JP2012505499A5 - - Google Patents
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Claims (19)
- ＹＳＺ固体酸化物電解質層とカソード層を有する固体酸化物燃料電池または固体酸化物燃料電池サブコンポーネントの製造方法であって、以下の工程を含む該製造方法：
第１の面と、該第１の面に対向する第２の面とを有するＹＳＺ固体酸化物電解質材料を用意する工程；
少なくともジルコニアとセリアの混合相を含む混合相層を電解質材料の第１の面上に形成する工程；および
電解質材料の第１の面上にカソード層を形成するために、混合相層の表面上にカソード材料を堆積させる工程であって、該カソード材料が、混合相層と直接接している該工程。 - 上記の混合相層を形成する工程が、電解質材料の第１の面にセリア層を付着させる工程と電解質材料上のセリアを加熱する工程を含む請求項１記載の方法。
- 請求項２に記載の製造方法であって、
上記の混合相層を形成する工程が該混合相層の表面に過剰のセリアを残留させ、および該製造方法が、上記カソード材料を堆積させる前に該表面から過剰のセリアを除去する工程をさらに含む該方法。 - 第１の面と、該第１の面に対向する第２の面とを有するＹＳＺ固体酸化物電解質材料層を含む固体酸化物燃料電池サブコンポーネントの製造方法であって、該電解質材料層の第１の面上へのカソード材料層の付着に先立って実施され、以下の工程を有する該製造方法：
該電解質材料層の第１の面上にセリア層を形成する工程；
その上にセリアを有する該電解質材料層を加熱して、
少なくともジルコニアとセリアの混合相を含む混合相層を該電解質材料層の第１の面上に形成するとともに、過剰のセリアを該混合相層上に形成する工程；および
該過剰のセリアを除去する工程。 - 上記の加熱を、電解質材料の第１の面へのセリア層の付着と同時に行う請求項２〜４のいずれか一つに記載の方法。
- 上記の加熱を、電解質材料の第１の面へセリア層を付着させた後で行う請求項２〜４のいずれか一つに記載の方法。
- 上記の混合相層を形成するための加熱を、少なくとも約１１５０℃までの温度で行う請求項２から６のいずれか一つに記載の方法。
- 上記電解質材料層が、その第２の面上にアノード材料層を有する請求項１から７のいずれか一つに記載の方法。
- 上記の混合相層を形成するための加熱を、少なくとも約１３００℃までの温度で行う、請求項２から７のいずれか一つに従属する請求項８記載の方法。
- 上記の過剰のセリアを除去する工程が、混合相層の表面を機械的に擦るまたは研磨する工程を含む請求項３から９のいずれか一つに記載の方法。
- 過剰のセリアを除去した後、カソード材料層を上記混合相層上に堆積させる工程を含む請求項４から１０のいずれか一つに記載の方法。
- ＹＳＺ固体酸化物電解質層とカソード層を含む固体酸化物燃料電池または固体酸化物燃料電池サブコンポーネントであって、
該電解質層は、第１の面と、該第１の面に対向する第２の面を有し、
少なくともジルコニアとセリアの混合相を含む混合相層が該電解質層の第１の面に形成され、および
カソード層が、該混合相層に直接接するように該混合相層の上に形成されている、該固体酸化物燃料電池または固体酸化物燃料電池サブコンポーネント。 - カソード材料層を支持する第１の面と、該第１の面に対向する第２の面を有するＹＳＺ固体酸化物電解質層、および
少なくともジルコニアとセリアの混合相を含み、電解質材料層の第１の面上に形成された混合相層を含み、
上記混合相中以外には、電解質材料層の第１の面上にはセリアが存在しない、固体酸化物燃料電池サブコンポーネント。 - 上記混合相層の厚さが、約１〜約５μｍの範囲である請求項１２または１３に記載の固体酸化物燃料電池または固体酸化物燃料電池サブコンポーネント。
- 上記の電解質層から遠く離れた、混合相層の表面におけるジルコニアのモル分率が約０〜約０．２６の範囲にある請求項１２から１４のいずれか一つに記載の固体酸化物燃料電池または固体酸化物燃料電池サブコンポーネント。
- 上記混合相層中のＺｒ：Ｃｅのモル比が、上記電解質層から遠く離れた、混合相層の表面からの深さが約０．０５〜約０．２μｍにおいて、約０．３：１〜約０．５５：１の範囲にある請求項１２から１５のいずれか一つに記載の固体酸化物燃料電池または固体酸化物燃料電池サブコンポーネント。
- 上記混合相層中のＺｒ：Ｃｅのモル比が、上記電解質層から遠く離れた、混合相層の表面からの深さが約０．７〜約０．９μｍにおいて、約２：１〜約３：１の範囲にある請求項１２から１６のいずれか一つに記載の固体酸化物燃料電池または固体酸化物燃料電池サブコンポーネント。
- 上記混合相層中のセリアが、Ｙ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｐｒ、ＬａおよびＴｂから選択された１種以上の元素でドープされている請求項１２から１７のいずれか一つに記載の固体酸化物燃料電池または固体酸化物燃料電池サブコンポーネント。
- 上記の電解質層の第２の面上に、固体酸化物燃料電池アノード材料層をさらに含む、請求項１２から１８のいずれか一つに記載の固体酸化物燃料電池サブコンポーネント、または請求項１２から１８のいずれか一つに記載の、固体酸化物燃料電池サブコンポーネントを含む固体酸化物燃料電池。
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