JP2009016109A - 固体酸化物形燃料電池用セル及び固体酸化物形燃料電池 - Google Patents
固体酸化物形燃料電池用セル及び固体酸化物形燃料電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009016109A JP2009016109A JP2007174930A JP2007174930A JP2009016109A JP 2009016109 A JP2009016109 A JP 2009016109A JP 2007174930 A JP2007174930 A JP 2007174930A JP 2007174930 A JP2007174930 A JP 2007174930A JP 2009016109 A JP2009016109 A JP 2009016109A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electrode layer
- cell
- slurry
- solid oxide
- 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
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決課題】ランタンガレート系電解質物質からなる電解質層を有し、且つセル出力が高い固体酸化物形燃料電池用セル、及び該固体酸化物形燃料電池用セルを有する固体酸化物形燃料電池を提供すること。
【解決手段】電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池であって、該電解質層と該燃料極層との間に、触媒層を有し、該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなること、を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セル。電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池であって、該電解質層と該燃料極層との間に、保護層及び触媒層を有し、該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、該保護層は、LDCからなり、該電解質層側に形成されており、該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなり、該燃料極層側に形成されていること、を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セル。
【選択図】図1
【解決手段】電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池であって、該電解質層と該燃料極層との間に、触媒層を有し、該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなること、を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セル。電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池であって、該電解質層と該燃料極層との間に、保護層及び触媒層を有し、該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、該保護層は、LDCからなり、該電解質層側に形成されており、該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなり、該燃料極層側に形成されていること、を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セル。
【選択図】図1
Description
本発明は、ランタンストロンチウムマグネシウムガレート又はランタンストロンチウムマグネシウムコバルトガレートからなる電解質層を用いる固体酸化物形燃料電池用セル及び該固体酸化物形燃料電池用セルを有する固体酸化物形燃料電池に関する。なお、以下、ランタンストロンチウムマグネシウムガレートをLSGMとも記載し、また、ランタンストロンチウムマグネシウムコバルトガレートを、LSGMCとも記載する。
固体酸化物形燃料電池(SOFC)のセルは、電解質層を燃料極層及び空気極層で挟み込むようにして形成されており、電解質層、燃料極層及び空気極層のいずれも金属酸化物である。
該電解質層の作製に用いられる電解質物質としては、従来、イットリア安定化ジルコニア又はこれに類似する金属酸化物が用いられてきた。なお、以下、イットリア安定化ジルコニアを、YSZとも記載する。
このYSZからなる電解質層は、信頼性及び耐久性に優れ、低コストである。そして、YSZを有する固体酸化物形燃料電池用セルの場合、1000℃程度の高温でセルを作動させるのが通常でありため、YSZからなる電解質層は、従来、高温温作動型の固体酸化物形燃料電池用セルの電解質層として用いられてきた。
しかし、YSZからなる電解質層はイオン伝導度が低く、上記のような高温で作動させてもさほど高出力の燃料電池を得ることができないため、一層の高出力化の要請から、イオン伝導度のより高い電解質層が求められていた。
これに対し、イオン伝導度が高い電解質物質として、LSGM(La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O2.8等)やLSGMC(La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.15Co0.05O3−δ等)のようなランタンガレート系電解質物質がある。そして、ランタンガレート系電解質物質からなる電解質層が提案されており、このランタンガレート系電解質物質からなる電解質層は、600〜800℃程度の低温で作動させる低温作動型の固体酸化物形燃料電池用セルの電解質層として用いられている。
ところが、ランタンガレート系電解質物質からなる電解質層を有する固体酸化物形燃料電池用セルを、600〜800℃で作動させた場合、そのセル出力は、YSZからなる電解質層を有する固体酸化物形燃料電池用セルを、1000℃程度の温度で作動させた場合のセル出力と同程度に留まる。
そこで、ランタンガレート系電解質物質からなる電解質層を有する固体酸化物形燃料電池用セルを、従来の作動温度をよりも高温(900〜1000℃)で作動させることにより、セル出力を、YSZからなる電解質層を有する固体酸化物形燃料電池用セルのセル出力よりも高くすることが検討されてきた(非特許文献1)。
千歳、外16名、「103B ランタンガレート系電解質を用いた低温作動SOFCの開発(2)」、第11回SOFC研究発表会講演要旨集、SOFC研究会、2002年12月11日、第9−12頁
固体酸化物形燃料電池用セルの更なる高出力化を図るためには、電解質層を薄層化して、電解質層のバルク抵抗を低くすることが必要となる。ところが、本発明者らが検討したところ、ランタンガレート系電解質物質からなる電解質層を有する固体酸化物形燃料電池用セルでは、電解質層の厚さを、例えば90μm程度に薄くしても、セルを1000℃で高温作動させた場合、実際に得られるセル出力値は、計算値よりも低く、電解質層の厚さが2.4mm程度のセルと同程度のセル出力値であることがわかった。
つまり、従来のランタンガレート系電解質物質からなる電解質層を有する固体酸化物形燃料電池用セルには、高温作動させた場合には、電解質層の厚みを薄くしても、セル出力を高くすることができないという問題があった。
従って、本発明の目的は、ランタンガレート系電解質物質からなる電解質層を有し、且つセル出力が高い固体酸化物形燃料電池用セル、及び該固体酸化物形燃料電池用セルを有する固体酸化物形燃料電池を提供することにある。
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、固体酸化物形燃料電池用セルを高温作動させた場合に、(1)電解質層と燃料極層との間に、酸化ニッケル及びランタンドープセリアからなる触媒層を形成させると、LSGM又はLSGMCからなる電解質層の厚みを薄くすることにより、セル出力を高くすることができること、(2)電解質層と燃料極層との間に、ランタンドープセリアからなる保護層及び該触媒層を形成させると、該触媒層を形成させた場合に比べ、更にセル出力を高くすることができること、(3)空気極層を、質量比で100:0〜10:90のランタンストロンチウムフェライトとLSGM又はLSGMCとからなる空気極層とすることにより、更にセル出力を高くすることができること等を見出し、本発明を完成するに至った。なお、以下、ランタンドープセリアをLDCとも記載し、ランタンストロンチウムフェライトをLSFとも記載する。
すなわち、本発明(1)は、電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池用セルであって、
該電解質層と該燃料極層との間に、触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなること、
を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セルを提供するものである。
該電解質層と該燃料極層との間に、触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなること、
を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セルを提供するものである。
また、本発明(2)は、電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池用セルであって、
該電解質層と該燃料極層との間に、保護層及び触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該保護層は、LDCからなり、該電解質層側に形成されており、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなり、該燃料極層側に形成されていること、
を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セルを提供するものである。
該電解質層と該燃料極層との間に、保護層及び触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該保護層は、LDCからなり、該電解質層側に形成されており、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなり、該燃料極層側に形成されていること、
を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セルを提供するものである。
また、本発明(3)は、前記本発明(1)又は(2)の固体酸化物形燃料電池用セルを有することを特徴とする固体酸化物形燃料電池を提供するものである。
本発明によれば、LSGM又はLSGMCからなる電解質層を有し、且つセル出力が高い固体酸化物形燃料電池用セル、及び該固体酸化物形燃料電池用セルを有する固体酸化物形燃料電池を提供することができる。
本発明の第一の形態の固体酸化物形燃料電池用セル(以下、本発明の第一の形態のセルとも記載する。)は、電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池用セルであって、
該電解質層と該燃料極層との間に、触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなる、
固体酸化物形燃料電池用セルである。
該電解質層と該燃料極層との間に、触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなる、
固体酸化物形燃料電池用セルである。
本発明の第一の形態のセルについて、図1を参照して説明する。図1は、本発明の第一の形態のセルの模式的な断面図である。図1中、固体酸化物形燃料電池用セル1は、燃料極層2と、触媒層3と、電解質層4と、空気極層5と、により構成されており、セルの支持体でもある該燃料極層2の表面に、該触媒層3が形成されており、該燃料極層2とは反対側の該触媒層3の表面に、該電解質層4が形成されており、該触媒層3とは反対側の該電解質層4の表面に、該空気極層5が形成されている。そのため、図1に示すように、該固体酸化物形燃料電池用セル1では、該電解質層4は、該燃料極層2と該空気極層5とに挟まれており、且つ、該電解質層4と該燃料極層2との間には、該触媒層3が形成されている。
該固体酸化物形燃料電池用セル1では、該電解質層4は、該空気極層5で生成する酸化物イオンを、該燃料極層2に伝導させる役割を果たし、該触媒層3は、燃料ガスの水素及び酸化物イオンから水及び電子を生成させる役割を果たし、該空気極層5は、酸素ガス及び電子から酸化物イオンを生成させる役割を果たす。そして、電池反応は、該電解質層4、該触媒層3及び該燃料ガスが接触する三相界面、及び該電解質層4、該空気極層5及び酸素ガスが接する三相界面で起こる。
また、該燃料極層2は、該固体酸化物形燃料電池用セル1の支持体であると共に、電池反応により生成した電子を集電する役割を果たす。該固体酸化物形燃料電池用セル1では、該電解質層4、該触媒層3及び燃料ガスが接する三相界面で、電池反応が起こるため、該燃料極層2は、該燃料ガスを透過しなければならず、該燃料ガスの拡散性が良好であることが好ましい。
該電解質層4は、LSGM又はLSGMCからなる。つまり、該電解質層4は、電解質層の原料として、LSGM又はLSGMCを用いて作製された電解質層である。
該電解質層4に係るLSGMは、下記一般式(1):
LaaSr1−aGabMg1−bOc (1)
(式中、0.7≦a≦0.95であり、0.7≦b≦0.9であり、1.5≦c≦3.5である。)
で表されるLSGMである。そして、上記一般式(1)中のa及びbの値が、0.85≦a≦0.95であり且つ0.75≦b≦0.85であることが、電解質層のイオン伝導性が高くなる点で好ましく、0.87≦a≦0.92であり且つ0.78≦b≦0.82であることが特に好ましい。
LaaSr1−aGabMg1−bOc (1)
(式中、0.7≦a≦0.95であり、0.7≦b≦0.9であり、1.5≦c≦3.5である。)
で表されるLSGMである。そして、上記一般式(1)中のa及びbの値が、0.85≦a≦0.95であり且つ0.75≦b≦0.85であることが、電解質層のイオン伝導性が高くなる点で好ましく、0.87≦a≦0.92であり且つ0.78≦b≦0.82であることが特に好ましい。
該電解質層4に係るLSGMCは、下記一般式(2):
LafSrgGahMgiCojOk (2)
(式中、0.6≦f≦0.98であり、0.1≦g≦0.5であり、0.6≦h≦0.9であり、0.1≦i≦0.3であり、0.01≦j≦0.3であり、1.5≦k≦3.5である。)
で表されるLSGMCである。そして、上記一般式(2)中のf、g、h、i及びjの値が、0.7≦f≦0.95であり、0.1≦g≦0.3であり、0.7≦h≦0.9であり、0.1≦i≦0.19であり、0.01≦j≦0.1であることが、電解質層のイオン伝導性が高くなる点で好ましく、0.75≦f≦0.85であり、0.15≦g≦0.25であり、0.75≦h≦0.85であり、0.13≦i≦0.18であり、0.02≦j≦0.07であることが特に好ましい。
LafSrgGahMgiCojOk (2)
(式中、0.6≦f≦0.98であり、0.1≦g≦0.5であり、0.6≦h≦0.9であり、0.1≦i≦0.3であり、0.01≦j≦0.3であり、1.5≦k≦3.5である。)
で表されるLSGMCである。そして、上記一般式(2)中のf、g、h、i及びjの値が、0.7≦f≦0.95であり、0.1≦g≦0.3であり、0.7≦h≦0.9であり、0.1≦i≦0.19であり、0.01≦j≦0.1であることが、電解質層のイオン伝導性が高くなる点で好ましく、0.75≦f≦0.85であり、0.15≦g≦0.25であり、0.75≦h≦0.85であり、0.13≦i≦0.18であり、0.02≦j≦0.07であることが特に好ましい。
該電解質層4は、前記一般式(1)で表されるLSMG又は前記一般式(2)で表されるLSGMCのいずれか一方を用い作製された電解質層であっても、あるいは、両者を併用して作製された電解質層であってもよい。
該電解質層4の厚さは、3〜300μm、好ましくは5〜100μm、特に好ましくは10〜100μmである。該電解質層の厚さが、上記範囲内にあることにより、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる。
該触媒層3は、
NiO2の化学式で表される酸化ニッケル、
及び下記一般式(3):
LamCe1−mOn (3)
(式中、0.3≦m≦0.5であり、1.5≦n≦3である。)
で表されるLDCからなる。つまり、該触媒層3は、NiO2の化学式で表される酸化ニッケル及び前記一般式(3)で表されるLDCの混合物を原料に用いて作製された触媒層である。
NiO2の化学式で表される酸化ニッケル、
及び下記一般式(3):
LamCe1−mOn (3)
(式中、0.3≦m≦0.5であり、1.5≦n≦3である。)
で表されるLDCからなる。つまり、該触媒層3は、NiO2の化学式で表される酸化ニッケル及び前記一般式(3)で表されるLDCの混合物を原料に用いて作製された触媒層である。
そして、上記一般式(3)中のmの値は、好ましくは0.32≦m≦0.48、特に好ましくは0.35≦m≦0.45である。上記一般式(3)中のmの値が、0.3未満であっても、0.5を超えても、ランタンガレートとの反応性が高くなる。
該触媒層3中、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルと前記一般式(3)で表されるLDCとの質量比(酸化ニッケル:LDC)は、80:20〜20:80、好ましくは60:40〜40:60、特に好ましくは55:45〜45:55である。該触媒層3中のNiO2の化学式で表される酸化ニッケルと前記一般式(3)で表されるLDCとの質量比が、上記範囲内にあることにより、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる。
該触媒層3の厚さは、3〜100μm、好ましくは5〜50μm、特に好ましくは5〜30μmである。該触媒層3の厚さが、上記範囲内にあることにより、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる。
該燃料極層2は、燃料極物質からなる。つまり、該燃料極層2は、該燃料極物質を原料に用いて作製される。
該燃料極層2に係る該燃料極物質は、NiO2の化学式で表される酸化ニッケル単独;NiO2の化学式で表される酸化ニッケルと、YSZ又はスカンジア安定化ジルコニア(以下、ScSZとも記載する。)との併用である。該燃料極層2に係る該燃料極物質が、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルと、YSZ又はScSZとの併用であることが、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる点で好ましい。そして、該燃料極層2に係る該燃料極物質が、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルとYSZとの併用の場合、YSZが、Y2O3のモル比が3〜10mol%のYSZであることが好ましい。また、該燃料極層2に係る該燃料極物質が、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルとYSZとの併用である場合、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルとYSZの質量比(酸化ニッケル:YSZ)が、50:50〜90:10であることが好ましい。そして、該燃料極層2に係る該燃料極物質が、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルとScSZとの併用の場合、ScSZが、Sc2O3のモル比が9〜11mol%のScSZであることが好ましい。また、該燃料極層2に係る該燃料極物質が、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルとScSZとの併用である場合、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルとScSZの質量比(酸化ニッケル:ScSZ)が、50:50〜90:10であることが好ましい。
該空気極層5は、空気極物質からなる。つまり、該空気極層5は、該空気極物質を原料に用いて作製される。
該空気極層5に係る該空気極物質は、通常、固体酸化物形燃料電池用セルの空気極の作製に用いられる物質であれば、特に制限されず、ランタンストロンチウムマンガネート(以下、LSMとも記載する。)単独;LSMとLSGMとの併用;LSMとLSGMCとの併用;LSF単独;LSFとLSGMとの併用;LSFとLSGMCとの併用;LSFとLSGMとLSGMCとの併用;ランタンストロンチウムコバルタイト(以下、LSCとも記載する。)単独;LSCとLSGMとの併用等が挙げられる。これらのうち、該空気極層5に係る該空気極物質が、LSF単独、LSFとLSGMとの併用、LSFとLSGMCとの併用、又はLSFとLSGMとLSGMCとの併用であることが、電解質層と空気極層との間の界面抵抗を低くできるので、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる点で好ましい。そして、該空気極層5中のLSFとLSGM又はLSGMCとの質量比(LSF:LSGM又はLSGMC)は、100:0〜10:90、好ましくは80:20〜20:80、特に好ましくは55:45〜45:55である。該空気極層5中のLSFとLSGM又はLSGMCとの質量比が、上記範囲内にあることにより、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる。なお、該空気極層5中のLSFとLSGM又はLSGMCとの質量比は、LSFとLSGMとの併用の場合はLSFとLSGMとの質量比を指し、LSFとLSGMCとの併用の場合はLSFとLSGMCとの質量比を指し、LSFとLSGMとLSGMCとの併用の場合はLSFとLSGM及びLSGMCの合計との質量比(LSF:(LSGM+LSGMC))を指す。
該空気極層5に係るLSGMは、前記一般式(1)で表されるLSGMが好ましい。また、該空気極層5に係るLSGMCは、前記一般式(2)で表されるLSGMCが好ましい。
該空気極層5に係るLSFは、下記一般式(4):
LapSrqFerOs (4)
(式中、0.4≦p≦0.8であり、0.2≦q≦0.6であり、0.5≦r≦1.5であり、2.5≦s≦3.5である。)
で表されるLSFである。そして、上記一般式(4)中のp、q及びrの値が、0.5≦p≦0.7であり、0.3≦q≦0.5であり、0.7≦r≦1.5であることが、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる点で好ましく、0.55≦p≦0.65であり、0.35≦q≦0.45であり、0.9≦r≦1.0であることが特に好ましい。
LapSrqFerOs (4)
(式中、0.4≦p≦0.8であり、0.2≦q≦0.6であり、0.5≦r≦1.5であり、2.5≦s≦3.5である。)
で表されるLSFである。そして、上記一般式(4)中のp、q及びrの値が、0.5≦p≦0.7であり、0.3≦q≦0.5であり、0.7≦r≦1.5であることが、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる点で好ましく、0.55≦p≦0.65であり、0.35≦q≦0.45であり、0.9≦r≦1.0であることが特に好ましい。
該空気極層5に係るLSMは、下記一般式(5):
LatSruMnvOw (5)
(式中、0.6≦t≦1.0であり、0≦u≦0.4であり、0.8≦v≦1.3であり、2.5≦w≦3.5である。)
で表されるLSMである。そして、上記一般式(5)中のt、u及びvの値が、0.7≦t≦0.9であり、0.1≦u≦0.3であり、0.9≦v≦1.1であることが、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる点で好ましく、0.75≦t≦0.85であり、0.15≦u≦0.25であり、0.95≦v≦1.0であることが特に好ましい。
LatSruMnvOw (5)
(式中、0.6≦t≦1.0であり、0≦u≦0.4であり、0.8≦v≦1.3であり、2.5≦w≦3.5である。)
で表されるLSMである。そして、上記一般式(5)中のt、u及びvの値が、0.7≦t≦0.9であり、0.1≦u≦0.3であり、0.9≦v≦1.1であることが、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる点で好ましく、0.75≦t≦0.85であり、0.15≦u≦0.25であり、0.95≦v≦1.0であることが特に好ましい。
本発明の第一の形態のセルの製造方法の一例(以下、本発明の第一の形態のセルの製造方法(A)とも記載する。)を、以下に示すが、本発明の第一の形態のセルは、本発明の第一の形態のセルの製造方法(A)により製造されたものに限定されるものではない。
本発明の第一の形態のセルの製造方法(A)では、先ず、該燃料極物質の粉末を含有する燃料極層形成用スラリーを成形して、燃料極層形成用スラリーの成形物を形成させるか、あるいは、該燃料極物質の粉末をプレス成形して、該燃料極物質粉末のプレス成形物を形成させ、次いで、該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を、850〜950℃で低温焼成して、燃料極層の低温焼成物を得る低温焼成工程(A)を行う。
該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物の作製に用いられる、該燃料極物質の平均粒径は、特に制限されないが、0.1〜1.0μm、好ましくは0.5〜0.7μmである。
該燃料極層形成用スラリーは、該燃料極物質の他に、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース等のバインダー成分、フタル酸ジ−n−ブチル等の可塑剤成分、ノニオン系分散剤等の分散剤成分、オクチルフェニルエーテル等の消泡剤成分を含有することができる。そして、該燃料極層形成用スラリーは、有機溶剤、アルコール、油等の溶媒に、該燃料極物質の粉末を混合し、更に、必要に応じて、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分、該消泡剤成分等を混合し、撹拌等を行ない、該溶媒に、該燃料極物質の粉末を分散させると共に、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分又は該消泡剤成分等を分散又は溶解させることにより調製される。該燃料極層形成用スラリー中の該燃料極物質の含有量は、20〜80質量%、好ましくは40〜60質量%である。
該燃料極層形成用スラリーを成形して、該燃料極層形成用スラリーの成形物を形成させる方法としては、特に制限されず、例えば、スクリーン印刷法、ドクタープレート法等が挙げられる。また、該燃料極層形成用スラリーの成形物を形成させた後、焼成する前に、該スラリーの成形物を乾燥して、該溶媒を除去することができる。
また、該燃料極物質の粉末をプレス成形して、該燃料極物質粉末のプレス成形物を形成させる方法としては、特に制限されず、例えば、該燃料極物質の粉末を、金型に入れ、0.5〜3.0トン、好ましくは0.8〜1.5トンの荷重を加えてプレスする方法が挙げられる。
そして、該低温焼成工程(A)では、該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を、600〜1000℃、好ましくは800〜1000℃、特に好ましくは850〜950℃で焼成し、該燃料極層の低温焼成物を得る。該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を焼成する際の焼成温度が、上記範囲内にあることにより、後述する高温焼成工程(A)で、触媒層形成用スラリーの成形物及び電解質層形成用スラリーの成形体を焼成する際に、該燃料極層の低温焼成物の収縮度合いと、該触媒層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物の収縮度合いとの差が、大きくなり過ぎないので、焼成の際に、該触媒層及び該電解質層が剥離しない。一方、該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を焼成する際の焼成温度が、上記範囲を外れると、焼成の際の該燃料極層の低温焼成物の収縮度合いと、該触媒層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物の収縮度合いとの差が、大きくなり過ぎるので、焼成の際に、該触媒層及び該電解質層が剥離し易くなる。また、該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を焼成する際の焼成時間は、1〜10時間、好ましくは2〜5時間、特に好ましくは2.5〜3.5時間である。
次いで、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルの粉末及び前記一般式(3)で表されるLDCの粉末を含有する触媒層形成用スラリーを、該燃料極層の低温焼成物の表面に塗布し、該触媒層形成用スラリーの成形物を形成させ、次いで、前記一般式(1)で表されるLSGMの粉末又は前記一般式(2)で表されるLSGMCの粉末を含有する電解質層形成用スラリーを、該触媒層形成用スラリーの成形物の表面に塗布し、該電解質層形成用スラリーの成形物を形成させ、次いで、該触媒層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物が形成された該燃料極層の低温焼成物を、1200〜1500℃で焼成して、燃料極層、触媒層及び電解質層が形成された焼成物を得る高温焼成工程(A)を行う。
該触媒層形成用スラリーの調製に用いられる、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルの平均粒径は、特に制限されないが、好ましくは0.1〜1.0μm、特に好ましくは0.3〜0.8μmであり、前記一般式(3)で表されるLDCの平均粒径は、特に制限されないが、好ましくは0.05〜1.0μm、特に好ましくは0.1〜0.5μmである。
該触媒層形成用スラリーは、NiO2の化学式で表される酸化ニッケル及び前記一般式(3)で表されるLDCの他に、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース等のバインダー成分、フタル酸ジ−n−ブチル等の可塑剤成分、ノニオン系分散剤等の分散剤成分、オクチルフェニルエーテル等の消泡剤成分を含有することができる。そして、該触媒層形成用スラリーは、有機溶剤、アルコール、油等の溶媒に、NiO2の化学式で表される酸化ニッケル及び前記一般式(3)で表されるLDCの粉末を混合し、更に、必要に応じて、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分、該消泡剤成分等を混合し、撹拌等を行ない、該溶媒に、NiO2の化学式で表される酸化ニッケル及び前記一般式(3)で表されるLDCの粉末を分散させると共に、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分又は該消泡剤成分等を分散又は溶解させることにより調製される。該触媒層形成用スラリー中のNiO2の化学式で表される酸化ニッケル及び前記一般式(3)で表されるLDCの合計の含有量は、20〜80質量%、好ましくは40〜60質量%である。
該触媒層形成用スラリーを成形して、該触媒層形成用スラリーの成形物を得る方法としては、特に制限されず、例えば、スクリーン印刷法、ドクタープレート法等が挙げられる。また、該触媒層形成用スラリーの成形物を得た後、必要に応じて、該スラリーの成形物を乾燥して、該溶媒を除去することができる。
該電解質層形成用スラリーの調製に用いられる、前記一般式(1)で表されるLSGMの粉末又は前記一般式(2)で表されるLSGMCの平均粒径は、特に制限されないが、好ましくは0.5〜2.0μm、特に好ましくは0.8〜1.2μmである。
該電解質層形成用スラリーは、前記一般式(1)で表されるLSGMの粉末又は前記一般式(2)で表されるLSGMCの他に、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース等のバインダー成分、フタル酸ジ−n−ブチル等の可塑剤成分、ノニオン系分散剤等の分散剤成分、オクチルフェニルエーテル等の消泡剤成分を含有することができる。そして、該電解質層形成用スラリーは、有機溶剤、アルコール、油等の溶媒に、前記一般式(1)で表されるLSGMの粉末又は前記一般式(2)で表されるLSGMCの粉末を混合し、更に、必要に応じて、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分、該消泡剤成分等を混合し、撹拌等を行ない、該溶媒に、前記一般式(1)で表されるLSGMの粉末又は前記一般式(2)で表されるLSGMCの粉末を分散させると共に、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分又は該消泡剤成分等を分散又は溶解させることにより調製される。該電解質層形成用スラリー中の前記一般式(1)で表されるLSGMの粉末又は前記一般式(2)で表されるLSGMCの含有量は、50〜80質量%、好ましくは60〜70質量%である。
該電解質層形成用スラリーを成形して、該電解質層形成用スラリーの成形物を得る方法としては、特に制限されず、例えば、スクリーン印刷法、ドクタープレート法等が挙げられる。また、該電解質層形成用スラリーの成形物を得た後、必要に応じて、該スラリーの成形物を乾燥して、該溶媒を除去することができる。
該触媒層形成用スラリーの成形体及び該電解質層形成用スラリーの成形体の厚さを適宜選択することにより、本発明の第一の形態のセルの該触媒層及び該電解質層の厚さを調節することができる。
そして、該高温焼成工程(A)では、該触媒層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物が形成された該燃料極層の低温焼成物を、1200〜1500℃、好ましくは1300〜1450℃、特に好ましくは1350〜1450℃で焼成し、該燃料極層、触媒層及び電解質層が形成された焼成物を得る。なお、以下、該燃料極層、触媒層及び電解質層が形成された焼成物を、三層焼成物とも記載する。また、該触媒層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物が形成された該燃料極層の低温焼成物を焼成する際の焼成時間は、1〜10時間、好ましくは2〜5時間、特に好ましくは2〜4時間である。
次いで、該空気極物質の粉末を含有する空気極層形成用スラリーを、該三層焼成物の該電解質層の表面に塗布し、該空気極層形成用スラリーの成形物を形成させ、次いで、該空気極層形成用スラリーの成形物が形成された該三層焼成物を、1000〜1300℃で焼成し、固体酸化物形燃料電池用セルを得る空気極層形成工程(A)を行う。
該空気極層形成用スラリーの作製に用いられる、該空気極物質の平均粒径は、特に制限されないが、好ましくは0.1〜1.0μm、特に好ましくは0.2〜0.6μmである。
該空気極層形成用スラリーは、該空気極物質の他に、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース等のバインダー成分、フタル酸ジ−n−ブチル等の可塑剤成分、ノニオン系分散剤等の分散剤成分、オクチルフェニルエーテル等の消泡剤成分を含有することができる。そして、該空気極層形成用スラリーは、有機溶剤、アルコール、油等の溶媒に、該空気極物質の粉末を混合し、更に、必要に応じて、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分、該消泡剤成分等を混合し、撹拌等を行ない、該溶媒に、該空気極物質の粉末を分散させると共に、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分又は該消泡剤成分等を分散又は溶解させることにより調製される。該空気極層形成用スラリー中の該空気極物質の含有量は、80〜98質量%、好ましくは90〜95質量%である。
該空気極層形成用スラリーを成形して、該空気極層形成用スラリーの成形物を得る方法としては、特に制限されず、例えば、スクリーン印刷法、ドクタープレート法等が挙げられる。また、該空気極層形成用スラリーの成形物を得た後、必要に応じて、該スラリー成形物を乾燥して、該溶媒を除去することができる。
そして、該空気極層形成工程(A)では、該空気極層形成用スラリーの成形物が形成された該三層焼成物を、1000〜1350℃、好ましくは1100〜1300℃、特に好ましくは1150〜1250℃で焼成して、固体酸化物形燃料電池用セルを得る。また、該空気極層形成用スラリーの成形物が形成された該三層焼成物を焼成する際の焼成時間は、1〜10時間、好ましくは2〜5時間、特に好ましくは2〜4時間である。
本発明の第一の形態のセルは、LSGM又はLSGMCからなる電解質層と、酸化ニッケルを含有する燃料極層との間に、酸化ニッケル及びLDCからなる該触媒層を有しているので、該電解質層の厚みを薄くしても、高温作動(1000℃程度の温度での作動)させた場合に、セルの破損が起こらない。また、本発明の第一の形態のセルは、該触媒層を有することにより、セル出力が高くなる。更に、本発明の第一の形態のセルでは、高温作動時に該電解質層中のLSGM又はLSGMCと該触媒層中のニッケルとの反応が起こり難いので、副反応物が生成することによるセルの性能の低下が起こり難い。よって、本発明の第一の形態のセルは、該触媒層の存在により、膜厚の薄いLSGM又はLSGMCからなる電解質層を有する固体酸化物形燃料電池用セルを、高温作動させることができ、加えて、該触媒層の作用により、セル出力を高くすることができるので、本発明の第一の形態のセルの出力は、従来のセルの出力に比べ高い。
また、本発明の第一の形態のセルは、空気極層を、LSF単独、LSFとLSGMとの併用、LSFとLSGMCとの併用、LSFとLSGMとLSGMCとの併用からなる空気極層とすることにより、該電解質層と該空気極層との間の界面抵抗を低くすることができるので、固体酸化物形燃料電池用セルの出力を更に高くすることができる。
本発明の第二の形態の固体酸化物形燃料電池用セル(以下、本発明の第二の形態のセルとも記載する。)は、電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池用セルであって、
該電解質層と該燃料極層との間に、保護層及び触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該保護層は、LDCからなり、該電解質層側に形成されており、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなり、該燃料極層側に形成されている、
固体酸化物形燃料電池用セルである。
該電解質層と該燃料極層との間に、保護層及び触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該保護層は、LDCからなり、該電解質層側に形成されており、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなり、該燃料極層側に形成されている、
固体酸化物形燃料電池用セルである。
すなわち、本発明の第二の形態のセルは、本発明の第一の形態のセルに係る該触媒層と該電解質層との間に、更に、該保護層を有する。
本発明の第二の形態のセルについて、図2を参照して説明する。図2は、本発明の第二の形態のセルの模式的な断面図である。図2中、固体酸化物形燃料電池用セル11は、燃料極層2と、触媒層3と、保護層12と、電解質層4と、空気極層5と、により構成されており、セルの支持体でもある該燃料極層2の表面に、該触媒層3が形成されており、該燃料極層2とは反対側の該触媒層3の表面に、該保護層12が形成されており、該触媒層3とは反対側の該保護層12の表面に、該電解質層4が形成されており、該保護層12とは反対側の該電解質層4の表面に、該空気極層5が形成されている。そのため、図2に示すように、該固体酸化物形燃料電池用セル11では、該電解質層4は、該燃料極層2と該空気極層5とに挟まれており、且つ、該電解質層4と該燃料極層2との間には、該燃料極層2側に該触媒層3が、該電解質層4側に該保護層12が形成されている。
該固体酸化物形燃料電池用セル11では、該電解質層4は、該空気極層5で生成する酸化物イオンを、該燃料極層2に伝導させる役割を果たし、該触媒層3は、燃料ガスの水素及び酸化物イオンから水及び電子を生成させる役割を果たし、該空気極層5は、酸素ガス及び電子から酸化物イオンを生成させる役割を果たす。また、該保護層12は、該電解質層4が、該燃料ガスと直接接触すること、及び該電解質層4と該触媒層3とが直接接触することを防ぐ役割を果たす。そして、電池反応は、該保護層12、該触媒層3及び該燃料ガスが接触する三相界面、及び該電解質層4、該空気極層5及び酸素ガスが接する三相界面で起こる。
また、該燃料極層2は、該固体酸化物形燃料電池用セル1の支持体であると共に、電池反応により生成した電子を集電する役割を果たす。該固体酸化物形燃料電池用セル11では、該保護層12、該触媒層3及び燃料ガスが接する三相界面で、電池反応が起こるため、該燃料極層2は、該燃料ガスを透過しなければならず、該燃料ガスの拡散性が良好であることが好ましい。
該保護層12は、前記一般式(3)で表されるLDCからなる。つまり、該保護層12は、前記一般式(3)で表されるLDCを原料に用いて作製される。
該保護層12は、平均粒径が0.1〜3.0μmのLDCの粉末の成形物の焼成物であることが好ましく、平均粒径が0.5〜1.0μmのLDCの粉末の成形物の焼成物であることが特に好ましい。該保護層12に係るLDCの粉末の平均粒径が、上記範囲内にあることにより、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる。
該空気極層5に係る該空気極物質が、LSF単独、LSFとLSGMとの併用、LSFとLSGMCとの併用、又はLSFとLSGMとLSGMCとの併用であることが、電解質層と空気極層との間の界面抵抗を低くできるので、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる点で好ましい。そして、該空気極層5中のLSFとLSGM又はLSGMCとの質量比(LSF:LSGM又はLSGMC)は、100:0〜10:90、好ましくは80:20〜20:80、特に好ましくは55:45〜45:55である。該空気極層5中のLSFとLSGM又はLSGMCとの質量比が、上記範囲内にあることにより、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる。なお、該空気極層5中のLSFとLSGM又はLSGMCとの質量比は、LSFとLSGMとの併用の場合はLSFとLSGMとの質量比を指し、LSFとLSGMCとの併用の場合はLSFとLSGMCとの質量比を指し、LSFとLSGMとLSGMCとの併用の場合はLSFとLSGM及びLSGMCの合計との質量比(LSF:(LSGM+LSGMC))を指す。
本発明の第二の形態のセルに係る該電解質層、LSGM、LSGMC、該触媒層、酸化ニッケル、LDC、該燃料極層、該燃料極物質、該空気極層、該空気極物質、LSF、LSMは、本発明の第一の形態のセルに係る該電解質層、LSGM、LSGMC、該触媒層、酸化ニッケル、LDC、該燃料極層、該燃料極物質、該空気極層、該空気極物質、LSF、LSMと同様である。
本発明の第二の形態のセルの製造方法の一例(以下、本発明の第二の形態のセルの製造方法(B)とも記載する。)を、以下に示すが、本発明の第二の形態のセルは、本発明の第二の形態のセルの製造方法(B)により製造されたものに限定されるものではない。
本発明の第二の形態のセルの製造方法(B)では、先ず、該燃料極物質の粉末を含有する燃料極層形成用スラリーを成形して、燃料極形成用スラリーの成形物を形成させるか、あるいは、該燃料極物質の粉末をプレス成形して、該燃料極物質粉末のプレス成形物を形成させ、次いで、該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を、850〜950℃で低温焼成して、燃料極層の低温焼成物を得る低温焼成工程(B)を行う。
本発明の第二の形態のセルの製造方法(B)に係る該燃料極層形成用スラリー、該燃料極層形成用スラリーの成形物、該燃料極物質粉末のプレス成形物及び成形方法は、本発明の第一の形態のセルの製造方法(A)に係る該燃料極層形成用スラリー、該燃料極層形成用スラリーの成形物、該燃料極物質粉末のプレス成形物及び成形方法と同様である。
そして、該低温焼成工程(B)では、該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を、600〜1000℃、好ましくは800〜1000℃、特に好ましくは850〜950℃で焼成し、該燃料極層の低温焼成物を得る。該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を焼成する際の焼成温度が、上記範囲内にあることにより、後述する高温焼成工程(B)で、触媒層形成用スラリーの成形物、保護層形成用スラリーの成形物及び電解質層形成用スラリーの成形物を焼成する際に、該燃料極層の低温焼成物の収縮度合いと、該触媒層形成用スラリーの成形物、該保護層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物の収縮度合いとの差が、大きくなり過ぎないので、焼成の際に、該触媒層、該保護層及び該電解質層が剥離しない。一方、該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を焼成する際の焼成温度が、上記範囲を外れると、焼成の際の該燃料極層の低温焼成物の収縮度合いと、該触媒層形成用スラリーの成形物、該保護層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物の収縮度合いとの差が、大きくなり過ぎるので、焼成の際に、該触媒層、該保護層及び該電解質層が剥離し易くなる。また、該燃料極層形成用スラリーの成形物又は該燃料極物質粉末のプレス成形物を焼成する際の焼成時間は、1〜10時間、好ましくは2〜5時間、特に好ましくは2.5〜3.5時間である。
次いで、NiO2の化学式で表される酸化ニッケルの粉末及び前記一般式(3)で表されるLDCの粉末を含有する触媒層形成用スラリーを、該燃料極層の低温焼成物の表面に塗布し、該触媒層形成用スラリーの成形物を形成させ、次いで、前記一般式(3)で表されるLDCの粉末を含有する保護層形成用スラリーを、該触媒層形成用スラリーの成形物の表面に塗布し、該保護層形成用スラリーの成形物を形成させ、次いで、前記一般式(1)で表されるLSGMの粉末又は前記一般式(2)で表されるLSGMCの粉末を含有する電解質層形成用スラリーを、該保護層形成用スラリーの成形体の表面に塗布し、該電解質層形成用スラリーの成形物を形成させ、次いで、該触媒層形成用スラリーの成形物、該保護層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物が形成された該燃料極層の低温焼成物を、1200〜1500℃で焼成して、燃料極層、触媒層、保護層及び電解質層が形成された焼成物を得る高温焼成工程(B)を行う。なお、以下、燃料極層、触媒層、保護層及び電解質層が形成された焼成物を、四層焼成物とも記載する。
つまり、本発明の第二の形態のセルの製造方法(B)は、本発明の第一の形態のセルの製造方法(A)とは、該触媒層形成用スラリーの成形物の形成操作と該電解質層形成用スラリーの成形物の形成操作との間に、該保護層形成用スラリーの成形体の形成操作が加わるだけで、他は、本発明の第一の形態のセルの製造方法(A)と同様である。よって、本発明の第二の形態のセルの製造方法(B)に係る該触媒層形成用スラリー、該電解質層形成用スラリー及び成形方法は、本発明の第一の形態のセルの製造方法(A)に係る該触媒層形成用スラリー、該電解質層形成用スラリー及び成形方法と同様である。
該保護層形成用スラリーの調製に用いられる、前記一般式(3)で表されるLDCの平均粒径は、好ましくは0.1〜3.0μm、特に好ましくは0.5〜1.0μmである。該保護層形成用スラリーの調製に用いられるLDCの平均粒径が上記範囲内にあることにより、固体酸化物形燃料電池用セルの出力が高くなる。
該保護層形成用スラリーは、前記一般式(3)で表されるLDCの他に、ポリビニルブチラール樹脂、エチルセルロース等のバインダー成分、フタル酸ジ−n−ブチル等の可塑剤成分、ノニオン系分散剤等の分散剤成分、オクチルフェニルエーテル等の消泡剤成分を含有することができる。そして、該保護層形成用スラリーは、有機溶剤、アルコール、油等の溶媒に、前記一般式(3)で表されるLDCの粉末を混合し、更に、必要に応じて、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分、該消泡剤成分等を混合し、撹拌等を行ない、該溶媒に、前記一般式(3)で表されるLDCの粉末を分散させると共に、該バインダー成分、該可塑剤成分、該分散剤成分又は該消泡剤成分等を分散又は溶解させることにより調製される。該保護層形成用スラリー中の前記一般式(3)で表されるLDCの含有量は、80〜98質量%、好ましくは90〜95質量%である。
該保護層形成用スラリーを成形して、該保護層形成用スラリーの成形物を得る方法としては、特に制限されず、例えば、スクリーン印刷法、ドクタープレート法等が挙げられる。また、該保護層形成用スラリーの成形物を得た後、必要に応じて、該スラリーの成形物を乾燥して、該溶媒を除去することができる。
該保護層形成用スラリーの成形物の厚さを適宜選択することにより、本発明の第二の形態のセルに係る該保護層の厚さを調節することができる。
そして、該高温焼成工程(B)では、該触媒層形成用スラリーの成形物、該保護層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物が形成された該燃料極層の低温焼成物を、1200〜1500℃、好ましくは1300〜1450℃、特に好ましくは1350〜1450℃で焼成し、該四層焼成物を得る。また、該触媒層形成用スラリーの成形物、該保護層形成用スラリーの成形物及び該電解質層形成用スラリーの成形物が形成された該燃料極層の低温焼成物を焼成する際の焼成時間は、1〜10時間、好ましくは2〜5時間、特に好ましくは2〜4時間である。
次いで、該空気極物質の粉末を含有する空気極層形成用スラリーを、該四層焼成物の表面に塗布し、該空気極層形成用スラリーの成形物を形成させ、次いで、該空気極層形成用スラリーの成形物が形成された該四層焼成物を焼成し、固体酸化物形燃料電池用セルを得る空気極層形成工程(B)を行う。
本発明の第二の形態のセルの製造方法(B)に係る該空気極層形成用スラリー及び成形方法は、本発明の第一の形態のセルの製造方法(A)に係る該空気極層形成用スラリー及び成形方法と同様である。
そして、該空気極層形成工程(B)では、該空気極層形成用スラリーの成形物が形成された該四層焼成物を、1000〜1350℃、好ましくは1100〜1300℃、特に好ましくは1150〜1250℃で焼成して、固体酸化物形燃料電池用セルを得る。また、該空気極層形成用スラリーの成形物が形成された該四層焼成物を焼成する際の焼成時間は、1〜10時間、好ましくは2〜5時間、特に好ましくは2〜4時間である。
本発明の第二の形態のセルは、LSGM又はLSGMCからなる電解質層と、酸化ニッケルを含有する燃料極層との間に、酸化ニッケル及びLDCからなる該触媒層、並びに該LDCからなる保護層を有しているので、該電解質層の厚さを薄くしても、高温作動(1000℃程度の温度での作動)させた場合に、セルの破損が起こらない。また、本発明の第二の形態のセルは、該触媒層を有することにより、セル出力が高くなる。更に、本発明の第二の形態のセルは、該保護層の存在により、該電解質層が燃料ガスに直接接触すること、及び該電解質層中のLSGM又はLSGMCと該触媒層中のニッケルとが直接接触することを、防ぐことができるので、高温作動させても、該電解質層中のガレートが還元雰囲気下で蒸発すること、及び該電解質層中のLSGM又はLSGMCと該触媒層中のニッケルとが反応して、副反応物が生成することによるセルの性能の低下を、防ぐことができる。そのため、本発明の第二の形態のセルは、該保護層を有することにより、セル出力が高くなる。よって、本発明の第二の形態のセルは、該触媒層及び該保護層の存在により、膜厚の薄いLSGM又はLSGMCからなる電解質層を有する固体酸化物形燃料電池用セルを、高温作動させることができ、加えて、該触媒層の作用により、セル出力を高くすることができ、且つ該保護層の作用により、セルの性能低下を防ぐことができるので、本発明の第二の形態のセルの出力は、従来のセルの出力に比べ高い。
本発明の固体酸化物形燃料電池は、本発明の第一の形態のセル又は本発明の第二の形態のセルを有する固体酸化物形燃料電池である。
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。
<スラリーの調整>
各スラリーを以下の手順により調製した。なお、各粒子の平均粒径の測定は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置より行った。
各スラリーを以下の手順により調製した。なお、各粒子の平均粒径の測定は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置より行った。
(触媒層形成用スラリーa)
酸化ニッケル粉末(1)50g、LDC粉末(1)50g、ポリビニルアルコール10gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、触媒層形成用スラリーaを得た。
・酸化ニッケル粉末(1):NiO2、平均粒径0.67μm
・LDC粉末(1):La0.4Ce0.6O2、平均粒径1.3μm
酸化ニッケル粉末(1)50g、LDC粉末(1)50g、ポリビニルアルコール10gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、触媒層形成用スラリーaを得た。
・酸化ニッケル粉末(1):NiO2、平均粒径0.67μm
・LDC粉末(1):La0.4Ce0.6O2、平均粒径1.3μm
(保護層形成用スラリーb)
LDC粉末(2)9.5g、α−テルビネオール0.5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、保護層形成用スラリーbを得た。
・LDC粉末(2):La0.4Ce0.6O1.8、平均粒径1.3μm
LDC粉末(2)9.5g、α−テルビネオール0.5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、保護層形成用スラリーbを得た。
・LDC粉末(2):La0.4Ce0.6O1.8、平均粒径1.3μm
(保護層形成用スラリーc)
LDC粉末(3)9.5g、α−テルビネオール0.5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、保護層形成用スラリーcを得た。
・LDC粉末(3):該LDC粉末(2)を、乳鉢中にて粉砕したもの
LDC粉末(3)9.5g、α−テルビネオール0.5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、保護層形成用スラリーcを得た。
・LDC粉末(3):該LDC粉末(2)を、乳鉢中にて粉砕したもの
(電解質層形成用スラリーd)
LSGM粉末(1)10.5g、α−テルビネオール4.75g、エチルセルロース0.25gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、電解質層形成用スラリーdを得た。
・LSGM粉末(1);La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85、平均粒径1.1μm
LSGM粉末(1)10.5g、α−テルビネオール4.75g、エチルセルロース0.25gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、電解質層形成用スラリーdを得た。
・LSGM粉末(1);La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85、平均粒径1.1μm
(空気極層形成用スラリーe)
LSM粉末(1)50g、LSGM粉末(1)50g、エチルセルロース5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーeを得た。
・LSM粉末(1);La0.8Sr0.2Mn1.0O3.0、平均粒径1.2μm
LSM粉末(1)50g、LSGM粉末(1)50g、エチルセルロース5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーeを得た。
・LSM粉末(1);La0.8Sr0.2Mn1.0O3.0、平均粒径1.2μm
(空気極層形成用スラリーf)
LSF粉末(1)9.5g、エチルセルロース0.5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーfを得た。
・LSF粉末(1);La0.6Sr0.4Fe1.0O3.0、平均粒径1.0μm
LSF粉末(1)9.5g、エチルセルロース0.5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーfを得た。
・LSF粉末(1);La0.6Sr0.4Fe1.0O3.0、平均粒径1.0μm
(空気極層形成用スラリーg)
LSF粉末(1)50g、LSGM粉末(1)50g、エチルセルロース5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーgを得た。
LSF粉末(1)50g、LSGM粉末(1)50g、エチルセルロース5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーgを得た。
(空気極層形成用スラリーh)
LSF粉末(1)50g、LSGMC粉末(1)50g、エチルセルロース5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーhを得た。
・LSGMC粉末(1);La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.8Co0.05Ox、平均粒径1.2μm
LSF粉末(1)50g、LSGMC粉末(1)50g、エチルセルロース5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーhを得た。
・LSGMC粉末(1);La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.8Co0.05Ox、平均粒径1.2μm
(空気極層形成用スラリーi)
LSM粉末(1)80g、LSGM粉末(1)20g、エチルセルロース5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーiを得た。
LSM粉末(1)80g、LSGM粉末(1)20g、エチルセルロース5gをボールミルに加え、室温で24時間混合し、空気極層形成用スラリーiを得た。
<燃料極支持体の作製>
酸化ニッケル粉末(1)70g及びYSZ粉末(1)30gをボールミル中で混合し、次いで、得られた混合粉末を、金型に入れ、1トンの荷重を加えて直径18mm、厚さ2.2mmの燃料極物質混合粉末のプレス成形物jを得た。次いで、該燃料極物質混合粉末のプレス成形物jを、900℃で、3時間焼成し、直径16mmの燃料極層の低温焼成物kを得た。
・YSZ粉末(1):8mol%Y2O3−92mol%ZrO2
酸化ニッケル粉末(1)70g及びYSZ粉末(1)30gをボールミル中で混合し、次いで、得られた混合粉末を、金型に入れ、1トンの荷重を加えて直径18mm、厚さ2.2mmの燃料極物質混合粉末のプレス成形物jを得た。次いで、該燃料極物質混合粉末のプレス成形物jを、900℃で、3時間焼成し、直径16mmの燃料極層の低温焼成物kを得た。
・YSZ粉末(1):8mol%Y2O3−92mol%ZrO2
(実施例1)
該燃料極層の低温焼成物kの一方の面に、該触媒層形成用スラリーaを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が35μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該触媒層形成用スラリーaの成形物を形成させた。次いで、該触媒層形成用スラリーaの成形物の表面に、該保護層形成用スラリーbを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が10μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該保護層形成用スラリーbの成形物を形成させた。次いで、該保護層形成用スラリーbの成形物の表面に、該電解質層形成用スラリーdを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が60μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該電解質層形成用スラリーdの成形物を形成させた。次いで、触媒層形成用スラリーの成形物、保護層形成用スラリーの成形物及び電解質層形成用スラリーの成形物が形成された燃料極層の低温焼成物kを、1400℃で、3時間焼成し、四層焼成物Aを得た。該四層焼成物Aの触媒層の厚さは30μm、保護層の厚さは5μm、電解質層の厚さは50μmであった。
該燃料極層の低温焼成物kの一方の面に、該触媒層形成用スラリーaを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が35μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該触媒層形成用スラリーaの成形物を形成させた。次いで、該触媒層形成用スラリーaの成形物の表面に、該保護層形成用スラリーbを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が10μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該保護層形成用スラリーbの成形物を形成させた。次いで、該保護層形成用スラリーbの成形物の表面に、該電解質層形成用スラリーdを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が60μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該電解質層形成用スラリーdの成形物を形成させた。次いで、触媒層形成用スラリーの成形物、保護層形成用スラリーの成形物及び電解質層形成用スラリーの成形物が形成された燃料極層の低温焼成物kを、1400℃で、3時間焼成し、四層焼成物Aを得た。該四層焼成物Aの触媒層の厚さは30μm、保護層の厚さは5μm、電解質層の厚さは50μmであった。
次いで、該四層焼成物Aの電解質層の表面に、該空気極層形成用スラリーeを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が25μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該空気極層形成用スラリーeの成形物を形成させた。次いで、空気極層形成用スラリーの成形物が形成された四層焼成物Aを、1200℃で、3時間焼成し、固体酸化物形燃料電池用セルBを得た。該固体酸化物形燃料電池用セルBの空気極層の厚さは20μmであった。
(セルの性能評価)
該固体酸化物形燃料電池用セルBの発電特性試験を以下の条件で行った。その結果を、表2及び図3に示す。
作動温度:1000℃
燃料極側ガス:100%水素
空気極側ガス:空気
該固体酸化物形燃料電池用セルBの発電特性試験を以下の条件で行った。その結果を、表2及び図3に示す。
作動温度:1000℃
燃料極側ガス:100%水素
空気極側ガス:空気
(界面付近の元素分析)
透過型電子顕微鏡(EPMA)により、セルの性能評価試験後の該固体酸化物形燃料電池用セルBについて、電解質層と保護層との界面付近の断面のニッケル元素(図4)及びガリウム元素(図5)の分析を行なった。その結果を、図4及び図5に示す。
透過型電子顕微鏡(EPMA)により、セルの性能評価試験後の該固体酸化物形燃料電池用セルBについて、電解質層と保護層との界面付近の断面のニッケル元素(図4)及びガリウム元素(図5)の分析を行なった。その結果を、図4及び図5に示す。
(比較例1)
該燃料極層の低温焼成物kの一方の面に、該電解質層形成用スラリーdを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が35μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該電解質層形成用スラリーdの成形物を形成させた。次いで、電解質層形成用スラリーの成形物が形成された燃料極層の低温焼成物kを、1400℃で、3時間焼成し、焼成物Cを得た。該焼成物Cの電解質層の厚さは30μmであった。
該燃料極層の低温焼成物kの一方の面に、該電解質層形成用スラリーdを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が35μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該電解質層形成用スラリーdの成形物を形成させた。次いで、電解質層形成用スラリーの成形物が形成された燃料極層の低温焼成物kを、1400℃で、3時間焼成し、焼成物Cを得た。該焼成物Cの電解質層の厚さは30μmであった。
次いで、該焼成物Cの一方の面に、該空気極層形成用スラリーeを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が35μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該空気極層形成用スラリーeの成形物を形成させた。次いで、空気極層形成用スラリーの成形物が形成された焼成物Cを、1450℃で、3時間焼成し、固体酸化物形燃料電池用セルDを得た。該固体酸化物形燃料電池用セルDの空気極層の厚さは30μmであった。
(セルの性能評価)
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルDの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルDの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
(界面付近の元素分析)
透過型電子顕微鏡(EPMA)により、セルの性能評価試験後の該固体酸化物形燃料電池用セルDについて、電解質層と燃料極層との界面付近の断面のニッケル元素(図6)及びガリウム元素(図7)の分析を行なった。その結果を、図6及び図7に示す。
透過型電子顕微鏡(EPMA)により、セルの性能評価試験後の該固体酸化物形燃料電池用セルDについて、電解質層と燃料極層との界面付近の断面のニッケル元素(図6)及びガリウム元素(図7)の分析を行なった。その結果を、図6及び図7に示す。
実施例1と比較例1のEPMAの結果を比較すると、実施例1の方が、比較例1に比べ、電解質層中のニッケル元素の量が少ないので、実施例1の方が、比較例1に比べ、電解質とニッケルとの反応が抑制されており、また、実施例1の方が、比較例1に比べ、電解質層の界面付近のガリウム元素の量が多いので、実施例1の方が、比較例1に比べ、電解質層中のガレートの還元雰囲気下での蒸発が抑えられていることがわかる。
(実施例2)
該燃料極層の低温焼成物kの一方の面に、該触媒層形成用スラリーaを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が35μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該触媒層形成用スラリーaの成形物を形成させた。次いで、該触媒層形成用スラリーaの成形物の表面に、該電解質層形成用スラリーdを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が60μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該電解質層形成用スラリーdの成形物を形成させた。次いで、触媒層形成用スラリーの成形物及び電解質層形成用スラリーの成形物が形成された燃料極層の低温焼成物kを、1400℃で、3時間焼成し、三層焼成物Eを得た。該三層焼成物Eの触媒層の厚さは30μm、電解質層の厚さは50μmであった。
該燃料極層の低温焼成物kの一方の面に、該触媒層形成用スラリーaを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が35μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該触媒層形成用スラリーaの成形物を形成させた。次いで、該触媒層形成用スラリーaの成形物の表面に、該電解質層形成用スラリーdを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が60μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該電解質層形成用スラリーdの成形物を形成させた。次いで、触媒層形成用スラリーの成形物及び電解質層形成用スラリーの成形物が形成された燃料極層の低温焼成物kを、1400℃で、3時間焼成し、三層焼成物Eを得た。該三層焼成物Eの触媒層の厚さは30μm、電解質層の厚さは50μmであった。
次いで、該三層焼成物Eの電解質層の表面に、該空気極層形成用スラリーeを、スクリーン印刷法にて塗布し、膜厚が25μmのスラリー層を形成させ、乾燥し、該空気極層形成用スラリーeの成形物を形成させた。次いで、空気極層形成用スラリーの成形物が形成された三層焼成物Eを、1200℃で、3時間焼成し、固体酸化物形燃料電池用セルFを得た。該固体酸化物形燃料電池用セルFの空気極層の厚さは20μmであった。
(セルの性能評価)
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルFの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルFの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
(実施例3)
該電解質層形成用スラリーd及び該空気極層形成用スラリーfを用い、スクリーン印刷法にて、膜厚が60μmの該電解質層形成用スラリーd層及びその上に膜厚が20μmの該空気極層形成用スラリーf層を形成させ、乾燥し、該電解質層形成用スラリーd及び該空気極層形成用スラリーfの成形物を形成させた。次いで、該スラリー層を、1200℃で、3時間焼成し、ハーフセルGを得た。該ハーフセルGの電解質層の厚さは50μm、空気極層の厚さは15μmであった。
該電解質層形成用スラリーd及び該空気極層形成用スラリーfを用い、スクリーン印刷法にて、膜厚が60μmの該電解質層形成用スラリーd層及びその上に膜厚が20μmの該空気極層形成用スラリーf層を形成させ、乾燥し、該電解質層形成用スラリーd及び該空気極層形成用スラリーfの成形物を形成させた。次いで、該スラリー層を、1200℃で、3時間焼成し、ハーフセルGを得た。該ハーフセルGの電解質層の厚さは50μm、空気極層の厚さは15μmであった。
(空気極層と電解質層との界面抵抗値の測定)
ACインピーダンス法により、空気雰囲気下での該ハーフセルGの空気極層と電解質層との界面抵抗値を測定した。その結果、該界面抵抗値は、900℃で0.28Ω、950℃で0.20Ω、1000℃で0.05Ωであった。
ACインピーダンス法により、空気雰囲気下での該ハーフセルGの空気極層と電解質層との界面抵抗値を測定した。その結果、該界面抵抗値は、900℃で0.28Ω、950℃で0.20Ω、1000℃で0.05Ωであった。
(実施例4)
空気極層形成用スラリーeに代えて、空気極層形成用スラリーgとする以外は、実施例1と同様の方法で行い、固体酸化物形燃料電池用セルHを得た。
空気極層形成用スラリーeに代えて、空気極層形成用スラリーgとする以外は、実施例1と同様の方法で行い、固体酸化物形燃料電池用セルHを得た。
(セルの性能評価)
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルHの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルHの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
(空気極層と電解質層との界面抵抗値の測定)
該空気極層形成用スラリーfに代えて、該空気極層形成用スラリーgとすること以外は、実施例3と同様の方法で行い、ハーフセルIを得た。次いで、実施例3と同様の方法で、該ハーフセルIの空気極層と電解質層との界面抵抗値を測定したところ、該界面抵抗値は、900℃で0.09Ω、950℃で0.05Ω、1000℃で0.04Ωであった。
該空気極層形成用スラリーfに代えて、該空気極層形成用スラリーgとすること以外は、実施例3と同様の方法で行い、ハーフセルIを得た。次いで、実施例3と同様の方法で、該ハーフセルIの空気極層と電解質層との界面抵抗値を測定したところ、該界面抵抗値は、900℃で0.09Ω、950℃で0.05Ω、1000℃で0.04Ωであった。
(実施例5)
空気極層形成用スラリーeに代えて、空気極層形成用スラリーhとする以外は、実施例1と同様の方法で行い、固体酸化物形燃料電池用セルJを得た。
空気極層形成用スラリーeに代えて、空気極層形成用スラリーhとする以外は、実施例1と同様の方法で行い、固体酸化物形燃料電池用セルJを得た。
(セルの性能評価)
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルJの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルJの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
(実施例6)
保護層形成用スラリーbに代えて、保護層形成用スラリーcとすること、及び空気極層形成用スラリーeに代えて、空気極層形成用スラリーgとする以外は、実施例1と同様の方法で行い、固体酸化物形燃料電池用セルKを得た。
保護層形成用スラリーbに代えて、保護層形成用スラリーcとすること、及び空気極層形成用スラリーeに代えて、空気極層形成用スラリーgとする以外は、実施例1と同様の方法で行い、固体酸化物形燃料電池用セルKを得た。
(セルの性能評価)
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルKの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
実施例1と同様の方法で、該固体酸化物形燃料電池用セルKの性能評価を行なった。その結果を、表2及び図3に示す。
(比較例2)
該空気極層形成用スラリーfに代えて、該空気極層形成用スラリーiとすること以外は、実施例3と同様の方法で行い、ハーフセルLを得た。次いで、実施例3と同様の方法で、該ハーフセルLの空気極層と電解質層との界面抵抗値を測定したところ、該界面抵抗値は、900℃で30Ω、950℃で15Ω、1000℃で3.5Ωであった。
該空気極層形成用スラリーfに代えて、該空気極層形成用スラリーiとすること以外は、実施例3と同様の方法で行い、ハーフセルLを得た。次いで、実施例3と同様の方法で、該ハーフセルLの空気極層と電解質層との界面抵抗値を測定したところ、該界面抵抗値は、900℃で30Ω、950℃で15Ω、1000℃で3.5Ωであった。
1、11 固体酸化物形燃料電池用セル
2 燃料極層
3 触媒層
4 電解質層
5 空気極層
12 保護層
2 燃料極層
3 触媒層
4 電解質層
5 空気極層
12 保護層
Claims (7)
- 電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池用セルであって、
該電解質層と該燃料極層との間に、触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなること、
を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セル。 - 前記電解質層の厚さが、3〜300μm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用セル。
- 電解質層と、燃料極層と、空気極層とを有する固体酸化物形燃料電池用セルであって、
該電解質層と該燃料極層との間に、保護層及び触媒層を有し、
該電解質層は、LSGM又はLSGMCからなり、
該保護層は、LDCからなり、該電解質層側に形成されており、
該触媒層は、酸化ニッケル及びLDCからなり、該燃料極層側に形成されていること、
を特徴とする固体酸化物形燃料電池用セル。 - 前記電解質層の厚さが、3〜300μmであることを特徴とする請求項3記載の固体酸化物形燃料電池用セル。
- 前記保護層が、平均粒径が0.1〜3.0μmのLDC粉末の成形物の焼成物であることを特徴とする請求項3又は4いずれか1項記載の固体酸化物形燃料電池用セル。
- 前記空気極層が、LSF、LSFとLSGM、LSFとLSGMC、又はLSFとLSGMとLSGMCとからなり、
前記空気極層中のLSFと、LSGM又はLSGMCとの質量比が、100:0〜10:90であること、
を特徴とする請求項1〜5いずれか1項記載の固体酸化物形燃料電池用セル。 - 請求項1〜6いずれか1項記載の固体酸化物形燃料電池用セルを有することを特徴とする固体酸化物形燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007174930A JP2009016109A (ja) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | 固体酸化物形燃料電池用セル及び固体酸化物形燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007174930A JP2009016109A (ja) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | 固体酸化物形燃料電池用セル及び固体酸化物形燃料電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009016109A true JP2009016109A (ja) | 2009-01-22 |
Family
ID=40356783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007174930A Pending JP2009016109A (ja) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | 固体酸化物形燃料電池用セル及び固体酸化物形燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009016109A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009151983A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Japan Fine Ceramics Center | 固体酸化物形燃料電池 |
JP2010177105A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質型燃料電池の発電膜及びこれを備える固体電解質型燃料電池 |
JP2010238431A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池の発電セル |
JP2011029153A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-02-10 | Ngk Insulators Ltd | 固体酸化物形燃料電池 |
WO2012128451A1 (ko) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | 한국기계연구원 | 고체산화물 연료전지용 전해질막의 제조방법 및 이를 이용한 고체산화물 연료전지 |
WO2012133438A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 中低温高効率電気化学セル及びそれらから構成される電気化学反応システム |
KR101346807B1 (ko) * | 2011-03-23 | 2014-02-06 | 한국기계연구원 | 고체산화물 연료전지용 전해질막의 제조방법 및 이를 이용한 고체산화물 연료전지 |
JP2016207630A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 株式会社村田製作所 | メタルサポート固体酸化物形燃料電池およびその製造方法 |
JP2021082560A (ja) * | 2019-11-22 | 2021-05-27 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 固体酸化物形燃料電池の電解質層と電極層との界面構造 |
-
2007
- 2007-07-03 JP JP2007174930A patent/JP2009016109A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009151983A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Japan Fine Ceramics Center | 固体酸化物形燃料電池 |
JP2010177105A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質型燃料電池の発電膜及びこれを備える固体電解質型燃料電池 |
JP2010238431A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池の発電セル |
JP2011029153A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-02-10 | Ngk Insulators Ltd | 固体酸化物形燃料電池 |
WO2012128451A1 (ko) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | 한국기계연구원 | 고체산화물 연료전지용 전해질막의 제조방법 및 이를 이용한 고체산화물 연료전지 |
KR101346807B1 (ko) * | 2011-03-23 | 2014-02-06 | 한국기계연구원 | 고체산화물 연료전지용 전해질막의 제조방법 및 이를 이용한 고체산화물 연료전지 |
WO2012133438A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 中低温高効率電気化学セル及びそれらから構成される電気化学反応システム |
JP2012212624A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 中低温高効率電気化学セル及びそれらから構成される電気化学反応システム |
JP2016207630A (ja) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | 株式会社村田製作所 | メタルサポート固体酸化物形燃料電池およびその製造方法 |
JP2021082560A (ja) * | 2019-11-22 | 2021-05-27 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 固体酸化物形燃料電池の電解質層と電極層との界面構造 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5596875B1 (ja) | 燃料電池セル及び空気極材料 | |
JP2009016109A (ja) | 固体酸化物形燃料電池用セル及び固体酸化物形燃料電池 | |
JP5676038B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池セル、その製造方法、燃料電池セルスタック、及び固体酸化物形燃料電池。 | |
WO2014168071A1 (ja) | 空気極材料及び燃料電池セル | |
JP5791552B2 (ja) | 燃料電池および積層焼結体の製造方法 | |
WO2017002598A1 (ja) | 燃料電池 | |
JP6573243B2 (ja) | 空気極組成物、空気極およびこれを含む燃料電池 | |
JP2007200664A (ja) | 固体電解質型燃料電池の製造方法 | |
KR20120140476A (ko) | 고체산화물 연료전지용 소재, 상기 소재를 포함하는 캐소드 및 상기 소재를 포함하는 고체산화물 연료전지 | |
JP5841210B1 (ja) | 燃料電池セル | |
JP3661676B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
JP7484048B2 (ja) | 固体酸化物型燃料電池およびその製造方法 | |
CN107646151B (zh) | 氧化物颗粒、包含其的阴极和包含其的燃料电池 | |
KR101809789B1 (ko) | 치밀도가 향상된 무기 전해질막의 제조방법, 이를 위한 무기 전해질막 제조용 조성물 및 이를 통해 제조된 무기 전해질막 | |
JP5636520B1 (ja) | 燃料電池セル | |
JP2003217597A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
JP2006059611A (ja) | セリア系固体電解質型燃料電池及びその製造方法 | |
JP2009231052A (ja) | 固体酸化物形燃料電池用セル及びその製造方法 | |
JP2016126984A (ja) | 燃料電池単セルおよびその製造方法 | |
JP2006059610A (ja) | 固体電解質型燃料電池及びその製造方法 | |
JP2006244810A (ja) | 固体酸化物形燃料電池用電極及びその製造方法 | |
CN105470548A (zh) | 固体氧化物型燃料电池电堆 | |
JP2005108719A (ja) | 固体酸化物型燃料電池 | |
JP2007305319A (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
JP6712119B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池セルスタック |