JP2013149349A - Laminated solid oxide fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層型固体酸化物形燃料電池に関する。 The present invention relates to a stacked solid oxide fuel cell.
燃料電池は、低炭素社会の創エネルギー技術として注目され、燃料電池自動車、家庭用コジェネレーションシステム、携帯機器用小型電源等、幅広い用途に向けて実用化が期待されている。燃料電池には、様々な形式があるが、その中でも、固体酸化物形燃料電池は、エネルギー変換効率が高く、また、無機全固体で構成されているため信頼性が高いといった利点を有する。固体酸化物形燃料電池は、固体電解質(以下、単に電解質という)を介して、空気極と燃料極を対向配置したひとつの発電セルで得られる電圧は1V程度で非常に小さい。このため、従来から特許文献1に示すように、複数の発電セルをセパレータなどの電気伝導体を用いて電気的に直列接続し、得られる電圧、電力を高めて使用してきた。一方、特許文献2には、セパレータを用いないで複数の電解質、空気極および燃料極を単一の素子内に有し、インターコネクタにより電気的に並列接合する一体焼結型の積層型固体酸化物形燃料電池が開示されている。
Fuel cells are attracting attention as energy creation technology in a low-carbon society, and are expected to be put to practical use for a wide range of applications such as fuel cell vehicles, household cogeneration systems, and small power supplies for portable devices. There are various types of fuel cells. Among them, solid oxide fuel cells have advantages such as high energy conversion efficiency and high reliability because they are composed of inorganic all solids. In a solid oxide fuel cell, a voltage obtained by one power generation cell in which an air electrode and a fuel electrode are arranged to face each other through a solid electrolyte (hereinafter simply referred to as an electrolyte) is as low as about 1V. For this reason, conventionally, as shown in
さらに、特許文献3には、複数の電解質、空気極および燃料極を単一の焼結体内に有する積層型固体酸化物形燃料電池において、白金を第1電極、第2電極として外部電極を焼結体端面に構成して、それぞれを燃料極、空気極と電気的に接続する技術が開示されている。
Further, in
積層型固体酸化物形燃料電池は、300〜900℃の高温酸化雰囲気において使用するため、複数の燃料極および空気極をそれぞれ電気的に接続するための外部電極材料に要求される特性は、電気伝導率が1Scm−1以上である。この特性を満たす導電性材料として、白金は好適な材料のひとつである。ところが、焼結体である積層型固体酸化物形燃料電池の表面に白金電極を密着させるためには、白金の融点である1769℃に対し、1600℃程度の焼付け温度が必要になる。しかしながら、積層型固体酸化物形燃料電池は1500℃以下で焼結するため、白金の焼付を、積層型固体酸化物形燃料電池の焼結温度よりも高い焼付け温度で行うと、積層型固体酸化物形燃料電池にクラックなどの構造欠陥を生じたり、焼結体の過焼結を引き起こしたりし、発電性能の低下を招くこととなり、歩留まり低下につながる。 Since the stacked solid oxide fuel cell is used in a high-temperature oxidizing atmosphere of 300 to 900 ° C., the characteristics required for the external electrode material for electrically connecting a plurality of fuel electrodes and air electrodes respectively are The conductivity is 1 Scm −1 or more. Platinum is one of the preferred materials as a conductive material that satisfies this characteristic. However, in order to bring the platinum electrode into close contact with the surface of the stacked solid oxide fuel cell, which is a sintered body, a baking temperature of about 1600 ° C. is required with respect to 1769 ° C., which is the melting point of platinum. However, since the stacked solid oxide fuel cell is sintered at 1500 ° C. or lower, if the baking of platinum is performed at a baking temperature higher than the sintering temperature of the stacked solid oxide fuel cell, the stacked solid oxide fuel cell This may cause structural defects such as cracks in the fuel cell and cause oversintering of the sintered body, leading to a decrease in power generation performance, leading to a decrease in yield.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、積層型固体酸化物形燃料電池の構造欠陥を生じることなく、さらに、焼結体の過焼結を防止し、発電性能や歩留まりの低下を引き起こすことなく、外部電極を形成することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and without causing structural defects of the stacked solid oxide fuel cell, further prevents oversintering of the sintered body, and reduces power generation performance and yield. It is an object to form an external electrode without causing any problems.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る積層型固体酸化物形燃料電池は、AgおよびAuのいずれか1種類または2種類の導電性材料からなる外部電極を備えることを特徴とする。これにより、外部電極の焼付け温度を積層型固体酸化物形燃料電池の焼結温度より低温とすることが可能となり、発電性能や歩留まりの低下を防止することが可能である。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the stacked solid oxide fuel cell according to the present invention includes an external electrode made of one or two kinds of conductive materials of Ag and Au. It is characterized by. As a result, the baking temperature of the external electrode can be made lower than the sintering temperature of the stacked solid oxide fuel cell, and it is possible to prevent a decrease in power generation performance and yield.
本発明の望ましい態様としては、前記外部電極は、AgおよびAuのいずれか1種類または2種類の導電性材料にセラミックスを混合した混合材料からなることが好ましい。これにより、導電性材料のAgやAuの凝集を抑制でき、且つ、積層型固体酸化物形燃料電池と外部電極との熱膨張差を緩和でき、剥離を抑制することが可能である。 As a desirable aspect of the present invention, the external electrode is preferably made of a mixed material obtained by mixing ceramics with one or two kinds of conductive materials of Ag and Au. Thereby, aggregation of Ag and Au of the conductive material can be suppressed, the difference in thermal expansion between the stacked solid oxide fuel cell and the external electrode can be reduced, and peeling can be suppressed.
本発明の望ましい態様としては、前記セラミックスとして、Y2O3安定化ZrO2、Sc2O3安定化ZrO2、Sm2O3添加CeO2、Gd2O3添加CeO2、ZrO2、Al2O3、SiO2、MgOの中から選ばれる少なくとも1種以上を用いることが好ましい。これにより、積層型固体酸化物形燃料電池と外部電極とが強固に接着され、剥離を抑制することが可能である。 As a desirable aspect of the present invention, Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 , Sc 2 O 3 stabilized ZrO 2 , Sm 2 O 3 added CeO 2 , Gd 2 O 3 added CeO 2 , ZrO 2 , Al It is preferable to use at least one selected from 2 O 3 , SiO 2 , and MgO. As a result, the stacked solid oxide fuel cell and the external electrode are firmly bonded, and peeling can be suppressed.
本発明の望ましい態様としては、前記混合材料は、前記導電性材料に対する前記セラミックスの混合比を10〜70vol%であることが好ましい。これにより、導電性材料のネットワークを阻害することなく、電子伝導性を保つことが可能である。 As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the mixed material has a mixing ratio of the ceramic to the conductive material of 10 to 70 vol%. Thereby, it is possible to maintain electronic conductivity without obstructing the network of conductive materials.
本発明の望ましい態様としては、前記外部電極は、前記導電性材料と前記セラミックスの混合比を変化させ、傾斜組成で複数層形成されることが好ましい。これにより、積層型固体酸化物形燃料電池と外部電極の熱膨張差をより緩和することができ、剥離を抑制することが可能である。 As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the external electrode is formed in a plurality of layers with a gradient composition by changing a mixing ratio of the conductive material and the ceramic. Thereby, the difference in thermal expansion between the stacked solid oxide fuel cell and the external electrode can be further relaxed, and peeling can be suppressed.
本発明の望ましい態様としては、前記外部電極は、積層型固体酸化物形燃料電池の外側に向けてセラミックスの混合比を低減させることが好ましい。これにより、外部電極の電子伝導性を保つことが可能であり、且つ、剥離を抑制することが可能である。 As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the external electrode reduce the mixing ratio of ceramics toward the outside of the stacked solid oxide fuel cell. Thereby, it is possible to maintain the electronic conductivity of the external electrode and to suppress peeling.
本発明の望ましい態様としては、前記外部電極は、空隙率が10〜80%であることが好ましい。これにより、ガスの透過性を確保し、且つ、導電性材料のネットワークを阻害することなく、電子伝導性を保つことが可能である。 As a desirable aspect of the present invention, the external electrode preferably has a porosity of 10 to 80%. Thereby, it is possible to ensure gas permeability and to maintain electronic conductivity without impeding the network of the conductive material.
本発明は積層型固体酸化物形燃料電池の構造欠陥や焼結体の過焼結を抑制でき、発電性能の低下を抑制することができる。これにより、歩留まりを向上させることができる。 The present invention can suppress structural defects of a stacked solid oxide fuel cell and oversintering of a sintered body, and can suppress a decrease in power generation performance. Thereby, a yield can be improved.
図1は、燃料電池の動作原理を平板形固体酸化物形燃料電池で説明する概略図である。図1を用いて、燃料電池の一般的な動作原理を説明する。燃料電池は、水の電気分解の逆の原理で、燃料の水素と酸素を電気化学的に反応させ、燃料のもつ化学的なエネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電デバイスである。空気極63では、酸素が外部回路から電子を受け取り、酸化物イオンとなって電解質64を伝わって燃料極62へ移動する。燃料極62では、電解質64を伝わってきた酸化物イオンと水素が反応して、電子を外部回路に放出する。これを化学反応式で示せば、
空気極:(1/2)O2+2e−→O2−・・・(1)
燃料極:O2−+H2→H2O+2e−・・・(2)
全体:(1/2)O2+H2→H2O・・・(3)
となる。なお、本発明に係る燃料電池は固体酸化物形燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)であり、SOFCは、H2以外に例えば、COも燃料として使用できる。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the operation principle of a fuel cell using a flat solid oxide fuel cell. The general operating principle of the fuel cell will be described with reference to FIG. A fuel cell is a power generation device that converts the chemical energy of a fuel directly into electrical energy by electrochemically reacting hydrogen and oxygen of the fuel on the reverse principle of water electrolysis. In the
Air electrode: (1/2) O 2 + 2e − → O 2− (1)
Fuel electrode: O 2 + H 2 → H 2 O + 2e − (2)
Overall: (1/2) O 2 + H 2 → H 2 O (3)
It becomes. The fuel cell according to the present invention is a solid oxide fuel cell (SOFC). In addition to H 2 , for example, CO can also be used as fuel for SOFC.
SOFCは、発電効率が他の燃料電池に比べ高いという特徴がある。一方、SOFCは、500℃〜1000℃の高温作動において、電解質64のイオン伝導率が10−1Scm−1程度と低く、電流を十分に取り出すためには燃料極62および空気極63の電極面積の増加および電解質64の薄膜化が必要とされている。そこで、本発明に係る積層型固体酸化物形燃料電池は、単位面積あたりの有効電極面積を従来の平板形および円筒形のSOFCと比較して大きくすることにより、大きな電流を取り出そうとするものである。このため、本発明に係る積層型固体酸化物形燃料電池は、電極(燃料極または空気極)と電解質とを、セパレータを介さず交互に積層して一体焼結した構造とするものである。これにより、単位体積あたりの電極面積を増加させるとともに、小型化を図ることができる。
SOFC is characterized by high power generation efficiency compared to other fuel cells. On the other hand, the SOFC has a low ion conductivity of about 10 −1 Scm −1 at a high temperature operation of 500 ° C. to 1000 ° C., and the electrode area of the
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
<積層型固体酸化物形燃料電池1>
図2は、本発明の一実施形態に係る積層型固体酸化物形燃料電池の構造を示す断面図である。積層型固体酸化物形燃料電池1は、複数の燃料極2と、複数の空気極3と、少なくとも燃料極2と空気極3との間に配置される電解質4と、隣接する電解質4同士の間に配置される仕切り部5を含む。
<Laminated Solid
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a stacked solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention. The stacked solid
本実施形態において、燃料極2と、空気極3と、電解質4と、仕切り部5とは一体で構成されて積層型固体酸化物形燃料電池1となる。ここで、本実施形態においては、複数の燃料極2及び空気極3をそれぞれ電気的に接続するために、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7をさらに有する。このように、積層型固体酸化物形燃料電池1は、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7を含んでいる。
In the present embodiment, the
<燃料極2>
燃料極2は、電解質4との界面において、外部から供給された燃料(水素)が、電解質4を透過してきた酸化物イオンと下記式(4)に示す反応が生じ、電子を生成する極である。
O2−+H2→H2O+2e−・・・(4)
本実施形態では、燃料極2は、水素を三相界面に到達させ、上記の式(4)に示す反応を促進するために、複数の空隙(空孔)が連通するように形成された多孔質材料とされる。
<
The
O 2− + H 2 → H 2 O + 2e − (4)
In the present embodiment, the
本実施形態において、燃料極2は白金(以下、Ptという)とY2O3安定化ZrO2(以下、YSZという)のコンポジット材料(以下、Pt/YSZという)で構成される。その他、高温還元雰囲気中で電子伝導性を有し、触媒活性を示す材料が、燃料極2の材料として使用できる。このような材料としては、Pt、Ni、Co、Cuのなかから1種類もしくは2種類以上を用いた金属材料がある。それぞれ、金属材料のみで使用することも可能であるが、電極反応や触媒反応を促進するため、さらに、金属材料同士の凝集/焼結を抑制するために、酸化物イオン伝導体であるYSZ、Sc2O3安定化ZrO2(以下、ScSZという)、Gd2O3添加CeO2(以下、GDCという)、Sm2O3添加CeO2(以下、SDCという)等とコンポジット化して使用できる。
In this embodiment, the
燃料極2、空気極3、電解質4が積層される方向における燃料極2の長さを、燃料極2の厚みとすると、該厚みは、好ましくは10〜1000μm、より好ましくは20〜200μmである。燃料極2の厚みを上記の範囲とすることで、ガス拡散性が保たれ、高い発電性能が得られる。
When the length of the
<空気極3>
空気極3では、空気中の酸素が電解質4との界面(三相界面)に到達すると、燃料極2側から移動してくる電子と酸素とが以下の式(5)のように反応する。
1/2O2+2e−→O2−・・・(5)
上記の式(5)に示す反応により生じた酸化物イオンは、電解質4中を移動する。本実施形態では、空気極3は、酸素を三相界面に到達させ、上記の式(5)に示す反応を促進するために、複数の空隙(空孔)が連通するように形成された多孔質材料とされる。
<
In the
1 / 2O 2 + 2e − → O 2− (5)
The oxide ions generated by the reaction shown in the above formula (5) move through the
本実施形態において、空気極3はPtとYSZのコンポジット材料で構成される。その他、高温酸化雰囲気中で電子伝導性を有し、触媒活性を示す材料が、空気極3の材料として使用できる。このような材料としては、Ag、(LaSr)CoO3(以下、LSCという)、(LaSr)(CoFe)O3(以下、LSCFという)、(LaSr)MnO3(以下、LSMという)のなかから1種類もしくは2種類以上を用いた材料がある。それぞれ、前記材料のみで使用することも可能であるが、電極反応や触媒反応を促進するため、さらに、材料同士の凝集/焼結を抑制するために、酸化物イオン伝導体であるYSZ、ScSZ、GDC、SDC等とコンポジット化して使用できる。
In the present embodiment, the
燃料極2、空気極3、電解質4が積層される方向における空気極3の長さを、空気極3の厚みとすると、該厚みは、好ましくは10〜1000μm、より好ましくは20〜200μmである。空気極3の厚みを上記の範囲とすることで、ガス拡散性が保たれ、高い発電性能が得られる。
When the length of the
<電解質4>
電解質4は、酸化物イオン輸率が0.96(96%)以上の緻密質のYSZ、ScSZ、GDC、SDC、または(LaSr)(GaMg)O3(以下、LSGMという)が好ましい。
<
The
このような酸化物は、酸化物イオン輸率および酸化物イオン伝導性が高いため好ましい。なお、酸化物イオン輸率の上限は1である、すなわち、電気伝導の全てを酸化物イオンが担っていることが好ましいが、現在の技術では0.995程度である。 Such an oxide is preferable because of its high oxide ion transport number and high oxide ion conductivity. The upper limit of the oxide ion transport number is 1, that is, it is preferable that the oxide ion bears all of the electrical conduction, but it is about 0.995 in the current technology.
YSZとしては、イットリウム(Y)をジルコニア(ZrO2)に3〜15モル%固溶させたものが好ましい。ScSZとしてはスカンジウム(Sc)をジルコニア(ZrO2)に5〜10モル%固溶させたものが好ましい。GDCとしてはガドリニウム(Gd)をセリアに(CeO2)に10〜20モル%固溶させたものが好ましい。SDCとしてはサマリウム(Sm)をセリア(CeO2)に10〜20モル%固溶させたものが好ましい。LSGMとしては、(La1−XSrX)(Ga1−YMgY)O3において、0.1≦X≦0.4、0.1≦Y≦0.4としたものが好ましい。
The YSZ, it is preferable that yttrium (Y) was dissolved 3-15 mole% zirconia (ZrO 2). As ScSZ, scandium (Sc) is preferably dissolved in zirconia (ZrO 2 ) in an amount of 5 to 10 mol%. As GDC, gadolinium (Gd) is preferably dissolved in ceria (CeO 2 ) at 10 to 20 mol%. As the SDC, samarium (Sm) dissolved in 10 to 20 mol% in ceria (CeO 2 ) is preferable. The LSGM, in (La 1-X Sr X) (Ga 1-Y Mg Y)
燃料極2、空気極3、電解質4が積層される方向における電解質4の長さを、電解質4の厚みとすると、該厚みは好ましくは1〜50μm、より好ましくは1〜10μmである。厚みを上記の範囲とすることで、電解質4としての強度を確保でき、かつ発電性能を高く保つことができるという利点がある。
When the length of the
<仕切り部5>
上述したように、本実施形態において、仕切り部5は、隣接する電解質4同士の間であって、電解質4同士を接続する。燃料極2と空気極3の間で電子や気体の漏れが発生すると、積層型固体酸化物形燃料電池1の発電性能が低下する。このため、仕切り部5では、燃料極2と空気極3との間の絶縁およびガスの漏れを起こさないことが望ましい。
<
As described above, in the present embodiment, the
仕切り部5と電解質4とを同じ材料にすることで、積層型固体酸化物形燃料電池1の製造が容易になるという利点がある。特に、電解質4に用いるYSZ、ScSZ、GDC、SDC、またはLSGMが好ましい。
By making the
また、仕切り部5と電解質4とは異なる材料で構成してもよい。仕切り部5の材料は、電解質4よりも電子伝導度が低い材料やガスタイトを確保しやすい材料を用いることによって、積層型固体酸化物形燃料電池1の性能低下をさらに効果的に抑制することも可能である。仕切り部5に用いることのできる材料としては、ZrO2、Al2O3、SiO2、MgOを用いることができる。
Moreover, you may comprise the
<燃料極側外部電極6、空気極側外部電極7>
本実施形態において、積層型固体酸化物形燃料電池1内に積層されている複数の燃料極2および複数の空気極3をそれぞれ電気的に接続するためには、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7が必要である。燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7を有することにより積層型固体酸化物形燃料電池1出力される電圧、電力を取り出すことが出来る。また、複数の積層型固体酸化物形燃料電池1を直列および並列で接続ができ、出力される電圧、電力の向上が可能になる。燃料極側外部電極6は高温還元雰囲気、空気極側外部電極7は高温酸化雰囲気において電子伝導性を保つことのできる導電性材料でなければならない。
<Fuel electrode side
In this embodiment, in order to electrically connect the plurality of
燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7に用いることのできる導電性材料としては、貴金属の中でも融点の比較的低い、AgおよびAuが好ましい。
As a conductive material that can be used for the fuel electrode side
また、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7は、多孔質体で構成されるとよい。これは、燃料極側外部電極6側から供給された燃料ガスを各アノード2の内部に、空気極側外部電極7側から供給された酸素を各カソード3の内部にそれぞれ行き渡らせるためである。また、燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7を多孔質体とするために、燃料極側外部電極用および空気極側外部電極用ペーストは導電性粉末粒子のほかに空隙形成剤を含むと良い。空隙形成剤は、例えばアクリル系のポリマー等、焼成時に消失するものを用いることができる。このように、焼付け時に消失する空隙形成剤を用いることにより、多孔質体の燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7を簡単に作製できる。
Moreover, the fuel electrode side
さらに、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7は、導電性材料のみで使用することも可能であるが、導電性材料とセラミックスとのコンポジット材料で構成されるとよい。導電性材料同士の凝集/焼結を抑制するために、電解質4に使用できるYSZ、ScSZ、GDC、SDC等や仕切り部5に使用できるZrO2、Al2O3、SiO2、MgO等とコンポジット化する。
Further, the fuel electrode-side
<積層型固体酸化物形燃料電池の製造方法>
本実施形態に係る積層型固体酸化物形燃料電池を製造する方法としては、特に制限されず、公知の方法を採用すればよい。以下では、電解質をシート化して電解質グリーンシートを作製し、燃料極用および空気極用の電極および仕切り部はスクリーン印刷を用いて電解質グリーンシート上に形成し、それらを積層して製造する方法について具体的に説明する。
<Method for Producing Multilayer Solid Oxide Fuel Cell>
The method for producing the stacked solid oxide fuel cell according to this embodiment is not particularly limited, and a known method may be employed. In the following, a method for producing an electrolyte green sheet by forming an electrolyte into a sheet, and forming electrodes and partitions for a fuel electrode and an air electrode on the electrolyte green sheet using screen printing and laminating them is described. This will be specifically described.
図3は、本実施形態に係る積層型固体酸化物形燃料電池の製造工程を示すフローチャートである。図2に示す電解質4を形成するための電解質グリーンシートに、燃料極2および空気極3を形成するための電極層、および仕切り部5を形成するための余白層を形成し、シートを作製する。次ぎに、切断後に燃料極2および空気極3が交互に異なる端面に露出するようにこのシートを複数枚積層してシート積層体を形成する。次ぎに、このシート積層体を積層型固体酸化物形燃料電池の1部品単位の寸法に切断する。そして、脱バイ、焼成する。必要に応じて後処理を行い、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7の形成を行うことにより、積層型固体酸化物形燃料電池1が作製される。
FIG. 3 is a flowchart showing manufacturing steps of the stacked solid oxide fuel cell according to the present embodiment. An electrode green layer for forming the
まず、電解質4を形成するための電解質用スラリーと燃料極2および空気極3を形成するための電極用スラリーとを作製する。電解質用スラリーは、電解質4の原料となる粉末を粉砕用ボールとともにプラスチック製ポットに入れ、これに溶剤、バインダーおよび可塑剤を添加して10〜20時間混合して得られる。溶剤、バインダーおよび可塑剤の含有量には制限はないが、例えば、溶剤の含有量は10質量%以上50質量%以下、バインダーの含有量は1質量%以上10質量%以下程度の範囲で設定することができる。電解質用スラリー中には、必要に応じて分散剤等を10質量%以下の範囲で含有させてもよい。これにより、シート形成性、構造保持性、乾燥性を確保できる。
First, an electrolyte slurry for forming the
電極用スラリーは、導電性粉末のネットワークを阻害することなく、電子伝導を保つため、導電性粉末に対し10〜80vol%の空隙形成材を混合し、これに溶剤およびバインダーを添加して作製する。溶剤およびバインダーの含有量には制限はないが、例えば、溶剤の含有量は10質量%以上50質量%以下、バインダーの含有量は1質量%以上10質量%以下程度の範囲で設定することができる。これにより、印刷性、構造保持性、乾燥性を確保できる。電極用スラリー中には、必要に応じて、導電性粉末の分散性を向上させるために分散剤等を10質量%以下の範囲で含有させてもよい。これらの、原料粉末、溶剤等を三本ロールにより混合し、電極用スラリーを得た。 The electrode slurry is prepared by mixing 10 to 80 vol% of a void forming material with respect to the conductive powder and adding a solvent and a binder to the conductive powder in order to maintain electronic conduction without hindering the network of the conductive powder. . Although there is no restriction | limiting in content of a solvent and a binder, For example, content of a solvent is 10 mass% or more and 50 mass% or less, and content of a binder can be set in the range of about 1 mass% or more and 10 mass% or less. it can. Thereby, printability, structure retention, and drying properties can be ensured. If necessary, the electrode slurry may contain a dispersant or the like in a range of 10% by mass or less in order to improve the dispersibility of the conductive powder. These raw material powders, solvents, and the like were mixed by a three roll to obtain an electrode slurry.
電解質用スラリーおよび電極用スラリーの作製に用いる溶剤としては、例えば、アセトン、トルエン、イソブチルアルコール、メチルエチルケトン、ターピネオール等の有機溶剤を用いることができる。また、バインダーとしては、例えば、ブチラール系樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。電解質の原料となる粉末は、上述した電解質材料の粉末であり、導電性粉末は、上述した燃料極材料および空気極材料の粉末である。本実施形態では、電解質の原料粉末としてYSZ粉末を用い、導電性粉末として燃料極、空気極ともにPt/YSZの粉末を用いた。また、電極用スラリーに用いる空隙形成材には、例えば、アクリル系のポリマー等、焼成時に消失する材料を用いることができる。このように、焼成時に消失する空隙形成材を用いることにより、多孔質の燃料極や空気極を容易に作製できる。 As a solvent used for preparation of the slurry for electrolyte and the slurry for electrodes, organic solvents, such as acetone, toluene, isobutyl alcohol, methyl ethyl ketone, terpineol, can be used, for example. Moreover, as a binder, a butyral resin, an acrylic resin, etc. can be used, for example. The powder that is a raw material for the electrolyte is the powder of the electrolyte material described above, and the conductive powder is the powder of the fuel electrode material and the air electrode material described above. In this embodiment, YSZ powder was used as the electrolyte raw material powder, and Pt / YSZ powder was used as the conductive powder for both the fuel electrode and the air electrode. In addition, as the void forming material used in the electrode slurry, for example, a material that disappears upon firing, such as an acrylic polymer, can be used. Thus, a porous fuel electrode and an air electrode can be easily produced by using the void forming material that disappears during firing.
電解質用スラリーおよび電極用スラリーが得られたら、電解質用スラリーを用いて電解質グリーンシートを作製する。例えば、電解質用スラリーをドクターブレード法等で塗布したあと乾燥させることで、厚さ1μmから100μmの電解質グリーンシートを作製する。 After the electrolyte slurry and the electrode slurry are obtained, an electrolyte green sheet is prepared using the electrolyte slurry. For example, an electrolyte green sheet having a thickness of 1 μm to 100 μm is manufactured by applying a slurry for electrolyte by a doctor blade method or the like and then drying it.
次に、得られた電解質グリーンシート上に、燃料極用または空気極用の電極層を形成する。例えば、電極用スラリーをスクリーン印刷等でパターン印刷したあと乾燥させて、厚さ10μmから200μmの電極層を形成する。本実施形態においては、仕切り部5となる余白層を、電解質用スラリーを用いて上述した電極層を形成するスクリーン印刷の逆パターンで形成する。
Next, an electrode layer for a fuel electrode or an air electrode is formed on the obtained electrolyte green sheet. For example, the electrode slurry is subjected to pattern printing by screen printing or the like and then dried to form an electrode layer having a thickness of 10 μm to 200 μm. In the present embodiment, the blank layer that becomes the
なお、仕切り部5を、電解質4とは異なる材料で構成する場合、余白用スラリーを電解質用スラリーとは別途に作製する。この場合、余白用スラリーは、仕切り部5の原料粉末粒子に溶剤及びバインダーを添加して作製する。溶剤及びバインダーの含有量には制限はないが、例えば、溶剤の含有量は10質量%以上50質量%以下、バインダーの含有量は1質量%以上10質量%以下程度の範囲で設定することができる。これにより、印刷性、構造保持性、乾燥性を確保できる。余白用スラリーの作製に使用する溶剤及びバインダーは、電解質用スラリーの作製に使用するものと同じであってよい。
In addition, when the
このようにして、電解質グリーンシート上に電極層および余白層を形成したシートが作製される。ここで、シートは複数枚作製される。次に、このシートを、図2に示すように、燃料極2と空気極3が交互に重なるように積層する。また、燃料極2と空気極3がシート積層体を切断後に異なる端面に露出するように積層する。
In this way, a sheet in which an electrode layer and a blank layer are formed on the electrolyte green sheet is produced. Here, a plurality of sheets are produced. Next, as shown in FIG. 2, this sheet is laminated so that the
次に、積層方向に向かって加圧する。これによって、複数のシートを圧着して一体化させる。その後、部品単位、すなわち、ひとつの積層型固体酸化物形燃料電池1の一単位でシート積層体を切断する。これによって部品単位積層体を得る。
Next, it pressurizes toward the lamination direction. Thereby, a plurality of sheets are pressure-bonded and integrated. After that, the sheet stack is cut in parts, that is, in one unit of the stacked solid
次に、切断後の部品単位積層体に、脱バインダー処理を施す。さらに、これを焼成することにより、部品単位積層体の焼結体が得られる。部品単位積層体の焼結体は、燃料極2、空気極3、電解質4、仕切り部5が一体となっている。
Next, a binder removal process is performed on the cut component unit laminate. Furthermore, the sintered body of a component unit laminated body is obtained by baking this. In the sintered body of the component unit laminate, the
部品単位積層体の脱バインダー処理及び焼成の条件は、使用する電解質の材料や電極層の材料で異なるが、例えば、Pt/YSZの粒子を電極層として部品単位積層体を焼成する場合、部品単位積層体を大気中で400℃から600℃で1時間から2時間加熱保持して部品単位積層体からバインダーを除去する。その後、大気中で1350℃から1500℃で3時間から5時間、部品単位積層体を焼成し、焼結体を得る。これによって、図2に示すように、燃料極2と電解質4と空気極3とが交互に積層され、かつこれらと隣接する電解質4の間に設けられる仕切り部5とが焼結によって一体化された積層構造を有する積層型固体酸化物形燃料電池1が完成する。
The binder removal treatment and firing conditions of the component unit laminate are different depending on the electrolyte material and electrode layer material used. For example, when the component unit laminate is fired using Pt / YSZ particles as the electrode layer, the component unit The laminate is heated and held in the atmosphere at 400 to 600 ° C. for 1 to 2 hours to remove the binder from the component unit laminate. Thereafter, the component unit laminate is fired at 1350 ° C. to 1500 ° C. for 3 hours to 5 hours in the air to obtain a sintered body. As a result, as shown in FIG. 2, the
次に、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7は、積層型固体酸化物形燃料電池1の燃料極2および空気極3が露出する焼結体露出端部に形成する。外部電極用の材料ペーストは、例えば、上述した電極用スラリーを使用することも出来るが、貴金属の中でも融点の比較的低い、AgおよびAuのいずれか1種類または2種類の導電性材料からなる材料ペーストを使用する。外部電極用材料ペーストは、電極用スラリーと同様に導電性粉末のネットワークを阻害することなく、電子伝導を保つため、導電性粉末に対し10〜80vol%の空隙形成材を混合し、これに溶剤およびバインダーを添加して作製する。溶剤およびバインダーの含有量には制限はないが、例えば、溶剤の含有量は10質量%以上50質量%以下、バインダーの含有量は1質量%以上10質量%以下程度の範囲で設定することができる。これにより、印刷性、構造保持性、乾燥性を確保できる。材料ペースト中には、必要に応じて、導電性粉末の分散性を向上させるために分散剤等を10質量%以下の範囲で含有させてもよい。これらの、原料粉末、溶剤等を三本ロールにより混合し、材料ペーストを得る。この外部電極用材料ペーストを積層型固体酸化物形燃料電池1の焼結体の両側に塗布して、乾燥、脱バインダー処理を施した後、所定の条件で焼成する。焼成温度は、積層型固体酸化物形燃料電池の焼結温度より低い温度、例えば850℃程度で行えばよい。こうすることにより、積層型固体酸化物形燃料電池にクラックなどの構造欠陥を生じたり、焼結体の過焼結を引き起こしたりし、発電性能の低下を招くことがなくなる。これによって、複数の燃料極2と複数の空気極3のそれぞれを電気的に接続するための燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7とが焼結によって一体化されて、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7を有する積層型固体酸化物形燃料電池1が完成する。本実施形態に係る積層型固体酸化物形燃料電池の製造方法によれば、製造プロセスが比較的簡単であり、また、小さいデバイスも製造しやすいので、低コストで小型の積層型固体酸化物形燃料電池1を作製できる。なお、導電性材料としてAgおよびAuのいずれか1種類または2種類以外にも、積層型固体酸化物形燃料電池の焼結温度より低い焼付け温度となる材料との組合せを用いることも可能である。
Next, the fuel electrode side
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
まず、積層型固体酸化物形燃料電池を製造するための各材料を準備した。 First, each material for manufacturing a stacked solid oxide fuel cell was prepared.
電解質を構成する材料の原料として、8モル%Y2O3安定化ZrO2(以下、8YSZという)粉末を準備した。8YSZ粉末:100質量部と、バインダー樹脂としてのブチラール:10質量部と、可塑剤としてのベンジルブチルフタレート(BBP):5質量部と、溶媒としてのアルコール:80質量部とをボールミルで混合・分散してペースト化し、電解質用ペーストを得た。得られた電解質用ペーストを用いて、ドクターブレード法により、焼成後の厚みが15μmとなるように電解質グリーンシートを形成した。 As a raw material for the material constituting the electrolyte, 8 mol% Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 (hereinafter referred to as 8YSZ) powder was prepared. 8YSZ powder: 100 parts by mass, butyral as binder resin: 10 parts by mass, benzylbutyl phthalate (BBP) as plasticizer: 5 parts by mass, alcohol as solvent: 80 parts by mass To obtain a paste for electrolyte. Using the obtained electrolyte paste, an electrolyte green sheet was formed by a doctor blade method so that the thickness after firing was 15 μm.
次いで、燃料極と空気極を構成する材料の原料として、Ptと8YSZとが50:50の体積比で混合されたPt/8YSZ混合粉末を準備した。Pt/8YSZ原料粉末:100質量部と、空隙形成剤としてのアクリルビーズ:17質量部と、バインダー樹脂としてのブチラール:10質量部と、可塑剤としてのベンジルブチルフタレート(BBP):5質量部と、溶媒としてのアルコール:80質量部とを三本ロールで混合・分散して電極用ペーストを得た。得られた電極用ペーストを用いて、スクリーン印刷により電解質グリーンシート上に、焼成後の厚みが50μmとなるように燃料極及び空気極となる電極層を形成した。仕切り部は、上述した電解質用ペーストを電極印刷パターンに対して反転したパターンでスクリーン印刷により形成した。 Next, Pt / 8YSZ mixed powder in which Pt and 8YSZ were mixed at a volume ratio of 50:50 was prepared as a raw material for the material constituting the fuel electrode and the air electrode. Pt / 8YSZ raw material powder: 100 parts by mass, acrylic beads as a void forming agent: 17 parts by mass, butyral as a binder resin: 10 parts by mass, benzyl butyl phthalate (BBP) as a plasticizer: 5 parts by mass Then, alcohol as a solvent: 80 parts by mass was mixed and dispersed with a three roll to obtain an electrode paste. Using the obtained electrode paste, an electrode layer serving as a fuel electrode and an air electrode was formed on the electrolyte green sheet by screen printing so that the thickness after firing was 50 μm. The partition part was formed by screen printing in a pattern obtained by inverting the above-described electrolyte paste with respect to the electrode printing pattern.
次いで、電極層が印刷されたグリーンシートを4枚交互に積層し、2つの燃料極、2つの空気極を有する積層型固体酸化物形燃料電池のシート積層体を得た。シート積層体は温度:60℃、圧力:10Pa、保持時間:30minでプレスした。 Next, four green sheets on which the electrode layers were printed were alternately laminated to obtain a laminated sheet of a stacked solid oxide fuel cell having two fuel electrodes and two air electrodes. The sheet laminate was pressed at a temperature of 60 ° C., a pressure of 10 Pa, and a holding time of 30 minutes.
次いで、上記で作製したシート積層体を、焼成後に4.5mm×3.2mmのサイズとなるように切り出し、部品単位積層体を得た。 Next, the sheet laminate produced above was cut out to a size of 4.5 mm × 3.2 mm after firing to obtain a component unit laminate.
得られた部品単位積層体を、500℃で脱バインダー処理し、次いで、焼成温度:1400℃、保持時間:5時間、焼成雰囲気:大気中の条件で焼成し、積層型固体酸化物形燃料電池の焼結体を得た。 The obtained component unit laminate was debindered at 500 ° C., and then fired at a firing temperature of 1400 ° C., a holding time of 5 hours, and a firing atmosphere of air, and a laminated solid oxide fuel cell. A sintered body was obtained.
(実施例1)
次に、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7を構成する材料を表1に示す原料で準備した。導電性材料としてAgに、空隙形成剤としてアクリルビーズ:15重量部とバーンダーとしてのブチラール:5重量部と、可塑剤としてのアジピン酸ジオクチル(DOA):2重量部と、溶媒としてのアルコール:80重量部を三本ロールで混合・分散して、外部電極用ペーストを得た。得られた外部電極用ペーストを燃料極2および空気極が3露出した端面に塗布し、850℃で焼成し、焼付けを行った。
Example 1
Next, the material which comprises the fuel electrode side
(実施例2)
導電性材料のAgに換えてAuを使用した以外、実施例1と同様に行った。
(Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed except that Au was used instead of Ag of the conductive material.
(実施例3)
導電性材料を2種類混合して使用する場合としてAgとAuを50/50の質量比で混合した以外は、実施例1と同様に行った。
(Example 3)
In the case of using a mixture of two conductive materials, the same procedure as in Example 1 was performed except that Ag and Au were mixed at a mass ratio of 50/50.
(実施例4)
導電性材料とセラミックスを混合する場合として、Agと8YSZを体積比(vol%)が50/50のコンポジット比に混合された混合粉末を準備した以外は、実施例1と同様に行った。
Example 4
In the case of mixing a conductive material and ceramics, the same procedure as in Example 1 was performed except that a mixed powder in which Ag and 8YSZ were mixed at a composite ratio of 50/50 by volume (vol%) was prepared.
(実施例5〜11)
導電性材料とセラミックスを混合する場合として、各種セラミックスを使用した以外は、実施例4と同様に行った。
(Examples 5 to 11)
The case of mixing the conductive material and the ceramic was the same as in Example 4 except that various ceramics were used.
(実施例12〜14)
導電性材料とセラミックスを混合する場合の体積比(vol%)を変えた以外は、実施例4と同様に行った。
(Examples 12 to 14)
The same procedure as in Example 4 was performed except that the volume ratio (vol%) in the case of mixing the conductive material and the ceramic was changed.
(実施例15)
燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7の傾斜組成構成として、導電性材料とセラミックスを混合する場合の体積比(vol%)が異なるように図4に示す構造となるように、内層6a、7aのセラミックスの混合比が30/70とし、外層6b、7bのセラミックスの混合比が60/40の多層構造とした。以外は晒されることはなく、また、、実施例4と同様に行った。
(Example 15)
As the gradient composition of the fuel electrode side
(実施例16)
燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7の傾斜組成構成として、導電性材料とセラミックスを混合する場合の体積比(vol%)が異なるように図5に示す構造となるように、内層6a、7aのセラミックスの混合比が30/70とし、中間層6c、7cのセラミックスの混合比が50/50とし、外層6b、7bのセラミックスの混合比が60/40の多層構造とした以外は、実施例4と同様に行った。
(Example 16)
As the gradient composition of the fuel electrode side
(実施例17,18)
燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7の空隙率を変更した以外は、実施例4と同様に行った。
(Examples 17 and 18)
The same operation as in Example 4 was performed except that the porosity of the fuel electrode side
(比較例1〜5)
また、導電性材料をPt(比較例1)、導電性材料とセラミックスのコンポジット比を95/5(比較例2)、導電性材料とセラミックスのコンポジット比を20/80(比較例3)、空隙率を5%(比較例4)、空隙率を90%(比較例5)となるようにした以外は、各実施例と同様に行った。
(Comparative Examples 1-5)
In addition, the conductive material is Pt (Comparative Example 1), the composite ratio of the conductive material and the ceramic is 95/5 (Comparative Example 2), the composite ratio of the conductive material and the ceramic is 20/80 (Comparative Example 3), and the gap The same procedure as in each example was performed except that the rate was 5% (Comparative Example 4) and the porosity was 90% (Comparative Example 5).
燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7は、表1に示すように、各種の導電性材料を用いた外部電極用材料ペーストを焼結体に塗布し、いずれも850℃で焼成し、試料番号1〜23(実施例1〜18、比較例1〜5)の積層型固体酸化物形燃料電池を得た。
As shown in Table 1, the fuel electrode side
<発電試験>
図6は、本実施形態に係る積層型固体酸化物形燃料電池の評価方法を説明する図である。上述した本実施形態に係る積層型固体酸化物形燃料電池1は、燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7とをそれぞれ異なる空間に配置して作動させる。積層型固体酸化物形燃料電池1は、供試体支持板50に取り付けられる。そして、供試体支持板50には、燃料極側カバー52および空気極側カバー54が取り付けられる。燃料極側カバー52と空気極側カバー54とは、供試体支持板50によって仕切られる。燃料極側が燃料供給空間51、空気極側がが酸素供給空間53となる。また、積層型固体酸化物形燃料電池1の外側にはヒーター55が配置され、発電試験時にはヒーター55によって積層型固体酸化物形燃料電池1が加熱される。供試体支持板50に取り付けられた積層型固体酸化物形燃料電池1の燃料極側外部電極6と空気極側外部電極7から白金リード線56を延長し、計測器57に接続し、外部電極間の電圧V及び電流Iを測定する。
<Power generation test>
FIG. 6 is a diagram for explaining an evaluation method for a stacked solid oxide fuel cell according to the present embodiment. The stacked solid
試験前に、まず、毎分50mlのHeガスを流通させて積層型固体酸化物形燃料電池1の雰囲気温度を900℃まで上昇させ、積層型固体酸化物形燃料電池1と供試体支持板50の接合部、及び積層型固体酸化物形燃料電池1の燃料極側をガスシールした。燃料極側のガス組成を四重極型ガス質量分析器でモニタリングし、ガスシール性の確認のため、空気極側からの漏れが100ppm以下になることを確認した後、積層型固体酸化物形燃料電池1の雰囲気温度(作動温度に等しい)を試験温度の800℃に低下させた。試験温度に到達した後、燃料極側には燃料として水素を毎分100mlで供給し、空気極側には空気を毎分100mlで供給し、積層型固体酸化物形燃料電池1の外部電極間(燃料極−空気極間)電圧V及び電流Iを測定した。
Before the test, first, 50 ml of He gas was circulated per minute to raise the atmospheric temperature of the stacked solid
積層型固体酸化物形燃料電池1の燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7のそれぞれに白金リード線56を接続し、燃料極−空気極間電圧V及び電流Iを計測器57により計測した。計測器57は、ポテンショガルバノスタットを用いた。実際の測定では、開回路起電力(電流を取り出さない状態における起電力)を始めに測定し、その後、一定電流条件の下、電流値を段階的に増加させ、各電流値における電圧を測定した。試験温度は、800℃として、上述で得られた電流Iと電圧Vを乗じた電力Pが初期値で最大となる値を測定した。本実施例の形状、積層数、材料において、この初期値が4000μW以上を基準とし、それ以上の値を示せば積層型固体酸化物形燃料電池にクラック等の構造欠陥がなく作製できていると判断した。また、信頼性を評価するため、上述初期の最大電力と10回発電試験を繰返したあとの最大電力を測定し比較した。10回の繰返しにおいて、最大電力の低下が0.98(2%低下)までを許容値とし評価基準とした。この評価基準は、3650回繰返し発電において20%以内の低下を想定しており、暫定的な評価基準としたものである。
A
表1より、比較例1(試料番号1)では、初期性能が3653μWと低く、繰返し性能も0.93と低くなっている。これは、Ptを導電性材料として使用した外部電極用材料ペーストの焼付け温度として、850℃は低すぎるために、燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7と燃料極2または空気極3との接触が十分ではなく、所望の発電性能が得られないことによる。さらに発電試験を繰り返すことにより、剥離が進み発電性能が低下することが確認された。
From Table 1, in Comparative Example 1 (Sample No. 1), the initial performance is as low as 3653 μW, and the repeatability is also low as 0.93. This is because, as the baking temperature of the external electrode material paste using Pt as the conductive material, 850 ° C. is too low, the fuel electrode side
比較例1(試料番号13)では、外部電極用材料ペーストの作製において、導電性材料と混合するセラミックスの量が少なく、燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7と焼結体との熱膨張差を緩和する効果を発現せず、繰返し発電することにより、性能の低下が確認できた。
In Comparative Example 1 (Sample No. 13), in the production of the external electrode material paste, the amount of ceramic mixed with the conductive material is small, and the fuel electrode side
比較例1(試料番号17)では、外部電極用材料ペーストの作製において、導電性材料と混合するセラミックスの量が多く、Agのネットワーク構造を十分に形成できず、初期性能の低下が確認できた。 In Comparative Example 1 (Sample No. 17), in the production of the external electrode material paste, the amount of ceramic mixed with the conductive material was large, the Ag network structure could not be sufficiently formed, and a decrease in initial performance could be confirmed. .
比較例4(試料番号20)では、燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7の空隙率が低いために、ガスの拡散が十分できず、初期性能を得ることができなかった。
In Comparative Example 4 (Sample No. 20), since the porosity of the fuel electrode side
比較例5(試料番号23)では、燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7の空隙率が高いためにAgのネットワーク構造を形成できず、初期性能を得ることができなかった。
In Comparative Example 5 (Sample No. 23), since the porosity of the fuel electrode side
実施例1〜18(試料番号2〜12、14〜16、18、19、21、22)は、初期性能も十分高く、繰返し性能も基準値を満たす積層型固体酸化物形燃料電池であることが確認できた。 Examples 1 to 18 (Sample Nos. 2 to 12, 14 to 16, 18, 19, 21, and 22) are stacked solid oxide fuel cells that have sufficiently high initial performance and repeatability that satisfies standard values. Was confirmed.
実施例15(試料番号18)は、燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7を傾斜組成構成とした例である。図4に示すように、燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7を二層構成とし、それぞれの層で導電性材料とセラミックスとの混合比を異ならせてあり、内層6a、7aのセラミックスの混合比が外層6b、7bのセラミックスの混合比より多い傾斜組成構成としている。このような構成とすることにより、積層型固体酸化物形燃料電池の焼結体と燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7との熱膨張差をより緩和することができ、剥離を抑制することが可能である。
Example 15 (Sample No. 18) is an example in which the fuel electrode side
実施例16(試料番号19)は、燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7を傾斜組成構成とした別の例である。図5に示すように、燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7を三層構成とし、それぞれの層で導電性材料とセラミックスとの混合比を異ならせてあり、内層6a、7aのセラミックスの混合比が中間層6c、7cのセラミックスの混合比より多く、中間層6c、7cのセラミックスの混合比が外層6b、7bのセラミックスの混合比より多い傾斜組成構成としている。このような構成とすることにより、積層型固体酸化物形燃料電池の焼結体と燃料極側外部電極6および空気極側外部電極7との熱膨張差をより緩和することができ、剥離を抑制することが可能である。
Example 16 (Sample No. 19) is another example in which the fuel electrode side
以上のように、本発明に係る積層型固体酸化物形燃料電池は固体酸化物形燃料電池を小型化するとともに、積層型固体酸化物形燃料電池の構造欠陥を生じることなく、さらに、焼結体の過焼結を防止し、発電性能や歩留まりの低下を引き起こすことなく、高い電力密度を得ることができ、有用である。 As described above, the stacked solid oxide fuel cell according to the present invention reduces the size of the solid oxide fuel cell, and further sinters without causing structural defects of the stacked solid oxide fuel cell. It is useful because it can prevent over-sintering of the body and can obtain a high power density without causing a decrease in power generation performance or yield.
1 積層型固体酸化物形燃料電池
2、62 燃料極
3、63 空気極
4、64 電解質
5 仕切り部
6 燃料極側外部電極
7 空気極側外部電極
6a、7a 内層
6b、7b 外層
6c、7c 中間層
1 Stacked Solid
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