JP2009230874A - Structural body for cell, method for manufacturing same and utilization of same - Google Patents

Structural body for cell, method for manufacturing same and utilization of same Download PDF

Info

Publication number
JP2009230874A
JP2009230874A JP2008071213A JP2008071213A JP2009230874A JP 2009230874 A JP2009230874 A JP 2009230874A JP 2008071213 A JP2008071213 A JP 2008071213A JP 2008071213 A JP2008071213 A JP 2008071213A JP 2009230874 A JP2009230874 A JP 2009230874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic material
material layer
cell
ceramic
dense
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
JP2008071213A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ko Seino
香 情野
Seiichi Suda
聖一 須田
Masatoshi Hattori
雅俊 服部
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.)
Japan Fine Ceramics Center
Chubu Electric Power Co Inc
Original Assignee
Japan Fine Ceramics Center
Chubu Electric Power Co Inc
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 Japan Fine Ceramics Center, Chubu Electric Power Co Inc filed Critical Japan Fine Ceramics Center
Priority to JP2008071213A priority Critical patent/JP2009230874A/en
Publication of JP2009230874A publication Critical patent/JP2009230874A/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
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structural body for a single cell of SOFC and a method for manufacturing the same reducing the thickness of the cell while increasing the strength of the cell of the SOFC. <P>SOLUTION: The structural body for the single cell of the solid oxide fuel cell has a laminated structure that two porous ceramics material layers are opposed to each other with a dense ceramics material layer containing an ion oxide conductive ceramics material interposed between them. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、セル用構造体、その製造方法及びその利用に関し、特に、固体酸化物形燃料電池に適した構造体、詳しくは、固体酸化物形燃料電池のセル用構造体、固体酸化物形燃料電池単セル、固体酸化物形燃料電池及びこれらの製造方法に関する。また、本発明はセラミックスデバイスの躯体となるセラミックス構造体に関する。   The present invention relates to a cell structure, a method for producing the same, and a use thereof, and more particularly, a structure suitable for a solid oxide fuel cell, and more particularly, a cell structure for a solid oxide fuel cell, The present invention relates to a fuel cell single cell, a solid oxide fuel cell, and a method for producing them. Moreover, this invention relates to the ceramic structure used as the housing of a ceramic device.

セラミックス材料を主体とするデバイス(以下、単にセラミックスデバイスという。)としては、酸素などのガスセンサー、分離フィルター、固体酸化物形燃料電池(以下、単にSOFCともいう。)などが挙げられる。例えば、SOFCは、燃料極、固体電解質及び空気極からなるユニットを単セルと称し、これを積層等することで直列接続を実現し発電システムを構築している。十分な発電量を得るためには、単セルを数十枚から数百枚積層する必要があるが、このような高度な積層状態で長期間安定に発電するためには、単セルの機械的強度が十分に高い必要がある。また、単セルの発電特性ひいてはスタックの発電特性を向上させるためには、単セルの内部抵抗を低く抑えることが不可欠である。   Examples of a device mainly composed of a ceramic material (hereinafter simply referred to as a ceramic device) include a gas sensor such as oxygen, a separation filter, and a solid oxide fuel cell (hereinafter also simply referred to as SOFC). For example, in SOFC, a unit composed of a fuel electrode, a solid electrolyte, and an air electrode is referred to as a single cell, and a series connection is realized by stacking the unit to construct a power generation system. In order to obtain a sufficient amount of power generation, it is necessary to stack several tens to several hundreds of single cells. The strength needs to be high enough. In order to improve the power generation characteristics of the single cell and thus the power generation characteristics of the stack, it is essential to keep the internal resistance of the single cell low.

単セルの機械的強度を確保するための構造として、電解質支持型セルや電極支持型セルが知られている。電解質支持型セルは、固体電解質の厚さを数百ミクロン以上とし、この固体電解質の両面に数十ミクロンの燃料極と空気極とを焼き付けるものである。また、電極支持型セルは、セル構成要素のなかで最も抵抗が高い固体電解質を薄膜化し、比較的内部抵抗の小さい空気極又は燃料極を数百ミクロンから数ミリの厚さにしてセルを支持する構造である。   As a structure for ensuring the mechanical strength of a single cell, an electrolyte-supported cell and an electrode-supported cell are known. The electrolyte-supported cell has a thickness of a solid electrolyte of several hundred microns or more, and a fuel electrode and an air electrode of several tens of microns are baked on both surfaces of the solid electrolyte. The electrode-supported cell supports the cell by thinning the solid electrolyte with the highest resistance among the cell components and making the air or fuel electrode with a relatively low internal resistance to a thickness of several hundred microns to several millimeters. It is a structure to do.

例えば、電解質支持型セルとして、緻密質である固体電解質層の表面に酸化物イオン伝導体の粉末を多孔質に焼付け、その後電極材料を導入することが開示されている(特許文献1)。この方法によれば、劣化の原因である電解質と各電極層の剥離性を改善できると記載されている。   For example, as an electrolyte supporting cell, it is disclosed that an oxide ion conductor powder is baked into a porous surface of a dense solid electrolyte layer, and then an electrode material is introduced (Patent Document 1). According to this method, it is described that the peelability between the electrolyte, which is the cause of deterioration, and each electrode layer can be improved.

電極支持型セルの一例として、固体電解質膜と空気極の骨格とを同一の材料で一体焼成し、その後、得られた骨格に空気極材料を含浸させ焼成し、その後固体電解質の骨格が形成されていない面に燃料極材料を塗布し焼成することが開示されている(特許文献2)。この方法によれば、固体電解質膜と空気極との収縮過程が同一となるため、収縮過程の厳密な制御が不要となると記載されている。   As an example of an electrode-supported cell, the solid electrolyte membrane and the skeleton of the air electrode are integrally fired with the same material, then the obtained skeleton is impregnated with the air electrode material and fired, and then the solid electrolyte skeleton is formed. It is disclosed that a fuel electrode material is applied to a surface that is not exposed and fired (Patent Document 2). According to this method, since the contraction process of the solid electrolyte membrane and the air electrode is the same, it is described that strict control of the contraction process is unnecessary.

また、電極支持型セルの他の一例として、気孔率が高く連続気孔を有する仮の基質に、ジルコニア等の骨格と導電性を付与する燃料極材料を堆積させたグリーンシートにより燃料極基板を形成し、この燃料極基板に電解質を塗布(グリーンシート、スクリーン印刷)し、焼成することが開示されている(特許文献3)。この方法によれば、燃料極と固体電解質の熱膨張係数の相違によるソリや割れを回避できることが記載されている。   As another example of an electrode-supporting cell, a fuel electrode substrate is formed of a green sheet in which a positron substrate having high porosity and continuous pores and a fuel electrode material imparting a skeleton and conductivity, such as zirconia, are deposited. In addition, it is disclosed that an electrolyte is applied to the fuel electrode substrate (green sheet, screen printing) and fired (Patent Document 3). According to this method, it is described that warpage and cracking due to a difference in thermal expansion coefficient between the fuel electrode and the solid electrolyte can be avoided.

特開2003−263993号公報JP 2003-263993 A 特開平7−201341号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-201341 特開2006−351403号公報JP 2006-351403 A

しかしながら、電解質支持型セルでは、電解質が高抵抗であり内部抵抗を抑制することが困難である。また、上記特許文献1に開示される方法は、固体電解質が支持体となり得る場合にのみ適用できるに過ぎない。   However, in the electrolyte support type cell, the electrolyte has a high resistance and it is difficult to suppress the internal resistance. In addition, the method disclosed in Patent Document 1 can be applied only when a solid electrolyte can serve as a support.

電極支持型セルにあっては、多孔質である電極が支持体であるため電極自体に数百μから数ミリの厚さが必要となってしまう。このような厚い電極は、分極特性が著しく低下してしまう。また、内部抵抗を効果的に抑制できるわけではない。また、電極支持型セルでは、プロセス上の問題から片側の電極を支持体としているため、電解質との収縮率の違いからセルの反りが生じ、これを回避するため出力特性に係わる各部材の組成や構造ならびにプロセスが大きく制限されている。   In the electrode support type cell, since the porous electrode is the support, the electrode itself needs to have a thickness of several hundred μ to several millimeters. Such a thick electrode significantly deteriorates the polarization characteristics. Further, the internal resistance cannot be effectively suppressed. In addition, in the electrode-supported cell, the electrode on one side is used as a support due to a process problem, so the cell warpage occurs due to the difference in shrinkage from the electrolyte, and the composition of each member related to the output characteristics to avoid this. And structure and processes are severely limited.

すなわち、従来のようなセル支持構造は、強度確保やプロセス上に大きな制約が発生するため、SOFCの特性向上の大きな阻害要因となっていた。   In other words, the conventional cell support structure is a major impediment to the improvement of the SOFC characteristics, because there are significant restrictions on securing the strength and process.

また、以上のような問題は、SOFCに限らず他のセラミックスデバイスの強度確保、薄膜化・小型化に関しても同様に存在していた。   In addition, the above-described problems exist not only in SOFC but also in securing strength of other ceramic devices, thinning and downsizing.

そこで、本発明は、SOFCのセル強度を容易に高めることのできるSOFCのセル用構造体及びその製造方法を提供することを一つの目的とする。また、本発明は、さらにセルを薄くできるSOFCセル用構造体及びその製造方法を提供することを他の一つの目的とする。さらに、本発明は、こうしたSOFCセル用構造体を用いて内部抵抗を低減できるSOFC単セル及びこれらの製造方法提供することを他の一つの目的とする。本発明は、高出力を実現可能なSOFC及びその製造方法を提供することをさらに他の一つの目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an SOFC cell structure that can easily increase the cell strength of the SOFC and a method for manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide a structure for a SOFC cell that can further reduce the thickness of the cell and a method for manufacturing the same. Furthermore, another object of the present invention is to provide an SOFC single cell that can reduce the internal resistance by using such a structure for SOFC cell and a method of manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide an SOFC capable of realizing high output and a method for manufacturing the same.

また、本発明は、各種セラミックスデバイスの製造に適した構造躯体となるセラミックス構造体を提供することを他の一つの目的とする。   Another object of the present invention is to provide a ceramic structure that is a structural housing suitable for manufacturing various ceramic devices.

本発明者らは、従来のセル構造の問題点は、セルの一部の要素を支持体としており、残部をそれに付随させていることにあることに着目した。すなわち、このような一部支持構造を採るために、支持体とする一部の要素の厚みを増大させる必要が生じ、さらに、この一部の要素の厚み、材料組成及び収縮率等のために他の要素の厚みや材料組成について大きな制約が生じていたことを見出した。また、こうした制約のために、本来SOFCとして備えるべきガスの通気性向上、内部抵抗の低減特性が実現されていないことを見出した。そこで、本発明者らは、新規なセル支持構造を提供することで、従来のセル支持構造に起因する種々のSOFCの電池特性向上の阻害要因を排除できることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明によれば以下の手段が提供される。   The inventors of the present invention have noticed that the problem of the conventional cell structure is that a part of the cell is used as a support and the remaining part is attached thereto. That is, in order to adopt such a partial support structure, it is necessary to increase the thickness of some elements as a support, and for the thickness, material composition, shrinkage ratio, etc. of these partial elements We found that there were significant restrictions on the thickness and material composition of other elements. Further, due to such restrictions, it has been found that improvement in gas permeability and reduction in internal resistance, which should originally be provided as SOFC, have not been realized. Thus, the present inventors have found that by providing a novel cell support structure, it is possible to eliminate various obstruction factors for improving the battery characteristics of SOFC caused by the conventional cell support structure, and have completed the present invention. That is, according to the present invention, the following means are provided.

本発明によれば、緻密質である酸化物イオン伝導性セラミックス材料層を挟んで2つの多孔質セラミックス材料層が対向される積層構造を備える、固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体が提供される。   According to the present invention, there is provided a structure for a single cell of a solid oxide fuel cell comprising a laminated structure in which two porous ceramic material layers are opposed to each other with a dense oxide ion conductive ceramic material layer interposed therebetween. Provided.

本発明の単セル用構造体においては、前記緻密質セラミックス材料層が2種類以上のセラミックス材料を含有していてもよいし、前記緻密質セラミックス材料層は2種類以上のセラミックス材料層を有していてもよい。また、前記多孔質セラミックス材料層は、前記緻密質セラミックス材料層に含まれるセラミックス材料と同一のセラミックス材料を含有することができる。   In the single cell structure of the present invention, the dense ceramic material layer may contain two or more kinds of ceramic materials, and the dense ceramic material layer has two or more kinds of ceramic material layers. It may be. The porous ceramic material layer can contain the same ceramic material as the ceramic material contained in the dense ceramic material layer.

本発明によれば、固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体の製造方法であって、緻密質セラミックスを形成可能な緻密質セラミックス原料層を挟んで、2つの多孔質セラミックスを形成可能な多孔質セラミックス原料層が対向される積層構造を有するセラミックス積層体の前駆体を準備する工程と、前記前駆体を焼成する工程と、を備える、固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体の製造方法が提供される。   According to the present invention, a method for manufacturing a structure for a single cell of a solid oxide fuel cell, in which two porous ceramics can be formed with a dense ceramic material layer capable of forming a dense ceramic interposed therebetween. A structure for a single cell of a solid oxide fuel cell, comprising: a step of preparing a precursor of a ceramic laminate having a laminated structure facing a porous ceramic raw material layer; and a step of firing the precursor. A manufacturing method is provided.

この製造方法においては、前記多孔質セラミックス原料層は、焼成により気孔を形成可能な造孔剤を含有することができ、さらに、分散剤および/または結合剤を焼成により前記造孔剤の凝集に起因する気孔及び/又は焼成により凝集したセラミックス二次粒子間間隙に起因する気孔を形成可能な程度に含有することができる。   In this production method, the porous ceramic material layer can contain a pore-forming agent capable of forming pores by firing, and further, a dispersing agent and / or a binder can be aggregated by firing. It can be contained to such an extent that the resulting pores and / or the pores due to the gaps between the ceramic secondary particles aggregated by firing can be formed.

本発明によれば、上記いずれかに記載の固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体の製造方法によって得られる固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体が提供される。   According to the present invention, there is provided a structure for a single cell of a solid oxide fuel cell obtained by the method for producing a structure for a single cell of a solid oxide fuel cell as described above.

本発明によれば、上記いずれかに記載の固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体の2つの前記多孔質セラミックス材料層にそれぞれ燃料極材料及び空気極材料を備える、固体酸化物形燃料電池用単セルが提供される。   According to the present invention, a solid oxide fuel comprising a fuel electrode material and an air electrode material on each of the two porous ceramic material layers of the single cell structure of the solid oxide fuel cell according to any one of the above. A single cell for a battery is provided.

本発明によれば、上記の固体酸化物形燃料電池用単セルを備える、固体酸化物形燃料電池が提供される。さらに、本発明によれば、固体酸化物形燃料電池の製造方法であって、上記いずれかに記載の固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体の前記2つの前記多孔質セラミックス材料層に燃料極材料及び空気極材料をそれぞれ保持させる工程、を備える、製造方法が提供される。   According to the present invention, a solid oxide fuel cell comprising the above-described single cell for a solid oxide fuel cell is provided. Furthermore, according to the present invention, there is provided a method for producing a solid oxide fuel cell, wherein the two porous ceramic material layers of the structure for a single cell of a solid oxide fuel cell according to any one of the above are used. There is provided a manufacturing method including a step of holding a fuel electrode material and an air electrode material, respectively.

本発明によれば、緻密質セラミックス材料層を挟んで2つの多孔質セラミックス材料層が対向される積層構造を備える、セラミックスデバイスの躯体用のセラミックス構造体が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ceramic structure for the housing | casing of a ceramic device provided with the laminated structure where two porous ceramic material layers oppose on both sides of a dense ceramic material layer is provided.

本発明は、SOFC単セル用構造体、その製造方法、SOFC単セル及び当該単セルを備えたSOFC及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a structure for a SOFC single cell, a manufacturing method thereof, a SOFC single cell, a SOFC including the single cell, and a manufacturing method thereof.

本発明のSOFC単セル用構造体は、酸化物イオン伝導性材料を含有する緻密質セラミックス材料層を挟持する多孔質セラミックス材料層を有する少なくとも3層からなる積層構造を備えている。この単セル用構造体は、固体電解質として機能する酸化物イオン伝導性セラミックス材料を含有する緻密質セラミックス材料層を対向するように多孔質セラミックス材料層を備えている。これらの多孔質セラミックス材料層には、それぞれ電極材料を担持させることができる。すなわち、この単セル用構造体はSOFCの固体電解質としての緻密質セラミックス材料層と、正極及び負極の担体(骨格)としての多孔質セラミックス材料層と、を備えている。本発明は、予め、このような単セル用構造体を準備しておき、これらの多孔質セラミックス材料層にそれぞれ電極材料を担持させることでSOFCを作製することを意図している。   The SOFC single cell structure of the present invention has a laminated structure comprising at least three layers having a porous ceramic material layer sandwiching a dense ceramic material layer containing an oxide ion conductive material. This single-cell structure includes a porous ceramic material layer so as to face a dense ceramic material layer containing an oxide ion conductive ceramic material that functions as a solid electrolyte. Each of these porous ceramic material layers can carry an electrode material. That is, this single-cell structure includes a dense ceramic material layer as a solid electrolyte of SOFC and a porous ceramic material layer as a positive electrode and negative electrode carrier (skeleton). The present invention intends to prepare an SOFC by preparing such a structure for a single cell in advance and supporting an electrode material on each of these porous ceramic material layers.

SOFCの作製にあたって、このような単セル作製の戦略は、従来全くなかったものである。従来は、固体電解質や電極に対して他の要素を順次積層して単セルを作製することが行われていた過ぎない。本発明の単セル用構造体のように、固体電解質層となる緻密質セラミックス材料層に対して電極材料の担体層となる多孔質セラミックス材料層とを備える構造体を予め作製しておき、その後、これらの多孔質セラミックス材料層に電極材料を供給させ担持させることで種々の制約がなく強度や適切な厚みのSOFC単セルを作製できる。このため、単セル設計の自由度が向上され、SOFCの電池特性を容易に向上させることができ、内部抵抗を低減し高出力を実現できるSOFCを提供することができるようになる。   In the production of SOFC, there has never been such a strategy for producing a single cell. Conventionally, a single cell is merely manufactured by sequentially laminating other elements on a solid electrolyte or an electrode. A structure including a porous ceramic material layer serving as a carrier layer of an electrode material with respect to a dense ceramic material layer serving as a solid electrolyte layer in advance, as in the single cell structure of the present invention, By supplying and supporting an electrode material on these porous ceramic material layers, an SOFC single cell having strength and appropriate thickness can be produced without various restrictions. For this reason, the freedom degree of single cell design is improved, the battery characteristic of SOFC can be improved easily, and SOFC which can reduce internal resistance and can realize high output can be provided.

本発明の単セル用構造体においては、固体電解質として機能する緻密質セラミックス材料層は、2つの多孔質セラミックス材料層に保持されるとともに、それぞれの多孔質セラミックス材料層は、残り2層(緻密質セラミックス材料層と他方の多孔質セラミックス材料層)とによって保持されている。このため、容易に構造体自体の強度を確保することができる。したがって、従来のように一部の要素の厚みを強度確保のために増大させる必要がなくなり、こうした強度確保ために他の要素の厚みや材質等が規制されることも回避できる。   In the single cell structure of the present invention, the dense ceramic material layer functioning as a solid electrolyte is held by two porous ceramic material layers, and each porous ceramic material layer has two remaining layers (dense And the other porous ceramic material layer). For this reason, the strength of the structure itself can be easily secured. Therefore, it is not necessary to increase the thickness of some elements in order to ensure the strength as in the prior art, and it is possible to avoid restricting the thickness, material, etc. of other elements in order to ensure such strength.

また、本発明の単セル用構造体によれば、容易に構造体自体の強度を確保し、ひいてはSOFCとしての強度を容易に確保できるため、SOFC単セルの各要素やその全体を従来に比較して薄くすることができる。また、本発明の単セル用構造体によれば、予め固体電解質とともに電極用の骨格が一体化されているため、プロセス上の制約も回避又は低減できる。   In addition, according to the single cell structure of the present invention, the strength of the structure itself can be easily secured, and thus the strength of the SOFC can be easily secured. And can be thinned. In addition, according to the single cell structure of the present invention, since the electrode skeleton is integrated with the solid electrolyte in advance, process restrictions can be avoided or reduced.

以上のことから、本SOFC用単セル構造体を用いることで、固体電解質や電極の厚みや材質、プロセス上の制約が低減されるため、セルの内部抵抗、ガス流通性、導電パスの拡大、セル内の熱収縮率等の最適化を高い自由度で実現することができる。このため、セルの劣化が抑制され、高出力であるほか、各種電極性能が向上されたSOFC単セル及びSOFCを得ることができる。   From the above, the use of this single cell structure for SOFC reduces the thickness, material, and process restrictions of the solid electrolyte and electrode, so that the internal resistance of the cell, gas flowability, expansion of the conductive path, Optimization of the thermal contraction rate and the like in the cell can be realized with a high degree of freedom. For this reason, it is possible to obtain a SOFC single cell and SOFC in which deterioration of the cell is suppressed, the output is high, and various electrode performances are improved.

本発明によれば、緻密質セラミックス材料層を挟んで2つの多孔質セラミックス材料層が対向される積層構造を備える、セラミックスデバイスの躯体用のセラミックス構造体が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ceramic structure for the housing | casing of a ceramic device provided with the laminated structure where two porous ceramic material layers oppose on both sides of a dense ceramic material layer is provided.

本発明のセラミックスデバイスの躯体用のセラミックス構造体によれば、緻密質セラミックス材料層と多孔質セラミックス材料層とを備えるため、機能上緻密質層及び多孔質層のいずれか一方を要するセラミックスデバイスとしての強度を容易に確保できる。また、このセラミックス構造体によれば、予め緻密質セラミックス材料層と多孔質セラミックス材料層とが一体化されているため、このセラミックス用構造体を用いることで容易にセラミックスデバイスを作製できる。   According to the ceramic structure for a ceramic device housing of the present invention, since it includes a dense ceramic material layer and a porous ceramic material layer, as a ceramic device that requires one of a functionally dense layer or a porous layer. Can be easily secured. Moreover, according to this ceramic structure, since the dense ceramic material layer and the porous ceramic material layer are integrated in advance, a ceramic device can be easily manufactured by using this ceramic structure.

以下、本発明の各種実施形態について説明する。   Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described.

(SOFC単セル用構造体)
本発明のセル構造体は、酸化物イオン伝導性セラミックス材料を含有する緻密質セラミックス材料層を挟んで2つの多孔質セラミックス材料層が対向される積層構造を備えることができる。緻密質セラミックス材料層に含まれる酸化物イオン伝導性セラミックス材料は、SOFCの固体電解質として従来公知のセラミックス材料を特に限定しないで用いることができる。例えば、サマリウムやガドリニウム等をドープしたセリア系酸化物、ストロンチウムやマグネシウムをドープしたランタン・ガレード系酸化物、スカンジウムやイットリウムを含むジルコニア系酸化物などの酸化物イオン伝導性セラミックス材料が挙げられる。
(SOFC single cell structure)
The cell structure of the present invention can have a laminated structure in which two porous ceramic material layers are opposed to each other with a dense ceramic material layer containing an oxide ion conductive ceramic material interposed therebetween. As the oxide ion conductive ceramic material contained in the dense ceramic material layer, a conventionally known ceramic material can be used without particular limitation as a solid electrolyte of SOFC. Examples thereof include oxide ion conductive ceramic materials such as ceria-based oxides doped with samarium, gadolinium, etc., lanthanum galide-based oxides doped with strontium or magnesium, and zirconia-based oxides containing scandium or yttrium.

緻密質セラミックス材料層は、酸化物イオン伝導性セラミックス材料を1種類含有していてもよいし、2種類以上含有していてもよい。また、異なる酸化物イオン伝導性セラミックスを含有する2種類以上の緻密質セラミックス材料層を備えることもできる。緻密質セラミックス材料層を構成するセラミックス材料及び積層構造は、SOFCとして要求される特性に応じて適宜選択することができる。   The dense ceramic material layer may contain one type of oxide ion conductive ceramic material, or may contain two or more types. It is also possible to provide two or more types of dense ceramic material layers containing different oxide ion conductive ceramics. The ceramic material and the laminated structure constituting the dense ceramic material layer can be appropriately selected according to the characteristics required for SOFC.

緻密質セラミックス材料層はSOFC単セルとしたときに好ましい厚みや平面形態を備えていることが好ましい。緻密質セラミックス材料層の厚みは特に限定されないが、5μm以上300μm以下とすることができる。この範囲であると、良好な機械的強度と発電特性を得ることができるからである。好ましくは5μm以上100μm以下であり、より好ましくは5μm以上20μm以下である。緻密質セラミックス材料層は、例えば、方形状、長方形状、円形状等の各種の形状の平面形態を備えることができる。   It is preferable that the dense ceramic material layer has a preferable thickness and planar shape when the SOFC single cell is used. The thickness of the dense ceramic material layer is not particularly limited, but can be 5 μm or more and 300 μm or less. This is because, within this range, good mechanical strength and power generation characteristics can be obtained. Preferably they are 5 micrometers or more and 100 micrometers or less, More preferably, they are 5 micrometers or more and 20 micrometers or less. The dense ceramic material layer can have various planar shapes such as a square shape, a rectangular shape, and a circular shape.

緻密質セラミックス材料層は、SOFCの固体電解質として求められる程度の緻密性を有していればよい。緻密質セラミックス材料層における緻密度の制御は当業者であれば容易に材料等に応じて容易に設定することができる。   The dense ceramic material layer only needs to have the denseness required for a SOFC solid electrolyte. Those skilled in the art can easily set the density of the dense ceramic material layer according to the material and the like.

多孔質セラミックス材料層を構成するセラミックス材料は特に限定しないが、緻密質セラミックス材料層に含まれるセラミックス材料と同一のセラミックス材料を含有することが好ましい。こうすることで積層構造の良好な一体性及び強度を確保することができる。したがって、多孔質セラミックス材料層は、緻密質セラミックス材料層に含まれる酸化物イオン伝導性セラミックス材料を含有することが好ましい。緻密質セラミックス材料層と同様、酸化物イオン伝導性セラミックス材料を1種又は2種以上含むことができる。   Although the ceramic material which comprises a porous ceramic material layer is not specifically limited, It is preferable to contain the same ceramic material as the ceramic material contained in a dense ceramic material layer. In this way, good integrity and strength of the laminated structure can be ensured. Therefore, the porous ceramic material layer preferably contains the oxide ion conductive ceramic material contained in the dense ceramic material layer. Similar to the dense ceramic material layer, one or more oxide ion conductive ceramic materials can be included.

多孔質セラミックス材料層は、多数の気孔を備えている。気孔は、少なくとも一部が連続気孔であることが好ましく、より好ましくは実質的にほとんどが連続気孔である。連続気孔でないと、後述するように電極材料の担持が制限され、また、ガス流通性が確保されないと電極機能が損なわれる。多孔質セラミックス材料層の気孔率は特に限定しないが、例えば、20%以上85%以下程度とすることができる。気孔率の制御は、造孔剤の種類及び量等を調整することにより当業者であれば容易に実施できる。   The porous ceramic material layer has a large number of pores. The pores are preferably at least partially continuous pores, more preferably substantially substantially continuous pores. If the pores are not continuous, the loading of the electrode material is limited as will be described later, and the electrode function is impaired unless gas flowability is ensured. The porosity of the porous ceramic material layer is not particularly limited, but can be, for example, about 20% to 85%. The porosity can be easily controlled by those skilled in the art by adjusting the type and amount of the pore-forming agent.

多孔質セラミックス材料層は単一の層であってもよいし2層以上の多孔質セラミックス材料層から構成されていてもよい。気孔率や気孔径をセラミックス材料を単一の層内において異ならせることもできるし、2層以上にわたって異ならせることができる。   The porous ceramic material layer may be a single layer or may be composed of two or more porous ceramic material layers. The porosity and pore diameter can be made different in the ceramic material within a single layer, or can be made different over two or more layers.

多孔質セラミックス材料層は、SOFC単セルとしたときに好ましい厚みや平面形態を備えていることが好ましい。多孔質セラミックス材料層の厚みは特に限定されないが、5μm以上1000μm以下とすることができる。この範囲であると、良好な機械的強度と発電特性を得ることができるからである。好ましくは5μm以上300μm以下であり、より好ましくは5μm以上100μm以下である。多孔質セラミックス材料層は、例えば、方形状、長方形状、円形状等の各種の形状の平面形態を備えることができる。多孔質セラミックス材料層は緻密質セラミックス材料層と同一の平面形態を備えていることが好ましい。   It is preferable that the porous ceramic material layer has a preferable thickness and planar shape when the SOFC single cell is used. The thickness of the porous ceramic material layer is not particularly limited, but can be 5 μm or more and 1000 μm or less. This is because, within this range, good mechanical strength and power generation characteristics can be obtained. Preferably they are 5 micrometers or more and 300 micrometers or less, More preferably, they are 5 micrometers or more and 100 micrometers or less. The porous ceramic material layer can be provided with various planar shapes such as a square shape, a rectangular shape, and a circular shape. The porous ceramic material layer preferably has the same planar form as the dense ceramic material layer.

緻密質セラミックス材料層を挟持して対向される2層の多孔質セラミックス材料層は相互に同一のセラミックス材料で構成されていてもよいし異なっていてもよい、気孔率や気孔径のほか厚みについても相互に同一であってもよいし異なっていてもよい。さらに、緻密質セラミックス材料層の片面において2層以上の多孔質セラミックス材料層を備え、他の片面において単一の多孔質セラミックス材料層を備えるものであってもよい。   The two porous ceramic material layers facing each other with the dense ceramic material layer interposed therebetween may be composed of the same ceramic material or different from each other. May be the same or different from each other. Further, two or more porous ceramic material layers may be provided on one side of the dense ceramic material layer, and a single porous ceramic material layer may be provided on the other side.

本発明のSOFC単セル用構造体によれば、このような積層構造を備えることにより、従来の電極支持型セルよりも、一層固体電解質を薄膜化できるとともに、電極の厚みも薄くできる。また、このために、セル内における熱収縮率の差が従来に比べて容易に低減可能なものとなっており反りや剥離が抑制されている。さらに、多孔質セラミックス材料層における気孔率や気孔径の自由度が向上するため、三相界面を確保するのに最適な界面構造を容易に形成することもできる。しかも、少なくとも一方、好ましくは双方の多孔質セラミックス材料層と緻密質セラミックス材料層が同一のセラミックス材料、好ましくは酸化物イオン伝導性セラミックス材料を含有することにより、酸化物イオン伝導パスが拡大されており、電極特性を容易に向上させることができるものとなっている。さらに、同様の理由により熱収縮率の相違が抑制されて単セル用構造体の反りが一層効果的に抑制され、平坦性に優れるSOFCを容易に得られるものとなっている。   According to the SOFC single cell structure of the present invention, by providing such a laminated structure, the solid electrolyte can be made thinner and the thickness of the electrode can be made thinner than the conventional electrode-supported cell. For this reason, the difference in the thermal shrinkage rate in the cell can be reduced more easily than in the prior art, and warping and peeling are suppressed. Furthermore, since the porosity and the degree of freedom of the pore diameter in the porous ceramic material layer are improved, it is possible to easily form an optimum interface structure for securing a three-phase interface. Moreover, at least one, preferably both porous ceramic material layers and dense ceramic material layers contain the same ceramic material, preferably an oxide ion conductive ceramic material, thereby expanding the oxide ion conduction path. Thus, the electrode characteristics can be easily improved. Further, for the same reason, the difference in the heat shrinkage rate is suppressed, the warpage of the single cell structure is more effectively suppressed, and an SOFC excellent in flatness can be easily obtained.

(単セル用構造体の製造方法)
本発明のSOFC単セル用構造体の製造方法は、本発明の単セル用構造体の前駆体であるセラミックス原料層の積層体を準備する工程と、前記前駆体を焼成する工程と、を備えることができる。
(Manufacturing method of single cell structure)
The manufacturing method of the structure for SOFC single cells of the present invention comprises a step of preparing a laminate of ceramic raw material layers that are precursors of the structure for single cells of the present invention, and a step of firing the precursor. be able to.

(前駆体の準備工程)
前駆体は、酸化物イオン伝導性セラミックスを含有する緻密質セラミックス材料層を形成可能な緻密質セラミックス原料層を挟んで、2つの多孔質セラミックスを形成可能な多孔質セラミックス原料層が対向される積層構造を備えている。このような積層構造は、公知の方法で作製したセラミックスグリーンシートを順次積層したり、順次セラミックススラリーを層状に塗工したりすることによって得ることができる。表面の平滑性に乏しい多孔質原料層上に薄い緻密質原料層を成形させるには高い技術を必要とすることを考慮すると、好ましくは、各原料層に相当するセラミックスグリーンシートを予め準備しておき、これらを積層して前駆体を準備する。
(Precursor preparation process)
The precursor is a laminate in which a porous ceramic raw material layer capable of forming two porous ceramics is opposed across a dense ceramic raw material layer capable of forming a dense ceramic material layer containing oxide ion conductive ceramics. It has a structure. Such a laminated structure can be obtained by sequentially laminating ceramic green sheets produced by a known method, or sequentially coating ceramic slurry in layers. Considering that high technology is required to form a thin dense raw material layer on a porous raw material layer with poor surface smoothness, it is preferable to prepare ceramic green sheets corresponding to each raw material layer in advance. These are laminated to prepare a precursor.

以下、緻密質セラミックス材料層及び多孔質セラミックス材料層にそれぞれ対応するセラミックスグリーンシートを予め作製しておき、これらを所望の順序で積層して前駆体を得る工程につき、一例を挙げて説明する。   Hereinafter, an example will be described with respect to a process in which ceramic green sheets respectively corresponding to the dense ceramic material layer and the porous ceramic material layer are prepared in advance and laminated in a desired order to obtain a precursor.

緻密質セラミックス原料層となるセラミックスグリーンシートは、既に説明した緻密質セラミックス材料層に用いられるセラミックス材料を含むセラミックススラリーを塗工等してシート状に成形することによって得ることができる。スラリーは、例えば、酸化物イオン伝導性セラミックス材料を主成分として、さらにバインダー樹脂、有機溶媒などを適量加えて均一に混合することにより得ることができる。こうして作製したスラリーを、ナイフコート、ドクターブレードなどの塗工装置を用いるシート成形法により成形することでシート状成形体を得ることができる。得られたシートを、常法に従い、乾燥後、必要に応じて加熱処理することで緻密質セラミックス原料層となるセラミックスグリーンシートを得ることができる。   The ceramic green sheet to be the dense ceramic raw material layer can be obtained by coating a ceramic slurry containing the ceramic material used for the dense ceramic material layer described above and forming it into a sheet shape. The slurry can be obtained, for example, by adding an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, and the like, with an oxide ion conductive ceramic material as a main component, and mixing them uniformly. A sheet-like molded body can be obtained by molding the slurry thus prepared by a sheet molding method using a coating apparatus such as a knife coater or a doctor blade. The obtained sheet is dried according to a conventional method and then heat-treated as necessary to obtain a ceramic green sheet that becomes a dense ceramic material layer.

既に説明したように、緻密質セラミックス材料層はセラミックス材料等において相違する2層以上の緻密質セラミックス材料層で構成することもできるため、組成等において相違する2種類以上の緻密質セラミックス原料層用のセラミックスグリーンシートを準備してもよい。また、セラミックスグリーンシートの形状や厚みは、意図する緻密質セラミックス材料層を考慮して適宜決定される。   As already explained, since the dense ceramic material layer can be composed of two or more dense ceramic material layers that differ in ceramic materials, etc., it is for two or more types of dense ceramic material layers that differ in composition etc. Ceramic green sheets may be prepared. Further, the shape and thickness of the ceramic green sheet are appropriately determined in consideration of the intended dense ceramic material layer.

また、多孔質セラミックス原料層となるセラミックスグリーンシートは、例えば、緻密質セラミックス原料層と同一の酸化物イオン伝導性材料を主成分としたスラリーから緻密質セラミックス原料層用のセラミックスグリーンシートと同様にして得ることができる。多孔質セラミックス原料層用のスラリーは、気孔を形成可能な組成を有している点において多孔質セラミックス原料層用のスラリーと相違する。   Moreover, the ceramic green sheet used as the porous ceramic raw material layer is the same as the ceramic green sheet for the dense ceramic raw material layer, for example, from a slurry mainly composed of the same oxide ion conductive material as the dense ceramic raw material layer. Can be obtained. The slurry for the porous ceramic raw material layer is different from the slurry for the porous ceramic raw material layer in that it has a composition capable of forming pores.

多孔質セラミックス原料層用のスラリーは、例えば、後段での焼成工程により気孔を形成可能な造孔剤を含むことができる。造孔剤としては、公知の造孔剤の中から、単セル用構造体の焼成温度で焼失する有機材料などからなるものであればよい。造孔剤の材料としては、例えば、ポリメタクリル酸樹脂やポリスチレン樹脂などの樹脂材料やカーボンなどを用いることができる。また、造孔剤の形状は特に限定しないが、気孔の分散性や結果として得られるガス拡散効果を考慮すると等方性の粒子を用いることが好ましく、より好ましくは真球状粒子を用いる。   The slurry for the porous ceramic material layer can contain, for example, a pore-forming agent capable of forming pores by a subsequent firing step. As the pore-forming agent, any material may be used as long as it is made of an organic material that is burned off at the firing temperature of the single-cell structure from among known pore-forming agents. As a material for the pore-forming agent, for example, a resin material such as polymethacrylic acid resin or polystyrene resin, carbon, or the like can be used. The shape of the pore-forming agent is not particularly limited, but isotropic particles are preferably used, more preferably spherical particles, in view of pore dispersibility and resultant gas diffusion effect.

多孔質セラミックス材料層における気孔率や気孔径は、造孔剤の量や粒子径を調節することで容易に調整することができる。例えば、造孔剤の粒子径に応じた気孔を多孔質セラミックス材料層内に形成するには、スラリー中に造孔剤の凝集が回避されて良好に分散された状態で含有されるようにする。すなわち、造孔剤の量や分散剤の添加が考慮される。また、造孔剤の二次粒子径に応じた気孔や、セラミックス粒子の二次粒子間間隙に基づく気孔を形成するには、分散剤及び結合剤の双方又はいずれか一方のスラリー中の含有量を調節することによって実現できる。例えば、分散剤の量を最適量(スラリーが良分散する量)に対し低下させるか又は過剰にすることで、造孔剤やセラミックス粒子の分散性を低下させ、上記のような気孔を形成することができる。また、結合剤の量を増加させることで、造孔剤及びセラミックス粒子につきそれぞれの二次粒子を形成しやすくして上記のような気孔を形成することができる。この他、気孔の分散性の制御については、特開2008−004422号に準じて実施することができる。   The porosity and pore diameter in the porous ceramic material layer can be easily adjusted by adjusting the amount of the pore former and the particle diameter. For example, in order to form pores corresponding to the particle diameter of the pore forming agent in the porous ceramic material layer, the pore forming agent should be contained in a well-dispersed state while avoiding aggregation of the pore forming agent. . That is, the amount of pore-forming agent and the addition of a dispersant are considered. In addition, in order to form pores according to the secondary particle diameter of the pore-forming agent and pores based on the gap between the secondary particles of the ceramic particles, the content of the dispersant and / or the binder in the slurry It can be realized by adjusting. For example, the dispersibility of the pore-forming agent and ceramic particles is lowered by reducing or making the amount of the dispersant lower than or optimal with respect to the optimum amount (the amount by which the slurry is well dispersed), thereby forming the pores as described above be able to. Further, by increasing the amount of the binder, it is possible to easily form the secondary particles for the pore-forming agent and the ceramic particles, thereby forming the pores as described above. In addition, the control of the dispersibility of the pores can be performed according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-004422.

なお、以上のような分散剤による気孔率や気孔径制御は、セラミックススラリーを用いるセラミックス成形法である鋳込み成形法やテープ成形法において有用である。   The porosity and pore diameter control using the dispersant as described above are useful in the casting molding method and the tape molding method, which are ceramic molding methods using ceramic slurry.

既に説明したように、気孔径や気孔率について、緻密質セラミックス材料層を挟んで対向される多孔質セラミックス材料層間において相互に相違していてもよいしほぼ同程度となるようにしてもよい。また、同じ側(同じ極側)において気孔径や気孔率の異なる2層以上の多孔質セラミックス材料層を形成するように2種類以上のセラミックスグリーンシートを作製してもよい。また、セラミックスグリーンシートの形状や厚みは、意図する緻密質セラミックス材料層を考慮して適宜決定される。   As already described, the pore diameter and the porosity may be different from each other between the porous ceramic material layers facing each other with the dense ceramic material layer interposed therebetween, or may be substantially the same. Further, two or more types of ceramic green sheets may be produced so as to form two or more porous ceramic material layers having different pore diameters and porosity on the same side (same pole side). Further, the shape and thickness of the ceramic green sheet are appropriately determined in consideration of the intended dense ceramic material layer.

こうしてそれぞれ準備したセラミックスグリーンシートを積層することによって、前駆体を得ることができる。前駆体は、焼成に先立って適度に加圧されてもよい。   A precursor can be obtained by laminating ceramic green sheets thus prepared. The precursor may be moderately pressurized prior to firing.

(前駆体の焼成工程)
前駆体の焼成工程は、前駆体を焼成して、本発明の単セル用構造体の積層構造を形成する工程である。焼成温度、焼成時間、昇温条件及び焼成雰囲気等は、各セラミックスグリーンシートの組成のほか、前駆体における積層構造や前駆体の大きさ等を考慮して適宜決定される。
(Precursor firing step)
The firing step of the precursor is a step of firing the precursor to form a laminated structure of the single cell structure of the present invention. The firing temperature, firing time, temperature raising condition, firing atmosphere, and the like are appropriately determined in consideration of the laminated structure of the precursor, the size of the precursor, and the like in addition to the composition of each ceramic green sheet.

こうした前駆体準備工程及び焼成工程を経て得られる単セル用構造体は、緻密質セラミックス材料層を挟んで2つの多孔質セラミックス材料層が対向された積層構造を備えるとともに、これらが一体に焼成されている。このために、セル構造体は良好な一体性を有するものとなっている。また一体焼成により、多孔質セラミックス材料層と緻密質セラミックス材料層との界面も良好に密着され、多孔質セラミックス材料層が酸化物イオン伝導性セラミックス材料を含有するときには、酸化物イオン伝導パスが拡大されたものとなっている。また、こうした積層構造を有するためにそれ自体の強度が確保されハンドリング性も良好である。   The single cell structure obtained through the precursor preparation step and the firing step has a laminated structure in which two porous ceramic material layers are opposed to each other with a dense ceramic material layer interposed therebetween, and these are fired integrally. ing. For this reason, the cell structure has good integrity. In addition, the integrated firing allows the interface between the porous ceramic material layer and the dense ceramic material layer to adhere well, and when the porous ceramic material layer contains an oxide ion conductive ceramic material, the oxide ion conduction path is expanded. It has been made. Moreover, since it has such a laminated structure, its own strength is ensured and the handling property is also good.

本発明のSOFC単セル用構造体の製造方法によって得られるSOFCの単セル用構造体は、上記のよう特徴を有しており、一体焼成でないものとは区別される。   The SOFC single cell structure obtained by the method for producing a SOFC single cell structure of the present invention has the characteristics as described above, and is distinguished from one that is not integrally fired.

(SOFC単セル及びSOFC)
本発明のSOFC単セルは、本発明の単セル用構造体の緻密質セラミックス材料層を挟んで対向される2つの多孔質セラミックス材料層にそれぞれ燃料極材料及び空気極材料を備えることができる。このようなSOFC単セルによれば、上記した本発明の単セル用構造体が発揮する作用効果をSOFC単セルにおいて得ることができる。すなわち、薄くても強度が十分に確保されており、しかも優れた電極特性を発揮できて高出力が期待でき、反りも抑制されたセルとなている。なお、多孔質セラミックス材料層においては、内壁表面に電極材料があっても、通気性が確保されている。
(SOFC single cell and SOFC)
The SOFC single cell of the present invention can be provided with a fuel electrode material and an air electrode material respectively on two porous ceramic material layers opposed to each other with the dense ceramic material layer of the single cell structure of the present invention interposed therebetween. According to such a SOFC single cell, the effect exhibited by the single cell structure of the present invention can be obtained in the SOFC single cell. In other words, the cell has a sufficient strength even when it is thin, can exhibit excellent electrode characteristics, can be expected to have a high output, and has a suppressed warpage. In the porous ceramic material layer, air permeability is ensured even if there is an electrode material on the inner wall surface.

多孔質セラミックス材料層に備えられる電極材料としては、特に限定しないで公知のSOFCにおいて燃料極材料として用いられているものを用いることができる。例えば、金属触媒と酸化物イオン伝導体からなるセラミックス粉末材料との混合物又はその複合粉末が挙げられる。その他、粉末材料のほかに、焼成により燃料極材料と成る前駆体溶液を用いることもできる。このとき用いられる金属触媒としては、ニッケル、鉄、コバルトや、貴金属(白金、ルテニウム、パラジウム等)等の還元性雰囲気中で安定であって水素酸化活性を有する材料を用いることができる。前駆体としては、硝酸ニッケル溶液、酢酸ニッケル溶液などを用いることができる。また、酸化物イオン伝導体としては、蛍石型構造又はペロブスカイト型構造を有するものを好ましく用いることができる。蛍石型構造を有するものとしては、例えばサマリウムやガドリニウム等をドープしたセリア系酸化物、スカンジウムやイットリウムを含むジルコニア系酸化物などを挙げることができる。また、ペロブスカイト型構造を有するものとしてはストロンチウムやマグネシウムをドープしたランタン・ガレード系酸化物が挙げられる。上記材料の中では、酸化物イオン伝導体とニッケルとの混合物で、燃料極を形成することが好ましい。燃料極材料は、1種類を単独で又は2種類以上を混合して使用することができる。また、燃料極材料は、金属触媒を単体で用いて構成することもできる。   The electrode material provided in the porous ceramic material layer is not particularly limited, and those used as a fuel electrode material in a known SOFC can be used. Examples thereof include a mixture of a metal catalyst and a ceramic powder material made of an oxide ion conductor or a composite powder thereof. In addition to the powder material, a precursor solution that becomes a fuel electrode material by firing can also be used. As the metal catalyst used at this time, a material that is stable in a reducing atmosphere such as nickel, iron, cobalt, noble metals (platinum, ruthenium, palladium, etc.) and has hydrogen oxidation activity can be used. As the precursor, a nickel nitrate solution, a nickel acetate solution, or the like can be used. Further, as the oxide ion conductor, those having a fluorite structure or a perovskite structure can be preferably used. Examples of those having a fluorite structure include ceria-based oxides doped with samarium, gadolinium, and the like, and zirconia-based oxides containing scandium and yttrium. In addition, examples of those having a perovskite structure include lanthanum galide oxides doped with strontium and magnesium. Among the materials described above, the fuel electrode is preferably formed of a mixture of an oxide ion conductor and nickel. The fuel electrode material can be used alone or in combination of two or more. Further, the fuel electrode material can be constituted by using a metal catalyst alone.

また、空気極材料としては、特に限定しないで公知のSOFCにおいて空気極材料として用いられているものを用いることができる。例えば、ペロブスカイト型構造等を有するCo、Fe、Ni、Cr又はMnなどからなる金属酸化物を用いることができる。具体的には(Sm、Sr)CoO、(La、Sr)MnO、(La、Sr)CoO、(La、Sr)(Fe、Co)O、(La、Sr)(Fe、Co、Ni)Oなどの酸化物が挙げられ、好ましくは、(La、Sr)MnOである。空気極材料は、1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。 Moreover, as an air electrode material, what is used as an air electrode material in well-known SOFC can be used, without specifically limiting. For example, a metal oxide made of Co, Fe, Ni, Cr, Mn, or the like having a perovskite structure can be used. Specifically, (Sm, Sr) CoO 3 , (La, Sr) MnO 3 , (La, Sr) CoO 3 , (La, Sr) (Fe, Co) O 3 , (La, Sr) (Fe, Co , Ni) O 3 and the like, and (La, Sr) MnO 3 is preferable. An air electrode material can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

これらの電極材料は、多孔質セラミックス材料層の気孔内壁に膜状若しくは層状に備えられていることが好ましい。また、必ずしも多孔質セラミックス材料層全体に均一でなくともよく、分散して備えられていてもよい。電極材料の保持方法については後述する。   These electrode materials are preferably provided in the form of a film or a layer on the pore inner wall of the porous ceramic material layer. Moreover, it does not necessarily have to be uniform throughout the porous ceramic material layer, and may be provided dispersedly. A method for holding the electrode material will be described later.

SOFCは、このように構成されたSOFC単セルに対して、SOFCとして必要な要素(例えば、集電体やセパレータ)とが組み合わされて構成される。必要な要素や電池構成は、当業者において周知であって、当業者であれば本発明のSOFC単セルを用いて容易にSOFCを作製することができる。   The SOFC is configured by combining elements (for example, a current collector and a separator) necessary as the SOFC with the SOFC single cell configured as described above. Necessary elements and battery configurations are well known to those skilled in the art, and those skilled in the art can easily produce a SOFC using the SOFC single cell of the present invention.

(SOFC単セル及びSOFCの製造方法)
本発明のSOFC単セル及びSOFCの製造方法は、本発明の単セル用構造体の緻密質セラミックス材料層を挟んで対向される2つの多孔質セラミックス材料層に燃料極材料及び空気極材料をそれぞれ供給して保持させる工程を備えることができる。本発明の製造方法によれば、予め固体電解質を備えるとともに燃料極及び空気極の骨格を備えているため、強度確保や異種材料のためのプロセス上の制約も回避又は低減されており、セル作製の工程を簡略化することができる。また、電極に求められる多孔質性が、単セル用構造体に既に備える多孔質セラミックス材料層においてある程度確保されているため、電極材料中に別途造孔剤等を添加することも省略できる。多孔質セラミックス材料層に酸化物イオン伝導性セラミックス材料を含有するときには、良好な酸化物イオン伝導パスが構築されている。
(SOFC single cell and SOFC manufacturing method)
In the SOFC single cell and the SOFC manufacturing method of the present invention, the fuel electrode material and the air electrode material are respectively applied to two porous ceramic material layers opposed to each other with the dense ceramic material layer of the single cell structure of the present invention interposed therebetween. A step of supplying and holding can be provided. According to the manufacturing method of the present invention, since the solid electrolyte is provided in advance and the skeleton of the fuel electrode and the air electrode is provided, the process constraints for ensuring strength and dissimilar materials are avoided or reduced. This process can be simplified. Moreover, since the porous property required for the electrode is secured to some extent in the porous ceramic material layer already provided in the single cell structure, it is possible to omit adding a pore forming agent or the like to the electrode material. When the porous ceramic material layer contains an oxide ion conductive ceramic material, a good oxide ion conductive path is established.

本発明の単セル用構造体に対して電極材料を供給し保持させるには、特に限定しないで公知のセラミックス材料の膜形成方法等を採用できる。例えば、電極材料を、グリセリン、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ポリエチレングリコールなどの有機物を加えてペースト又はスラリーとして、スクリーン印刷法、ナイフコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート(含浸)等により、それぞれの多孔質セラミックス材料層に供給することができる。そして、その後、乾燥・焼成等することで多孔質セラミックス材料層、具体的にはその気孔内壁に電極材料が付与される。燃料極材料は、SOFCの運転条件にて還元され燃料極として機能するようになる。   In order to supply and hold the electrode material to the single cell structure of the present invention, a known ceramic material film forming method or the like can be employed without any particular limitation. For example, electrode materials are added as pastes or slurries by adding organic substances such as glycerin, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, polyethylene glycol, etc., by screen printing, knife coating, spin coating, spray coating, dip coating (impregnation), etc. , And can be supplied to each porous ceramic material layer. Then, the electrode material is applied to the porous ceramic material layer, specifically, the pore inner wall by drying and firing. The fuel electrode material is reduced under the operating conditions of the SOFC and functions as a fuel electrode.

(セラミックスデバイスの躯体用セラミックス構造体)
本発明のセラミックスデバイスの躯体用セラミックス構造体は、緻密質セラミックス材料層を挟んで2つの多孔質セラミックス材料層が対向される積層構造を備えることができる。
本発明のセラミックス構造体は、各種セラミックスデバイス、例えば、酸素等のガスセンサーや分離用フィルターに用いることができる。これらはいずれも、緻密質セラミックス層及び/又は多孔質セラミックス層を機能上の必須構成要素とすることができる。本発明のセラミックス構造体は、こうしたセラミックスデバイスの機能上の必須構成要素の少なくとも一部を構成するとともに、セラミックスデバイスの躯体となる部分も提供することができる。
(Ceramic structure for ceramic device housing)
The ceramic structure for a casing of a ceramic device of the present invention can have a laminated structure in which two porous ceramic material layers are opposed to each other with a dense ceramic material layer interposed therebetween.
The ceramic structure of the present invention can be used for various ceramic devices, for example, a gas sensor such as oxygen or a separation filter. Any of these can make the dense ceramic layer and / or the porous ceramic layer an essential constituent in terms of function. The ceramic structure of the present invention constitutes at least a part of the functional essential components of such a ceramic device, and can also provide a portion that becomes a casing of the ceramic device.

本発明のセラミックス構造体においては、その緻密質セラミックス材料層や多孔質セラミックス材料層に用いるセラミックス材料やその厚み等は、それぞれセラミックデバイスの用途に応じて決定することができる。   In the ceramic structure of the present invention, the ceramic material used for the dense ceramic material layer and the porous ceramic material layer, the thickness thereof, and the like can be determined according to the application of the ceramic device.

例えば、本発明セラミックス構造体を酸素センサなどのガスセンサーの一部及びその躯体に用いる場合には、緻密質セラミックス材料層は、ガス分離膜及びイオン伝導性体として機能し、多孔質セラミックス材料層は反応場及び支持体として機能する。この場合、緻密質セラミックス材料層として、ジルコニア系セラミックスやセリア系セラミックスなどの酸化物イオン伝導性材料を用い、多孔質セラミックス材料層としては、特に限定されないが、強度や一体性等の観点から緻密質セラミックス材料層と同一のセラミックス材料を用いることができる。   For example, when the ceramic structure of the present invention is used for a part of a gas sensor such as an oxygen sensor and its casing, the dense ceramic material layer functions as a gas separation membrane and an ion conductive material, and the porous ceramic material layer Functions as a reaction field and support. In this case, an oxide ion conductive material such as zirconia-based ceramics or ceria-based ceramics is used as the dense ceramic material layer, and the porous ceramic material layer is not particularly limited, but the dense ceramic material layer is dense from the viewpoint of strength and integrity. The same ceramic material as the ceramic material layer can be used.

また、本発明のセラミックス構造体を分離用フィルターの一部及びその躯体に用いる場合には、緻密質セラミックス材料層は、分離膜として機能し、多孔質セラミックス材料層は支持体として機能する。この場合、緻密質セラミックス材料層としては、アルミナ、ジルコニア、コージエライト、シリカなどの酸化物セラミックスを用いることができ、多孔質セラミックス材料層としては、特に限定されないが、強度や一体性等の関連から緻密質セラミックス材料層と同一のセラミックス材料を用いることができる。   Further, when the ceramic structure of the present invention is used for a part of the separation filter and its casing, the dense ceramic material layer functions as a separation membrane and the porous ceramic material layer functions as a support. In this case, oxide ceramics such as alumina, zirconia, cordierite, and silica can be used as the dense ceramic material layer, and the porous ceramic material layer is not particularly limited, but is related to strength, integrity, and the like. The same ceramic material as the dense ceramic material layer can be used.

本発明のセラミックス構造体は、セラミックスデバイスの種類に応じたセラミックス材料を用いる以外は、上記したSOFC単セル用構造体及びその製造方法における各種実施態様をそのまま適用することができる。   The ceramic structure of the present invention can be directly applied to the various embodiments of the SOFC single cell structure and the manufacturing method thereof, except that a ceramic material corresponding to the type of ceramic device is used.

なお、本発明のセラミックス構造体において、緻密質セラミックス材料層及び多孔質セラミックス材料層における緻密質及び多孔質とは、当該セラミックス構造体において相対的に決定されるものである。すなわち、本発明のセラミックス構造体において、緻密質セラミックス材料層の気孔率等は特に限定されないでセラミックスデバイスの用途に応じた緻密度であればよく、当該緻密質セラミックス材料よりも多孔質であるのが多孔質セラミックス材料層であればよい。したがって、緻密質セラミックス材料層も、気孔を有する多孔質であってもよい。   In the ceramic structure of the present invention, the dense and porous in the dense ceramic material layer and the porous ceramic material layer are relatively determined in the ceramic structure. That is, in the ceramic structure of the present invention, the porosity and the like of the dense ceramic material layer are not particularly limited as long as the density is suitable for the application of the ceramic device, and is more porous than the dense ceramic material. May be a porous ceramic material layer. Therefore, the dense ceramic material layer may also be porous having pores.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

以下、発明を、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定するものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and an example is demonstrated concretely, this invention is not limited to a following example.

セラミックス材料としてGd0.2Ce0.8(GDC)、造孔剤としてポリメタクリル酸メチルビーズ(PMMA、平均径:20μm)を用いた。エタノール、マレイン酸ポリエーテル共重合体(分散剤)、ポリビニルブチラール(結合剤)、フタル酸ベンジルブチル(可塑剤)から成る緻密部用GDCスラリー(表1)を用い、ドクターブレードにより15−30mmの薄膜グリーンシートを成形した(緻密部用シート)。別に、良分散系GDC/PMMAスラリーを調製し(表1、単位:g)、同様に150−300mmの多孔部用のグリーンシートを成形した。多孔部用シート/緻密用シート/多孔部用シートの順に重ねたグリーンシート積層体を1450℃で8時間焼成し、多孔部にPMMA由来の気孔を有するセラミックス積層体1を得た。断面の写真を図1に示す。 Gd 0.2 Ce 0.8 O x (GDC) was used as the ceramic material, and polymethyl methacrylate beads (PMMA, average diameter: 20 μm) were used as the pore former. Using a GDC slurry (Table 1) for dense parts composed of ethanol, maleic acid polyether copolymer (dispersing agent), polyvinyl butyral (binder), and benzylbutyl phthalate (plasticizer), 15-30 mm A thin green sheet was formed (sheet for dense part). Separately, a well-dispersed GDC / PMMA slurry was prepared (Table 1, unit: g), and a green sheet for a porous part of 150 to 300 mm was formed in the same manner. The green sheet laminate laminated in the order of the porous sheet / dense sheet / porous sheet was fired at 1450 ° C. for 8 hours to obtain a ceramic laminate 1 having PMMA-derived pores in the porous portion. A photograph of the cross section is shown in FIG.

図1に示すように、本実施例によれば、良好な一体性を有するSOFC単セル用構造体を得ることができた。すなわち、緻密質セラミックス材料層については、厚さが30μmで十分に緻密質であり、多孔質セラミックス材料層については、厚さが140μmで意図した多孔性を有していた。   As shown in FIG. 1, according to this example, an SOFC single cell structure having good integrity could be obtained. That is, the dense ceramic material layer had a thickness of 30 μm and was sufficiently dense, and the porous ceramic material layer had a thickness of 140 μm and the intended porosity.

表1に示す組成において凝集系のGDC/PMMAスラリーを調製し、同様に150−300mmの多孔部用のグリーンシートを成形した。多孔部用シート/緻密用シート/多孔部用シートの順に重ねたグリーンシート積層体を1450℃で8時間焼成し、PMMA由来の気孔に加え、GDC凝集体の粒子間隙および凝集したPMMA由来の気孔が導入されたセラミックス積層体2を得た。断面の写真を図2に示す。   Agglomerated GDC / PMMA slurry having the composition shown in Table 1 was prepared, and a green sheet for a porous part of 150 to 300 mm was formed in the same manner. The green sheet laminate, in which the porous part sheet / dense sheet / porous part sheet were stacked in this order, was fired at 1450 ° C. for 8 hours, and in addition to the PMMA-derived pores, the GDC aggregate particle gaps and the aggregated PMMA-derived pores A ceramic laminate 2 in which was introduced was obtained. A photograph of the cross section is shown in FIG.

図2に示すように、多孔質セラミックス材料層は厚さが180μmで非常に高い多孔度を有していた。また、多孔質セラミックス材料層との界面に凹凸があるにもかかわらず、緻密質セラミックス材料層は一体性よく単セル用構造体に保持されていた。   As shown in FIG. 2, the porous ceramic material layer had a very high porosity with a thickness of 180 μm. Moreover, despite the unevenness at the interface with the porous ceramic material layer, the dense ceramic material layer was held in the single cell structure with good integrity.

表1に示す組成のイットリア安定化ジルコニア(YSZ)スラリーを用い、ドクターブレードにより緻密部用YSZの薄膜グリーンシートを成形した。多孔部用シート/緻密用GDCシート/緻密用YSZシート/多孔部用シートの順に積層させ1450℃で8時間焼成することで、緻密部が2種類の酸化物イオン伝導材料から構成されるセラミックス積層体3を得た。断面の写真を図3に示す。   Using a yttria-stabilized zirconia (YSZ) slurry having the composition shown in Table 1, a YSZ thin film green sheet for a dense part was formed by a doctor blade. Laminate ceramics composed of two types of oxide ion conductive materials by laminating in order of porous part sheet / dense GDC sheet / dense YSZ sheet / porous part sheet and firing at 1450 ° C. for 8 hours. Body 3 was obtained. A photograph of the cross section is shown in FIG.

図3に示すように、緻密質セラミックス材料層を異種のセラミックス材料を用いて積層したにも関わらず良好な一体性で緻密質セラミックス材料層が形成されていた。また、いずれの緻密質セラミックス材料層も多孔質セラミックス材料層と一体性よく結合されていた。   As shown in FIG. 3, the dense ceramic material layer was formed with good integrity even though the dense ceramic material layer was laminated using different types of ceramic materials. In addition, any dense ceramic material layer was bonded to the porous ceramic material layer with good integrity.

GDCから構成されるセラミックス積層体(直径16mm、緻密部の厚さ:30μm、多孔部の厚さ:150μm)の多孔部に白金電極を導入し、SOFC用単セルを作製した。断面の写真を図4に示す。燃料として3%加湿水素(50ml/min)、酸化剤として空気(50ml/min)を用いて700℃で発電試験を行ったところ、100mW/cmの出力が得られた。結果を図5に示す。 A platinum electrode was introduced into the porous part of a ceramic laminate (diameter 16 mm, dense part thickness: 30 μm, porous part thickness: 150 μm) composed of GDC to produce a single cell for SOFC. A photograph of the cross section is shown in FIG. When a power generation test was conducted at 700 ° C. using 3% humidified hydrogen (50 ml / min) as the fuel and air (50 ml / min) as the oxidant, an output of 100 mW / cm 2 was obtained. The results are shown in FIG.

図4に示すように、白金は単セル用構造体の両多孔部全体に分散し固定されていた。また、図5に示すように、良好な出力を得ることができた。   As shown in FIG. 4, platinum was dispersed and fixed throughout both porous portions of the single cell structure. Moreover, as shown in FIG. 5, a favorable output could be obtained.

セラミックス積層体の一例(写真)を示す図である。It is a figure which shows an example (photograph) of a ceramic laminated body. セラミックス積層体の他の一例(写真)を示す図である。It is a figure which shows another example (photograph) of a ceramic laminated body. セラミックス積層体の他の一例(写真)を示す図である。It is a figure which shows another example (photograph) of a ceramic laminated body. 白金電極が担持されたGDC積層体の写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph of the GDC laminated body with which the platinum electrode was carry | supported. 白金電極が担持されたGDC積層体の発電結果(グラフ)を示す図である。It is a figure which shows the electric power generation result (graph) of the GDC laminated body with which the platinum electrode was carry | supported.

Claims (12)

酸化物イオン伝導性セラミックス材料を含有する緻密質セラミックス材料層を挟んで2つの多孔質セラミックス材料層が対向される積層構造を備える、固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体。   A structure for a single cell of a solid oxide fuel cell, comprising a laminated structure in which two porous ceramic material layers are opposed to each other with a dense ceramic material layer containing an oxide ion conductive ceramic material interposed therebetween. 緻密質セラミックス材料層が2種類以上のセラミックス材料を含有する、請求項1に記載の単セル用構造体。   The single-cell structure according to claim 1, wherein the dense ceramic material layer contains two or more kinds of ceramic materials. 前記緻密質セラミックス材料層は2種類以上のセラミックス材料層を有する、請求項2に記載の単セル用構造体。   The single-cell structure according to claim 2, wherein the dense ceramic material layer has two or more types of ceramic material layers. 前記多孔質セラミックス材料層は、前記緻密質セラミックス材料層に含まれるセラミックス材料と同一のセラミックス材料を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の単セル用構造体。   The single-cell structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous ceramic material layer contains the same ceramic material as that contained in the dense ceramic material layer. 固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体の製造方法であって、
緻密質セラミックスを形成可能な緻密質セラミックス原料層を挟んで、2つの多孔質セラミックスを形成可能な多孔質セラミックス原料層が対向される積層構造を有するセラミックス積層体の前駆体を準備する工程と、前記前駆体を焼成する工程と、
を備える、固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体の製造方法。
A method for producing a structure for a single cell of a solid oxide fuel cell, comprising:
Preparing a precursor of a ceramic laminate having a laminated structure in which a porous ceramic raw material layer capable of forming two porous ceramics is sandwiched across a dense ceramic raw material layer capable of forming a dense ceramic; Firing the precursor;
A method for producing a structure for a single cell of a solid oxide fuel cell.
前記多孔質セラミックス原料層は、焼成により気孔を形成可能な造孔剤を含有する、請求項5に記載の製造方法。   The said porous ceramic raw material layer is a manufacturing method of Claim 5 containing the pore making agent which can form a pore by baking. 前記多孔質セラミックス原料層は、さらに、分散剤および/または結合剤を焼成により前記造孔剤の凝集に起因する気孔及び/又は焼成により凝集したセラミックス二次粒子間間隙に起因する気孔を形成可能な程度に含有する、請求項6に記載の製造方法。   The porous ceramic material layer can further form pores resulting from the aggregation of the pore-forming agent and / or pores resulting from the agglomeration of the ceramic secondary particles agglomerated by firing by firing the dispersant and / or binder. The production method according to claim 6, which is contained to a certain extent. 請求項5〜7のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池のセル用構造体の製造方法によって得られる、固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体。   A structure for a single cell of a solid oxide fuel cell obtained by the method for producing a structure for a cell of a solid oxide fuel cell according to any one of claims 5 to 7. 請求項1〜5のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体の2つの前記多孔質セラミックス材料層にそれぞれ燃料極材料及び空気極材料を備える、固体酸化物形燃料電池用単セル。   6. A solid oxide fuel cell comprising a fuel electrode material and an air electrode material in each of the two porous ceramic material layers of the structure for a single cell of the solid oxide fuel cell according to claim 1. Single cell for use. 請求項9に記載の燃料電池用単セルを備える、固体酸化物形燃料電池。   A solid oxide fuel cell comprising the single cell for a fuel cell according to claim 9. 固体酸化物形燃料電池の製造方法であって、
請求項1〜4のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池の単セル用構造体の前記2つの前記多孔質セラミックス材料層に燃料極材料及び空気極材料をそれぞれ保持させる工程、を備える、製造方法。
A method for producing a solid oxide fuel cell, comprising:
A step of holding the fuel electrode material and the air electrode material respectively in the two porous ceramic material layers of the structure for a single cell of the solid oxide fuel cell according to claim 1, Production method.
緻密質セラミックス材料層を挟んで2つの多孔質セラミックス材料層が対向される積層構造を備える、セラミックスデバイスの躯体用のセラミックス構造体。
A ceramic structure for a ceramic device housing, comprising a laminated structure in which two porous ceramic material layers are opposed to each other with a dense ceramic material layer interposed therebetween.
JP2008071213A 2008-03-19 2008-03-19 Structural body for cell, method for manufacturing same and utilization of same Pending JP2009230874A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008071213A JP2009230874A (en) 2008-03-19 2008-03-19 Structural body for cell, method for manufacturing same and utilization of same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008071213A JP2009230874A (en) 2008-03-19 2008-03-19 Structural body for cell, method for manufacturing same and utilization of same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009230874A true JP2009230874A (en) 2009-10-08

Family

ID=41246066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008071213A Pending JP2009230874A (en) 2008-03-19 2008-03-19 Structural body for cell, method for manufacturing same and utilization of same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009230874A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011142001A (en) * 2010-01-07 2011-07-21 Kikusui Chemical Industries Co Ltd Method of manufacturing solid electrolyte structure, the solid electrolyte structure, and single cell for solid oxide fuel battery using the solid electrolyte structure
JP2012094365A (en) * 2010-10-27 2012-05-17 Kikusui Chemical Industries Co Ltd Solid oxide fuel battery single cell
JP2013532364A (en) * 2010-06-25 2013-08-15 コリア インスティテュート オブ インダストリアル テクノロジー Method for producing solid oxide fuel cell unit cell
JP2016021420A (en) * 2015-11-02 2016-02-04 一般財団法人電力中央研究所 Composite film structure and fuel battery
JP2020149803A (en) * 2019-03-11 2020-09-17 住友電気工業株式会社 Method for manufacturing fuel electrode-solid electrolyte layer composite

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011142001A (en) * 2010-01-07 2011-07-21 Kikusui Chemical Industries Co Ltd Method of manufacturing solid electrolyte structure, the solid electrolyte structure, and single cell for solid oxide fuel battery using the solid electrolyte structure
JP2013532364A (en) * 2010-06-25 2013-08-15 コリア インスティテュート オブ インダストリアル テクノロジー Method for producing solid oxide fuel cell unit cell
JP2012094365A (en) * 2010-10-27 2012-05-17 Kikusui Chemical Industries Co Ltd Solid oxide fuel battery single cell
JP2016021420A (en) * 2015-11-02 2016-02-04 一般財団法人電力中央研究所 Composite film structure and fuel battery
JP2020149803A (en) * 2019-03-11 2020-09-17 住友電気工業株式会社 Method for manufacturing fuel electrode-solid electrolyte layer composite
JP7107875B2 (en) 2019-03-11 2022-07-27 住友電気工業株式会社 Manufacturing method of fuel electrode-solid electrolyte layer composite

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6398647B2 (en) Method for producing anode for solid oxide fuel cell and method for producing electrolyte layer-electrode assembly for fuel cell
JP6658754B2 (en) Solid oxide fuel cell and method for producing electrolyte layer-anode assembly
JP2008519404A (en) Electrochemical cell structure and its manufacturing method by controlled powder method
JP2008004422A (en) Electrode for solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell, and its manufacturing method
KR101637917B1 (en) Protonic conducting solid oxide fuel cell and method for preparing thereof
KR20100050687A (en) Fabrication method of metal supported solid oxide fuel cell
JP2009230874A (en) Structural body for cell, method for manufacturing same and utilization of same
KR101662211B1 (en) anode, anode-supported electrolyte film, fuel cell and method of preparing anode-supported electrolyte film
JP6378337B2 (en) Stack structure of flat solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell system
JP6174608B2 (en) Solid oxide fuel cell and method for producing the same
EP3343682B1 (en) Flat plate-shaped solid oxide fuel cell and cell module comprising same
KR101146349B1 (en) Fabrication Method of Metal Supported Solid Oxide Fuel Cell
JP5517297B2 (en) Single cell for solid oxide fuel cell
JP6153666B2 (en) Method for producing anode support for solid oxide fuel cell and anode support for solid oxide fuel cell
JP6047470B2 (en) Anode for fuel cell and single cell for fuel cell
JP6047471B2 (en) Anode for fuel cell and single cell for fuel cell
JP2009245717A (en) Method of manufacturing solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell manufactured by this method, and electrolyte-electrode stack for solid oxide fuel cell
WO2014027442A1 (en) Fuel electrode which also serves as supporting body of solid oxide fuel cell, and fuel electrode-supported solid oxide fuel cell
KR101335063B1 (en) Method of large powewr solid oxide fuel cell
JP2009245896A (en) Spacer for manufacturing solid oxide fuel cell, manufacturing method of member for solid oxide fuel cell using this, and manufacturing method of solid oxide fuel cell
JP2011129264A (en) Manufacturing method of fuel cell
JP2015065014A (en) Anode for fuel cell and single fuel cell
JP5835373B2 (en) Method for producing solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell produced by this method, and electrolyte / electrode laminate for solid oxide fuel cell
JP6075924B2 (en) Fuel cell single cell and manufacturing method thereof
JP7136185B2 (en) cell structure