JP2016524282A5

JP2016524282A5 -

Info

Publication number: JP2016524282A5
Application number: JP2016514298A
Authority: JP
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2017-06-08
Anticipated expiration: 2034-05-20

Description

１低酸素量の第１層
２高酸素量の第２層
３多孔性アノード
４固体電解質
１１スパッタターゲット
１２冷却装置
１３作動ガス
１４入口開口
１５出口開口
１６源電圧
１７酸素
１８バイアス電圧
１９基板ホルダ
２０加熱器
２１試料

Claims

多孔性のアノード（３）と多孔性のカソードとの間に配置された多重層の固体電解質（４）を有しており、この固体電解質は物理蒸着法により作られ、少なくとも１つの第１層（１）と少なくとも１つの第２層（２）から成る層状構造を有し、前記第２層（２）は第１層（１）よりも高い酸素量を有し、前記第１層と第２層は酸素を除いた組成がほぼ同一である、電気化学的機能デバイス用のカソード・電解質・アノードユニット。
固体電解質が交互に入れ替わる層順列を有し、低酸素量の第１層（１）と高酸素量の第２層（２）とがそれぞれ交互に上下に配置されることを特徴とする請求項１記載のカソード・電解質・アノードユニット。
固体電解質が、全部で低酸素量の少なくとも２つの第１層（１）と高酸素量の少なくとも２つの第２層（２）とが交互に入れ替わる層順列を有することを特徴とする請求項２記載のカソード・電解質・アノードユニット。
低酸素量の第１層（１）と高酸素量の第２層（２）とが異なる結晶構造を形成することを特徴とする請求項１から３の１つに記載のカソード・電解質・アノードユニット。
低酸素量の第１層（１）がそれぞれ２００〜８００ｎｍの層厚を有することを特徴とする請求項１から４の１つに記載のカソード・電解質・アノードユニット。
高酸素量の第２層（２）がそれぞれ２００〜８００ｎｍの層厚を有することを特徴とする請求項１から５の１つに記載のカソード・電解質・アノードユニット。
固体電解質の層厚が１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１から６の１つに記載のカソード・電解質・アノードユニット。
前記第１層（１）がアルカリ土類元素もしくは希土類をドープされたＺｒから成り，特にＹドープＺｒまたはＳｃドープＺｒから成り，またはＧｄドープＣｅから成り、さらに準化学量論量の酸素が挿入されており、前記第２層が相応する化学量論量の酸化物から形成されることを特徴とする請求項１から７の１つに記載のカソード・電解質・アノードユニット。
多重層固体電解質と電極との間に少なくとも１つの別の層であって、拡散バリア層が配置されることを特徴とする請求項１から８の１つに記載のカソード・電解質・アノードユニット。
金属基板支持型燃料電池、アノード支持型燃料電池またはカソード支持型燃料電池への請求項１から９の１つに記載のカソード・電解質・アノードユニットの用途。
以下の工程：
ａ．（多孔性）基板を用意する工程と、
ｂ.金属製層（１）または酸化セラミック製層（２）を選択的に作り、その際前記金属製層（１）は予め（スパッタ法により）気相に移行された金属の混合物の析出から作り、前記酸化セラミック層（２）は予め気相に移行された（即ち、ガス状の）金属混合物の析出により、反応ガスとしての酸素または酸素含有ガスの供給下に作られる工程と、
ｃ.金属製層（１）および酸化セラミック製層（２）が交互に上下に配置される層列を得るために工程ｂ）を１回または数回繰り返す工程と、
を有する蒸着法に基づく電気化学的機能デバイス用の、金属製層（１）および酸化セラミック製層（２）が交互に配置された多重層固体電解質の製造方法。
基板のコーティングがガス流・スパッタ法により行われることを特徴とする請求項１１記載の方法。
金属製の層（１）の層厚が２００〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項１１または１２記載の方法。
酸化セラミック製の層（２）の層厚が２００〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項１１から１３の１つに記載の方法。
第１層として、酸化セラミック製の層（２）が５００ｎｍ〜３μｍの層厚で基板上に載置され、これに続く可能性のある酸化セラミック製の層（２）が２００〜８００ｎｍの層厚を有することを特徴とする請求項１１から１３の１つに記載の方法。