化物を多孔性構造体の孔内へ付着させる前の段階のものを「LSM電極」とし、以下の評価に用いた。
Comparative Example 1
<Creation of LSM electrode>
In Example 1, the one before the deposition of the bismuth-containing oxide into the pores of the porous structure was designated as “LSM electrode” and used for the following evaluation.

<セルの調製>
LSM酸素極を、市販のNiO−YSZ/YSZグリーンペレット上に、0.5cmの面積(直径8mmの円)で印刷した。図1(b)にその概略図を示す。このときのYSZ電解質の厚さは約15μmであった。ESB前駆体溶液の含浸はLSM酸素極の焼成後行い、600℃で1時間加熱することにより、ESBとした。
<Preparation of cell>
The LSM oxygen electrode was printed on a commercially available NiO-YSZ / YSZ green pellet with an area of 0.5 cm 2 (circle with a diameter of 8 mm). FIG. 1 (b) shows a schematic diagram thereof. At this time, the thickness of the YSZ electrolyte was about 15 μm. The impregnation with the ESB precursor solution was performed after firing the LSM oxygen electrode, and heated at 600 ° C. for 1 hour to obtain ESB.

図2に、(a)LSM電極、(b)ESBを分散させたLSM電極を600℃、1時間焼結したもの、(c)ESBを分散させたLSM電極を800℃、4時間焼結したもの、の各電極のX線回折パターンを示す。ESBを分散させたLSM電極を(b)600℃、1時間焼結したもの、及び(c)800℃、4時間焼結したもので、立方晶系のBiのピークが見られた(図2内に「↓」で示す)。このことは、新たな相が形成されることなく、LSMの多孔性構造体の孔内にESBが形成していることを示している。 FIG. 2 shows (a) an LSM electrode, (b) an LSM electrode dispersed with ESB sintered at 600 ° C. for 1 hour, and (c) an LSM electrode dispersed with ESB sintered at 800 ° C. for 4 hours. The X-ray diffraction pattern of each electrode is shown. The LSM electrode in which ESB was dispersed was (b) sintered at 600 ° C. for 1 hour, and (c) sintered at 800 ° C. for 4 hours, and a cubic Bi 2 O 3 peak was observed. (Indicated by “↓” in FIG. 2). This indicates that ESB is formed in the pores of the LSM porous structure without forming a new phase.

図3に、(a)LSM電極、(b)ESBを分散させたLSM電極の走査型電子顕微鏡(SEM)画像を示す。(a)LSM電極は、1200℃、4時間焼成した結果、多孔質を形成していた。また、(b)ESBを分散させたLSM電極は、LSMの表面に、すなわちLSMの孔内に、ESBのナノサイズ粒子が均一に分散して付着していることが分かった。   FIG. 3 shows scanning electron microscope (SEM) images of (a) LSM electrode and (b) LSM electrode in which ESB is dispersed. (A) The LSM electrode was porous as a result of firing at 1200 ° C. for 4 hours. It was also found that (b) the ESB-dispersed LSM electrode had ESB nano-sized particles uniformly dispersed and attached to the surface of the LSM, that is, within the LSM pores.

次に、上記LSM−ESBの分極抵抗を、既に報告されている「LSMをベースとした電極」の分極抵抗と比較した。表1にその結果を示す。   Next, the polarization resistance of the LSM-ESB was compared with the polarization resistance of the “electrode based on LSM” already reported. Table 1 shows the results.

「LSMとGDCの混合」及び「LSMとYSZの混合」は、Murray,E.P.,Barnett,S.A.,2001,Solid State Ionics,143,pp.265-273(非特許文献9)に記載のものであり、「LSMとCBOの混合」は、Zhao, H.,Huo,L.,Gao,S.,2004,J.Power Sources,125,pp.149-154(非特許文献10)に記載のものである。   “Mixing of LSM and GDC” and “Mixing of LSM and YSZ” are those described in Murray, EP, Barnett, SA, 2001, Solid State Ionics, 143, pp. 265-273 (Non-patent Document 9). , “Mixing of LSM and CBO” is described in Zhao, H., Huo, L., Gao, S., 2004, J. Power Sources, 125, pp. 149-154 (Non-Patent Document 10). is there.

GDC、YSZ、CBOは、LSM粒子とこれらの粒子を混合して、電解質(YSZ)上に塗布しているものである。すなわち、LSMとGDC、LSMとYSZ、LSMとCBO、からなる多孔質複合体を電極として使用しているものである。その点、実施例1はLSMの孔内の表面にビスマスを含む酸化物(ESB)が付着(実施例1の場合は分散して付着)しているもので、その点で上記他の3種とは根本的に電極の構成が異なるものである。   GDC, YSZ, and CBO are LSM particles mixed with these particles and coated on the electrolyte (YSZ). That is, a porous composite composed of LSM and GDC, LSM and YSZ, and LSM and CBO is used as an electrode. In that respect, Example 1 is one in which an oxide (ESB) containing bismuth is adhered (dispersed and adhered in the case of Example 1) on the surface in the pores of the LSM. Is fundamentally different in electrode configuration.

表1に、本発明のLSM−ESB(82質量%−18質量%)(実施例1)、「LSMとGDCの混合」(50質量%/50質量%)、「LSMとYSZの混合」(50質量%/50質量%)、「LSMとCBOの混合」(50質量%/50質量%)の分極抵抗の値(単位:Ωcm)を示す。なお、「CBO」は、Ce0.7Bi0.3である。 Table 1 shows the LSM-ESB of the present invention (82% by mass to 18% by mass) (Example 1), “Mixing of LSM and GDC” (50% by mass / 50% by mass), “Mixing of LSM and YSZ” ( 50 mass% / 50 mass%), and the value of polarization resistance (unit: Ωcm) of “mixing of LSM and CBO” (50 mass% / 50 mass%). “CBO” is Ce 0.7 Bi 0.3 O 2 .

表1から分かるように、実施例1の電極では、18質量%しかESBを含んでいないのにもかかわらず、50質量%も含む他の3種の電極より分極抵抗が小さかった。ESBの付着は、電極分極を抑制し、低電極抵抗を実現できることが分かった。この優れた結果は、ビスマス含有酸化物の高い酸化物イオン伝導性、及びビスマス含有酸化物が多孔性構造体の孔内に分散付着していることにより三相界面が増加したためと考えられる。   As can be seen from Table 1, the electrode of Example 1 had a lower polarization resistance than the other three types of electrodes including 50% by mass even though it contained only 18% by mass of ESB. It was found that the adhesion of ESB can suppress the electrode polarization and realize a low electrode resistance. This excellent result is considered to be because the three-phase interface increased due to the high oxide ion conductivity of the bismuth-containing oxide and the dispersion and adhesion of the bismuth-containing oxide in the pores of the porous structure.

次に、ビスマス含有酸化物を分散させたLSM−ESB電極(実施例1)と、ビスマス含有酸化物を分散させていないLSM電極(比較例1)について、電力密度(Cell Power Density)を測定した。固体酸化物形電池としての性能は、酸素極として上記LSM−EBS電極(実施例1)及び上記LSM電極(比較例1)を用いた燃料極支持セルにて測定した。測定装置、測定条件については以下の通りである。   Next, the power density (Cell Power Density) was measured for the LSM-ESB electrode in which the bismuth-containing oxide was dispersed (Example 1) and the LSM electrode in which the bismuth-containing oxide was not dispersed (Comparative Example 1). . The performance as a solid oxide battery was measured in a fuel electrode support cell using the LSM-EBS electrode (Example 1) and the LSM electrode (Comparative Example 1) as an oxygen electrode. The measurement apparatus and measurement conditions are as follows.

[電力密度(Cell Power Density)の測定方法]
測定装置:solartron1260−1287
測定条件:燃料極側 97%H+3%HO、空気極側 大気雰囲気開放
OCVより−0.05Vステップで各電位で30秒保持、流れる電流値を測定
(各電位の測定は5回行った)
測定温度:700℃
[Measurement method of cell power density]
Measuring device: solartron 1260-1287
Measurement conditions: 97% H 2 + 3% H 2 O on the fuel electrode side, air electrode side open to atmosphere
Holds each potential for 30 seconds at -0.05V step from OCV, measures the current value
(Each potential was measured 5 times)
Measurement temperature: 700 ° C

700℃における電池の性能を評価した結果を図4に示す。実施例1のLSM−ESB酸素極は、比較例1のLSM酸素極に比較して、電力密度が大きくなり、電極性能が向上した。図4より、電力密度はビスマス含有酸化物(ESB)を分散させることで、0.7Vにおいて、0.08W/cmから0.20W/cmまで向上することが分かった。すなわち、ESBをLSMの孔内に分散付着させることにより、電力密度を約2.5倍にすることができた。 The result of evaluating the performance of the battery at 700 ° C. is shown in FIG. Compared to the LSM oxygen electrode of Comparative Example 1, the LSM-ESB oxygen electrode of Example 1 had a higher power density and improved electrode performance. From FIG. 4, the power density by dispersing bismuth-containing oxide (ESB), in 0.7 V, was found to improve from 0.08 W / cm 2 to 0.20 W / cm 2. That is, the power density could be increased by about 2.5 times by dispersing and attaching ESB in the holes of the LSM.

ビスマス含有酸化物であるESBを、電子伝導性を有する多孔性構造体(LSM)の孔内に付着させた電極の性能を、600〜800℃の温度範囲で測定した結果、ESBの孔内への付着によって、非オーミック抵抗が極端に減少することが分かった。そして、上記のように電池の電力密度を劇的に増大させることが分かった。   As a result of measuring the performance of an electrode in which ESB, which is a bismuth-containing oxide, was deposited in the pores of a porous structure (LSM) having electronic conductivity in a temperature range of 600 to 800 ° C., the results were as follows. It has been found that the non-ohmic resistance is drastically reduced by the adhesion. And as mentioned above, it turned out that the power density of a battery is increased dramatically.

本発明の固体酸化物形燃料電池は、運転温度を600℃〜800℃と低温にしても十分な電力密度が得られるため、一般に燃料電池が用いられる分野に広く利用することができるものである。   The solid oxide fuel cell of the present invention can be widely used in fields where fuel cells are generally used because sufficient power density can be obtained even when the operating temperature is as low as 600 ° C. to 800 ° C. .

測定に用いたセルの構造を示す図である。(a)対称セル(b)燃料極支持型セルIt is a figure which shows the structure of the cell used for the measurement. (A) Symmetric cell (b) Fuel electrode supported cell (a)LSM電極、(b)ESMを分散させたLSM電極を600℃、1時間焼結、(c)ESMを分散させたLSM電極を800℃、4時間焼結させたときの各電極のX線回折パターンである。(A) LSM electrode, (b) LSM electrode in which ESM is dispersed is sintered at 600 ° C. for 1 hour, (c) LSM electrode in which ESM is dispersed is sintered at 800 ° C. for 4 hours. It is an X-ray diffraction pattern. (a)LSM電極、(b)ESBを分散させたLSM電極の走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。It is a scanning electron microscope (SEM) photograph of (a) LSM electrode and (b) LSM electrode in which ESB is dispersed. 700℃における、LSM酸素極の電池(−■−)と、LSM−ESB酸素極の電池(−●−)の電力密度を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the power density of the battery of a LSM oxygen electrode (-■-) and the battery of a LSM-ESB oxygen electrode (-●-) in 700 degreeC.

Claims (6)

電子伝導性を有する多孔性構造体の孔内に、ビスマス含有酸化物が付着されてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池用電極。   A solid oxide fuel cell electrode, characterized in that a bismuth-containing oxide is adhered in the pores of a porous structure having electron conductivity. 電子伝導性を有する多孔性構造体が、更にイオン伝導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用電極。   2. The solid oxide fuel cell electrode according to claim 1, wherein the porous structure having electron conductivity further has ion conductivity. 該多孔性構造体が、ストロンチウムがドープされたLaMnOである請求項1又は請求項2に記載の固体酸化物形燃料電池用電極。 3. The electrode for a solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the porous structure is LaMnO 3 doped with strontium. 4. 該ビスマス含有酸化物が、イットリア又はエルビアで安定化した酸化ビスマスである請求項1ないし請求項3の何れかの請求項記載の固体酸化物形燃料電池用電極。   The solid oxide fuel cell electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the bismuth-containing oxide is bismuth oxide stabilized with yttria or erbia. 該ビスマス含有酸化物が、Bi2−x11[式中、Mは、Cu、Ni、Co、Al、Ti、Nb又はTaを示し、xは0≦x<0.5なる実数を示す]である請求項1ないし請求項3の何れかの請求項記載の固体酸化物形燃料電池用電極。 The bismuth-containing oxide is Bi 4 V 2-x M x O 11 [wherein M represents Cu, Ni, Co, Al, Ti, Nb or Ta, and x is 0 ≦ x <0.5. The solid oxide fuel cell electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein a real number is shown]. 請求項1ないし請求項5の何れかの請求項記載の電極を有する固体酸化物形燃料電池。   A solid oxide fuel cell comprising the electrode according to any one of claims 1 to 5.
JP2007097265A 2007-04-03 2007-04-03 Electrode for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell having same Pending JP2008257943A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007097265A JP2008257943A (en) 2007-04-03 2007-04-03 Electrode for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell having same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007097265A JP2008257943A (en) 2007-04-03 2007-04-03 Electrode for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell having same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008257943A true JP2008257943A (en) 2008-10-23

Family

ID=39981311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007097265A Pending JP2008257943A (en) 2007-04-03 2007-04-03 Electrode for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell having same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008257943A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014120471A (en) * 2012-12-17 2014-06-30 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Electrode paste for solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell using the same, and fabricating method thereof
CN109690847A (en) * 2016-05-25 2019-04-26 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 Electrode comprising heavy doping ceria
KR20200041214A (en) * 2018-10-11 2020-04-21 재단법인대구경북과학기술원 LSM-ESB composite cathode via spinel cobalt oxide nano particle decoration
CN113782799A (en) * 2021-10-14 2021-12-10 北京思伟特新能源科技有限公司 CGO/ESB double-electrolyte-layer solid oxide electrolytic cell

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014120471A (en) * 2012-12-17 2014-06-30 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Electrode paste for solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell using the same, and fabricating method thereof
CN109690847A (en) * 2016-05-25 2019-04-26 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 Electrode comprising heavy doping ceria
JP2019523820A (en) * 2016-05-25 2019-08-29 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス,インコーポレイティド Electrodes containing heavily doped ceria
US10622628B2 (en) 2016-05-25 2020-04-14 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Electrode comprising heavily-doped ceria
CN109690847B (en) * 2016-05-25 2021-09-17 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 Electrode comprising heavily doped ceria
KR20200041214A (en) * 2018-10-11 2020-04-21 재단법인대구경북과학기술원 LSM-ESB composite cathode via spinel cobalt oxide nano particle decoration
KR102214601B1 (en) 2018-10-11 2021-02-15 재단법인대구경북과학기술원 LSM-ESB composite cathode via spinel cobalt oxide nano particle decoration
CN113782799A (en) * 2021-10-14 2021-12-10 北京思伟特新能源科技有限公司 CGO/ESB double-electrolyte-layer solid oxide electrolytic cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6437821B2 (en) Composite anode for solid oxide fuel cells with improved mechanical integrity and efficiency
WO2006101136A1 (en) Fuel electrode material for solid oxide fuel cell, fuel electrode using same, fuel-cell cell
KR20130123189A (en) Anode support for solid oxide fuel cell and manufacturing method thereof, and solid oxide fuel cell including the anode support
JP6573243B2 (en) Air electrode composition, air electrode and fuel cell including the same
JP2006351405A (en) Sofc fuel electrode, and its manufacturing method
KR102323575B1 (en) Alternative Anode Materials for Solid Oxide Fuel Cells
KR20140057080A (en) Cathode for solid oxide fuel cell, method for preparing the same and solid oxide fuel cell including the same
JP4524791B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP5546559B2 (en) Solid oxide fuel cell and cathode forming material of the fuel cell
JP2007200664A (en) Method of manufacturing solid oxide fuel cell
JP2008257943A (en) Electrode for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell having same
JP2013143242A (en) Solid oxide fuel cell, and material for forming cathode for the fuel cell
CN107646151B (en) Oxide particles, cathode comprising the same, and fuel cell comprising the same
JP6315581B2 (en) Cathode for solid oxide fuel cell, method for producing the same, and solid oxide fuel cell including the cathode
JP4496749B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP2015191810A (en) Anode support substrate for solid oxide fuel batteries and solid oxide fuel battery cell
JP2014067562A (en) Solid oxide type fuel cell and power generating method using the same
JP6654765B2 (en) Solid oxide fuel cell stack
JP7194936B2 (en) Solid oxide fuel cell with mixed conductor layers
JP6151212B2 (en) Low temperature operation type solid oxide fuel cell and manufacturing method thereof
KR20120085488A (en) Solid electrolyte for solid oxide fuel cell, and solid oxide fuel cell including the solid electrolyte
JP2005243473A (en) Cerium based solid electrolyte and its manufacturing method
KR102463568B1 (en) Air electrode active material and electrochemical device including the same
JP5470281B2 (en) Solid oxide fuel cell and method for producing the same
JP2007200663A (en) Manufacturing method of cerium based solid electrolyte fuel cell