JP2012119126A5 - - Google Patents

Description

上記構成により、固体酸化物燃料電池は、少なくとも空気極側セパレータの表面にはニッケルコバルト合金がコーティングされる。このコーティングによりこのセパレータは長時間の酸化雰囲気のなかでも劣化しない耐食性や耐久性が備えられる。また、クロムの蒸発をニッケルコバルトのコーティング層によって防ぐことができ、空気極（カソード）における酸化クロム被毒による劣化を防止して発電性能を向上させることができる。

また、固体酸化物燃料電池は、ニッケルコバルト合金によるコーティングにおいて、ニッケル（Ｎｉ）とコバルト（Ｃｏ）との組成比は、Ｎｉ：Ｃｏ＝７０：３０からＮｉ：Ｃｏ＝０：１００の範囲内であることが好ましい。これにより、ニッケルとコバルトとの組成比を調節することで所望の接触抵抗値を得ることができる。

本発明に係る固体酸化物燃料電池の１つの実施形態である平面単セルスタックの概略構成を示す説明図である。 ＡＳＲ（単位面積当たりの抵抗値）測定冶具の概略構成を示す説明図である。 各種コーティングによる８００℃でのＡＳＲ（単位面積当たりの抵抗値）の経時変化を示す図表である。 異なるニッケルコバルト合金の組成比でのＡＳＲ（単位面積当たりの抵抗値）の経時変化を示す図表である。 ＡＳＲ（単位面積当たりの抵抗値）の経時変化を示す図表である。 単セルスタックの発電特性を示す図表である。 固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）の発電原理を示す説明図である。 一般的な固体酸化物型燃料電池の単セルスタックの構成を示す説明図である。

このように、固体酸化物燃料電池１は、空気極側セパレータ７及び空気極側集電材８の表面には、ニッケルコバルト合金めっきコーティングが施され、このセパレータ７及び集電材８は、長時間の酸化雰囲気のなかでも劣化しない耐食性や耐久性が備えられる。また、クロムの蒸発をニッケルコバルトコーティング層によって防ぐことができ、空気極（カソード）における性能低下を防止することができる。

図４に、異なるニッケルコバルト合金の組成比でのＡＳＲ（単位面積当たりの抵抗値）の経時変化を示す。横軸は時間（ｈ）であり、縦軸はＡＳＲ値（ｍΩｃｍ^２）である。下記の表２で表わされる、合金めっきの中のニッケル（Ｎｉ）とコバルト（Ｃｏ）の組成比率を変化させたコーティング膜で実験を行ったところ、Ｃｏの割合が多くなるほどＡＳＲ値は低くなり、Ｃｏを３０％以上含むコーティングにて良好なＡＳＲ値を得た。この結果より、ニッケルコバルト合金によるめっきにおいて、ニッケル（Ｎｉ）とコバルト（Ｃｏ）との組成比は、Ｎｉ：Ｃｏ＝７０：３０からＮｉ：Ｃｏ＝０：１００の範囲内であることが好ましい。

図５に、ＡＳＲ（単位面積当たりの抵抗値）の経時変化を示す。横軸は時間（ｈ）であり、縦軸はＡＳＲ値（ｍΩｃｍ^２）である。耐熱合金金属Ｍにニッケルコバルトめっきをコーティングしたセパレータの試験片を１０００時間にわたって定電流で酸化条件下でＡＳＲ値を測定した。その結果、１０００時間経過後も大きなＡＳＲ値の上昇もみられず低い値を示した。これは、ニッケルコバルトコーティングにより接触抵抗が低く抑えられているためと考えられる。

Claims (5)

1. 電解質と、一対の電極である空気極及び燃料極と、からなるＭＥＡセル、及び空気極と燃料極との間に設けられるセパレータから構成される固体酸化物燃料電池において、
   少なくとも空気極に面しているセパレータの表面には、ニッケルコバルト合金がコーティングされることを特徴とする固体酸化物燃料電池。
2. 請求項１に記載の固体酸化物燃料電池であって、ニッケルコバルト合金によるコーティング厚は、略０．５μｍ〜略１０μｍであることを特徴とする固体酸化物燃料電池。
3. 請求項１又は２に記載の固体酸化物燃料電池であって、ニッケルコバルト合金によるコーティングにおいて、ニッケル（Ｎｉ）とコバルト（Ｃｏ）との組成比は、Ｎｉ：Ｃｏ＝７０：３０からＮｉ：Ｃｏ＝０：１００の範囲内であることを特徴とする固体酸化物燃料電池。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体酸化物燃料電池であって、少なくとも空気極に面しているセパレータにおいて集電材として配設される金属メッシュ、金属フェルト、エキスパンドメタル、及び金属繊維を編み込んで形成された平板状の金属繊維ニットの表面には、ニッケルコバルト合金がコーティングされることを特徴とする固体酸化物燃料電池。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体酸化物燃料電池であって、ニッケルコバルト合金によるコーティングは、めっき法によることを特徴とする固体酸化物燃料電池。

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