JP2999653B2 - Solid electrolyte fuel cell - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質燃料電池に関
し、特に平板型固体電解質燃料電池のガスシール部の改
良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid electrolyte fuel cell, and more particularly to an improvement in a gas seal portion of a flat solid electrolyte fuel cell.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体電解質燃料電池（以下、「ＳＯＦ
Ｃ」と称する）はリン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料
電池に次ぐ完全固体化した第三世代の燃料電池として注
目されている。ＳＯＦＣの形状には大きく分けて円筒型
と平板型とがあり、円筒型はガスシール部を持たない構
造にすることができ、ガスシール性に優れているという
利点を有する一方、その構造上単セルの大型化が困難で
あるとともに、体積当りの出力密度が小さいなどの欠点
を有する。2. Description of the Related Art Solid oxide fuel cells (hereinafter referred to as "SOF").
C) has attracted attention as a completely solidified third-generation fuel cell next to a phosphoric acid fuel cell and a molten carbonate fuel cell. SOFCs are roughly classified into a cylindrical type and a flat type, and the cylindrical type can have a structure without a gas seal portion, and has the advantage of being excellent in gas sealability. It has drawbacks such as difficulty in increasing the size of the cell and low output density per volume.
【０００３】これに対し、平板型は体積当りの出力密度
が大きいという利点を有する一方、固体電解質板の両面
にアノードとカソードを配してなるセルと、セパレータ
を積層させ、その間をアノードガスおよびカソードガス
が通過するという構造上、固体電解質板とセパレータの
間をシールする必要が生じ、このシール法についてさま
ざまな研究がなされている。On the other hand, the flat plate type has an advantage that the output density per volume is large, while a cell in which an anode and a cathode are arranged on both surfaces of a solid electrolyte plate and a separator are laminated, and an anode gas and a gas are interposed therebetween. Due to the structure through which the cathode gas passes, it is necessary to seal between the solid electrolyte plate and the separator, and various studies have been made on this sealing method.
【０００４】従来、平板型ＳＯＦＣのガスシール法とし
ては、シールしたい部分を一度に焼結する方法（共焼
結）があり、シール性にはすぐれるが、固体電解質板と
セパレータの異種材料の接合であり技術的に困難である
と同時に、異種材料のため熱膨張率の違いにより接合部
が熱衝撃に脆いという欠点を有する。一方、シール部に
柔軟剤を用いる方法がある。これはＳＯＦＣの運転温度
（約１０００℃）において柔軟性を持つ非導電性物質を
シール部に配してシールする方法であり、シール材の柔
軟性によって、固体電解質板とセパレータ間の熱膨張率
の違いによる応力を吸収するので、耐熱衝撃性を向上さ
せることができる。このようなシール材としては、従来
ガラス板などが用いられてきた。Conventionally, as a gas sealing method for a flat-plate SOFC, there is a method of sintering a portion to be sealed at a time (co-sintering). The joining is technically difficult and has the disadvantage that the joining portion is fragile due to a thermal shock due to a difference in thermal expansion coefficient due to the dissimilar materials. On the other hand, there is a method in which a softener is used for the seal portion. This is a method in which a non-conductive substance having flexibility at the operating temperature of the SOFC (about 1000 ° C.) is disposed in the seal portion to seal the seal, and the thermal expansion coefficient between the solid electrolyte plate and the separator depends on the flexibility of the seal material. Since the stress due to the difference is absorbed, the thermal shock resistance can be improved. Conventionally, a glass plate or the like has been used as such a sealing material.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、シール材と
してガラスを用いる方法は、ガラスが約１０００℃の高
温においては低粘度で流動性を有するため、シール部に
かかる差圧によってシール材がシール部より流出し、長
期的なシール材の安定保持が難しいという課題を有す
る。In the method of using glass as a sealing material, the glass has low viscosity and fluidity at a high temperature of about 1000 ° C., so that the sealing material is formed by a differential pressure applied to the sealing portion. There is a problem that it is more likely to flow out and it is difficult to stably maintain the sealing material for a long time.
【０００６】一方、平板型ＳＯＦＣの固体電解質板の素
材としては、現在イットリア安定化ジルコニア（ＹＳ
Ｚ）をはじめとする安定化ジルコニアが用いられ、例え
ばこれを薄板状に成形して約１５００℃で焼結するなど
の方法で製造されるが、固体電解質板の強度を上げるた
めに厚くすると電池性能が低下するので、薄板状にして
いる。そのために固体電解質板は、強度が弱く、サーマ
ルサイクル時に割れがおきやすいという課題がある。On the other hand, as a material for a solid electrolyte plate of a flat-plate SOFC, at present, yttria-stabilized zirconia (YS
Z) and other stabilized zirconia are used. For example, the zirconia is manufactured by forming it into a thin plate and sintering it at about 1500 ° C. Since the performance deteriorates, the shape is thin. Therefore, there is a problem that the solid electrolyte plate has low strength and is easily cracked during a thermal cycle.
【０００７】本発明は上記課題に鑑み、長期的にシール
材の安定保持が可能で、耐差圧性能の優れたシール部を
有し、サーマルサイクル時の電解質の割れが少ないＳＯ
ＦＣを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a SO that has a seal portion capable of maintaining the sealing material stably for a long period of time, having an excellent differential pressure resistance, and having less electrolyte cracking during a thermal cycle.
The purpose is to provide FC.
【０００８】[0008]
【発明を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、固体電解質板の両面にアノードとカソードと
を配して成るセルと、セパレータとを複数積層させてな
る固体電解質燃料電池において、固体電解質板の主表面
であってアノード及びカソードの外周面近傍に、シール
材を保持すると共に前記固体電解質板の焼結温度よりも
少し低い温度で焼結された、固体電解質板と同一組成の
材料から構成される多孔質層を接合させてガスシール部
を形成した。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a solid electrolyte fuel cell comprising a plurality of separators and a cell having an anode and a cathode disposed on both surfaces of a solid electrolyte plate. The same composition as the solid electrolyte plate, holding the sealing material and sintering at a temperature slightly lower than the sintering temperature of the solid electrolyte plate on the main surface of the solid electrolyte plate and near the outer peripheral surfaces of the anode and the cathode. The gas-sealed portion was formed by joining the porous layers made of the above materials.
【０００９】[0009]
【００１０】[0010]
【作用】上記本発明の構成によれば、シール部に形成さ
れた多孔質層が、ガスシール材をシール部に保持する保
持体としても作用する。すなわち、多孔質体は流動性液
体をその孔に保持する作用があるので、上記多孔質層
は、ＳＯＦＣの運転温度である約１０００℃の高温にお
いて流動性を有するガラスなどのシール材がシール部か
ら流出するのを防止する。従って、長期にわたってシー
ル性能が安定であるし、シール部にかかる差圧が大きく
なる場合においても、同様に多孔質層がシール材をシー
ル部に保つ作用によってシール性能を保持する。According to the structure of the present invention, the porous layer formed on the seal portion also functions as a holder for holding the gas seal material on the seal portion. That is, since the porous body has a function of retaining the fluid liquid in the pores, the porous layer is formed of a sealing material such as glass having fluidity at a high temperature of about 1000 ° C. which is the operating temperature of the SOFC. From spills. Therefore, even when the sealing performance is stable for a long period of time and the differential pressure applied to the sealing portion is large, the sealing performance is similarly maintained by the porous layer by the action of keeping the sealing material in the sealing portion.
【００１１】一方、固体電解質板の外周面に接合し形成
された多孔質層は、固体電解質板自身の外周面の厚みを
増して、外力が加わる時にも固体電解質板が割れにくい
という補強作用を示す。従って、サーマルサイクル時に
おいて、ＳＯＦＣを構成している部品の熱膨張率の違い
により固体電解質板にかかる応力によっておこる電解質
板の割れを抑制する。また、多孔質層が固体電解質板と
同一組成の材料で構成されることにより、多孔質層と固
体電解質の接合がより強固であるとともに、サーマルサ
イクル時において多孔質層と固体電解質の熱膨張率の違
いによって接合面にかかる応力も小さくなるので、この
補強作用はより効果的なものとなる。On the other hand, the porous layer formed by bonding to the outer peripheral surface of the solid electrolyte plate increases the thickness of the outer peripheral surface of the solid electrolyte plate itself, and has a reinforcing effect that the solid electrolyte plate is hardly broken even when an external force is applied. Show. Therefore, at the time of thermal cycling, cracking of the electrolyte plate caused by stress applied to the solid electrolyte plate due to the difference in the coefficient of thermal expansion of the components constituting the SOFC is suppressed. In addition, since the porous layer is made of a material having the same composition as the solid electrolyte plate, the bonding between the porous layer and the solid electrolyte is strengthened, and the thermal expansion coefficient of the porous layer and the solid electrolyte during a thermal cycle is increased. The reinforcing effect is more effective because the stress applied to the joint surface is also reduced by the difference between the two.
【００１２】したがって、長期的にシール材の安定保持
が可能で、耐差圧性能の優れたシール部を有し、サーマ
ルサイクル時の電解質の割れが少ないＳＯＦＣを提供す
ることができる。Therefore, it is possible to provide an SOFC that can stably maintain the sealing material for a long period of time, has a sealing portion with excellent differential pressure resistance, and has less cracking of the electrolyte during a thermal cycle.
【００１３】[0013]
［実施例］図１は本発明の一実施例に係わるＳＯＦＣの
構成を示す部分分解斜視図であり、図２はこのＳＯＦＣ
において使われている平板状セルの構成を示す斜視図で
あり、図１および図２によって本実施例のＳＯＦＣの構
成を説明する。FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing the structure of an SOFC according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a flat cell used in the embodiment, and a configuration of the SOFC of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
【００１４】所定枚数（例えば１０枚）の平板状セル８
…が、所定枚数のセパレータ１０…の間に介在しながら
積層され、上下から一対のスタック板（不図示）によっ
て締め付けられて、ＳＯＦＣスタックが構成されてい
る。平板状セル８は、例えば８％イットリアで安定化し
たジルコニアの緻密な焼成体からなる固体電解質板１の
一方の表面に、ＬａＭｎＯ3 などのペロブスカイト型酸
化物からなるカソード２を配し、他方の表面にＮｉ−Ｚ
ｒＯ2 サーメットからなるアノード（不図示）を配して
構成されている。固体電解質板１は, 例えば外寸１５０
mm×１５０mm、厚さ０. ２mmで、カソード２・アノード
よりも大面積であり、外周がカソード２およびアノード
より外方に延在している。このカソード２・アノードよ
りも外方の固体電解室板１上には、積層方向に貫通する
内部マニホールドを形成するための内部マニホールド孔
３・４・５・６が設けられている。A predetermined number (for example, 10) of flat cells 8
Are stacked while being interposed between a predetermined number of separators 10 and fastened by a pair of stack plates (not shown) from above and below to form an SOFC stack. The flat cell 8 has a cathode 2 made of a perovskite-type oxide such as LaMnO 3 on one surface of a solid electrolyte plate 1 made of a dense fired body of zirconia stabilized with, for example, 8% yttria, and the other. Ni-Z on the surface
An anode (not shown) made of rO 2 cermet is provided. The solid electrolyte plate 1 has, for example, an outer dimension of 150
It has a size of mm × 150 mm, a thickness of 0.2 mm, a larger area than the cathode 2 and the anode, and its outer periphery extends outward from the cathode 2 and the anode. On the solid electrolytic chamber plate 1 outside of the cathode 2 and the anode, internal manifold holes 3, 4, 5, and 6 for forming an internal manifold penetrating in the laminating direction are provided.
【００１５】セパレータ１０は、例えばニッケルクロム
合金などの耐熱性合金からなり、セル８の固体電解質板
１と同一の外形寸法を持っている。このセパレータ１０
のアノードと対面する表面Ｓａ及びカソード２と対面す
る表面（不図示）には、複数のリブ１１…が並設され、
各リブ１１…の間の凹部にアノードガス・カソードガス
が流通してアノード・カソード１２に供給できるように
してある。（ただし、積層されたセパレータ１０…のう
ち、最上部のものと最下部のものにはそれぞれ、下側だ
けにカソードガス通路と上側だけにアノードガス通路が
形成されている。）一方、リブ１１…の形成部位より外
方のセパレータ上であって、前記固体電解質板１に開設
した内部マニホールド孔３〜６に相当する部位には、上
記内部マニホールドを形成するための内部マニホールド
孔１３・１４・１５・１６が設けられている。そして、
アノードと対面するセパレータ１の表面Ｓａ側において
は、セパレータ１０の外周全周及びマニホールド孔１５
・１６の周囲の周面１７は、リブ１１の表面と同じ高さ
に形成されており、この周面１７上に下記において説明
するシール部１２が形成されている。The separator 10 is made of a heat-resistant alloy such as a nickel-chromium alloy, for example, and has the same outer dimensions as the solid electrolyte plate 1 of the cell 8. This separator 10
A plurality of ribs 11 are arranged side by side on a surface Sa facing the anode and a surface (not shown) facing the cathode 2.
The anode gas / cathode gas flows through the recesses between the ribs 11 and can be supplied to the anode / cathode 12. (However, the uppermost one and the lowermost one of the stacked separators 10 have a cathode gas passage only on the lower side and an anode gas passage only on the upper side.) On the other hand, the rib 11 Are formed on the separator outside of the formation portion of the solid electrolyte plate 1 and correspond to the internal manifold holes 3 to 6 opened in the solid electrolyte plate 1, internal manifold holes 13 and 14 for forming the internal manifold. 15 and 16 are provided. And
On the surface Sa side of the separator 1 facing the anode, the entire outer periphery of the separator 10 and the manifold holes 15 are formed.
The peripheral surface 17 around the periphery 16 is formed at the same height as the surface of the rib 11, and the seal portion 12 described below is formed on the peripheral surface 17.
【００１６】一方、セパレータ１０の他方の表面（図に
おいては下側表面）においても、図には現れないがセパ
レータ１０の外周全周及び窓１３・１４の周囲の周面
は、リブ１１の表面と同じ高さに形成されており、この
周面上にも同様にシール部１２が形成されている。上記
のように構成されたセル８とセパレータ１０が所定数積
層されたＳＯＦＣにおいては、アノードガス（矢印Ａ）
は、マニホールド孔３および１３によって形成される内
部マニホールドを上昇しながら各アノードガス通路に供
給された後、マニホールド孔４および１４によって形成
される内部マニホールドを下降する。一方、カソードガ
ス（矢印Ｃ）は、マニホールド孔５および１５によって
形成される内部マニホールドを上昇しながら各カソード
ガス通路に供給された後、マニホールド孔６および１６
によって形成される内部マニホールドを下降する。On the other hand, the other surface of the separator 10 (the lower surface in the figure) does not appear in the figure, but the entire periphery of the separator 10 and the periphery of the windows 13 and 14 are formed by the surface of the rib 11. , And a seal portion 12 is similarly formed on this peripheral surface. In an SOFC in which a predetermined number of the cells 8 and the separators 10 configured as described above are stacked, the anode gas (arrow A)
Is supplied to each anode gas passage while ascending the internal manifold formed by the manifold holes 3 and 13, and then descends the internal manifold formed by the manifold holes 4 and 14. On the other hand, the cathode gas (arrow C) is supplied to each cathode gas passage while ascending the internal manifold formed by the manifold holes 5 and 15, and then is supplied to the manifold holes 6 and 16
Lowers the internal manifold formed by.
【００１７】次にシール部１２について説明する。平板
状セル８の固体電解質板１において、セパレータ１０に
形成された上記周面１７と向かい合う周面、すなわち、
マニホールド孔３・４のカソード側（すなわち図面上
側）の周面およびマニホールド孔５・６のアノード側の
周面および固体電解質板１の上下両面の外周全周には、
多孔質層７が接合形成され、この多孔質層７にシール材
が保持されてシール部１２が形成されている。Next, the seal portion 12 will be described. In the solid electrolyte plate 1 of the flat cell 8, a peripheral surface facing the peripheral surface 17 formed on the separator 10, that is,
The peripheral surfaces of the manifold holes 3 and 4 on the cathode side (that is, the upper side in the drawing), the peripheral surfaces of the manifold holes 5 and 6 on the anode side, and the entire outer periphery of the upper and lower surfaces of the solid electrolyte plate 1 are
The porous layer 7 is joined and formed, and a sealing material is held by the porous layer 7 to form a seal portion 12.
【００１８】多孔質層７は固体電解質板１と同じ組成、
すなわち８％イットリアで安定化したジルコニアからな
り、所定の幅を有するものである。また、その厚さは、
アノードガス・カソードガスが適度に電極に供給される
空間をセパレータ１０のリブ１１と電極の間に確保する
ことを考慮して、例えば電極の厚さが２００μの場合、
それより若干厚い３００μ程度とする。そしてこの多孔
質層７の表面および孔内には、高温で柔軟性を有するシ
ール材（例えば１０００℃までの熱膨張率が９８×１０
-7／℃のガラス）が保持されて、シール部１２が形成さ
れている。The porous layer 7 has the same composition as the solid electrolyte plate 1,
That is, it is made of zirconia stabilized with 8% yttria and has a predetermined width. Also, its thickness is
Considering that a space where the anode gas and the cathode gas are appropriately supplied to the electrode is secured between the rib 11 of the separator 10 and the electrode, for example, when the thickness of the electrode is 200 μm,
The thickness is set to about 300 μ which is slightly thicker. A sealing material having a high temperature and flexibility (for example, having a coefficient of thermal expansion up to 1000 ° C. of 98 × 10 4)
-7 / ° C.) is held to form the seal portion 12.
【００１９】図３は電解質板１と多孔質層７の要部斜視
図である。前記多孔質層７の形成方法は、例えば電解質
板１と同じ組成、すなわち８％イットリアで安定化した
ジルコニアの粉末をスラリー化したものを、テープキャ
スト法によって電解質板１のシール部を形成しようとす
る所に所定の幅および厚さで配した後、電解質板１製造
時の焼結温度である約１５００℃よりも少し低い温度
（約１２００℃）で焼結することにより実施することが
できる。そして、この多孔質層７へのシール材の保持
は、電池組立時にシール材として例えば１０００℃まで
の熱膨張率が９８×１０-7／℃のガラス粉末をスラリー
化し、所要のシール効果を有することのできる厚み以上
の厚みでテープキャスト法にてセパレータ１０の周面１
７上に配置することによって行う。すなわち、このよう
に配置しただけでも、ＳＯＦＣを組み立て後の高温運転
時に、上記ガラス粉末が低粘度となって多孔質層７の表
面および孔内に保持され、シール部１２が形成される。FIG. 3 is a perspective view of a main part of the electrolyte plate 1 and the porous layer 7. The method for forming the porous layer 7 is to form a seal portion of the electrolyte plate 1 by tape casting a slurry of zirconia powder stabilized with, for example, the same composition as the electrolyte plate 1, that is, 8% yttria. After arranging them at a predetermined width and thickness at a predetermined place, the sintering can be performed at a temperature (about 1200 ° C.) slightly lower than about 1500 ° C. which is the sintering temperature at the time of manufacturing the electrolyte plate 1. The holding of the sealing material on the porous layer 7 is achieved by, for example, slurrying glass powder having a coefficient of thermal expansion up to 1000 ° C. of 98 × 10 −7 / ° C. as a sealing material at the time of assembling the battery and having a required sealing effect. The peripheral surface 1 of the separator 10 with a thickness greater than
7. That is, even with such an arrangement, the glass powder has a low viscosity during the high-temperature operation after assembling the SOFC, and is held on the surface and in the pores of the porous layer 7 to form the seal portion 12.
【００２０】このように構成された上記スタックを所定
の条件で１０００℃まで昇温した後、アノードガスとし
て水素、カソードガスとして空気を用い、下記の条件で
３００mA/cm2にて連続放電を行った結果を図４に示す。
また、耐差圧性能も同時に測定し, その結果を図５に示
す。 ［比較例］固体電解質板１に多孔質層７を設けない以外
は実施例と同様にＳＯＦＣスタックを構成し、実施例と
同じ条件で連続放電、耐サーマルサイクル性能測定、耐
差圧性能測定を行った。ただし、多孔質層７を設けない
ことによって、セパレータ１０と固体電解質板１との間
隔が縮まる分を補正するために、セパレータ１０の周面
１７を多孔質層７の厚さ相当だけ高くして、セパレータ
１０のリブ１１と電極の間のガス通路の条件を実施例と
同じにした。After the temperature of the above-configured stack is raised to 1000 ° C. under predetermined conditions, continuous discharge is performed at 300 mA / cm 2 under the following conditions using hydrogen as an anode gas and air as a cathode gas. The results are shown in FIG.
The differential pressure resistance was also measured at the same time, and the results are shown in FIG. Comparative Example An SOFC stack was constructed in the same manner as in the example except that the porous layer 7 was not provided on the solid electrolyte plate 1, and continuous discharge, thermal cycle resistance measurement, and differential pressure resistance measurement were performed under the same conditions as in the example. went. However, in order not to provide the porous layer 7, the peripheral surface 17 of the separator 10 is increased by the thickness of the porous layer 7 in order to compensate for a reduction in the distance between the separator 10 and the solid electrolyte plate 1. The conditions of the gas passage between the rib 11 of the separator 10 and the electrode were the same as in the example.
【００２１】図４は実施例および比較例のＳＯＦＣ運転
（作動温度１０００℃、３００mA/cm2にて連続放電、１
５０hr. ごとにサーマルサイクルテスト実施）の結果
で、試験時間（hr. ）とセル電圧（V ）の関係を示す特
性図であり、実線Ｖ1 は本実施例について、点線Ｖ2 は
比較例について示している。一方、図５は上記実施例と
比較例ＳＯＦＣ運転時の初期において、シール部の耐差
圧性能を測定した結果で、差圧とシール効率の関係を示
し、図中において実線Ｓ1 は実施例、点線Ｓ2 は比較例
について示している。FIG. 4 shows the SOFC operation of the embodiment and the comparative example (continuous discharge at an operating temperature of 1000 ° C. and 300 mA / cm 2 ,
50 hr. The results of thermal cycling tests performed) each is a characteristic diagram showing the relationship between the test time (hr.) And the cell voltage (V), and the solid lines V 1 was about this embodiment, the dotted line V 2 for Comparative Example Is shown. On the other hand, FIG. 5 is in the initial time of Comparative Example SOFC operation and the above-described embodiment, the result of measurement of the differential pressure resistance performance of the seal portion, shows the relationship between the differential pressure and the seal efficiency, a solid line S 1 in the drawing an embodiment , the dotted line S 2 shows the comparative example.
【００２２】実施例及び比較例ともセル電圧の初期性能
は同等であった。また、シール効率においても、実施例
及び比較例とも９９％以上と優れたものであった。しか
しながら、実施例の試験結果Ｖ1 においてはセル電圧の
経時的な低下およびサーマルサイクルテストによるセル
電圧の低下がほとんどみられないのに対して、比較例の
試験結果Ｖ2 においてはセル電圧が経時的に低下すると
ともにサーマルサイクルテストによるセル電圧の低下が
見られた。The initial performance of the cell voltage was the same in both the example and the comparative example. Also, the sealing efficiency was excellent at 99% or more in both the examples and the comparative examples. However, whereas no decrease in the cell voltage due to decreasing over time and thermal cycling tests of the cell voltage is hardly observed in the test results V 1 of the embodiment, the cell voltage in the test result V 2 of the comparative example with time In addition, the cell voltage was reduced by the thermal cycle test.
【００２３】この結果は、経時的およびサーマルサイク
ルによるシール部の劣化および電解質板の劣化におい
て、実施例が比較例よりも少ないこと、すなわち実施例
におけるシール部の長期安定性と電解質板の強度向上を
裏付けている。シール部の耐差圧性能においては、一般
的に図５に示されるように差圧を上げて行くに従ってガ
スシール効率は低下していくが、シール効率が９０％と
なるところで実施例と比較例の差圧を比較すると、実施
例においては約１０００mmＨ2Ｏであるのに対して、比
較例においては約５００mmＨ2 Ｏであり、実施例が比較
例の約２倍の差圧まで耐え得ることがわかった。The results show that the deterioration of the seal portion and the deterioration of the electrolyte plate over time and by thermal cycling are less in the example than in the comparative example, that is, the long-term stability of the seal portion in the example and the improvement of the strength of the electrolyte plate. Is supported. Regarding the differential pressure resistance performance of the seal portion, as shown in FIG. 5, the gas sealing efficiency generally decreases as the differential pressure increases, but when the sealing efficiency reaches 90%, the embodiment and the comparative example are compared. Comparing the differential pressure of the comparative example, it is about 1000 mmH 2 O in the example, while it is about 500 mmH 2 O in the comparative example. all right.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、長期的に
シール材の安定保持が可能で、耐差圧性能の優れたシー
ル部を有し、サーマルサイクル時の電解質の割れが少な
いＳＯＦＣを提供することができる。すなわち、長期的
に電池性能が安定なＳＯＦＣを提供することができる。As described above, according to the present invention, an SOFC that can stably maintain a sealing material for a long period of time, has a sealing portion with excellent differential pressure resistance, and has little cracking of an electrolyte during a thermal cycle. Can be provided. That is, it is possible to provide an SOFC whose battery performance is stable for a long time.
【図１】本発明の一実施例に係わるＳＯＦＣの構成を示
す部分分解斜視図である。FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing a configuration of an SOFC according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例に係わるＳＯＦＣの平板状セ
ルの構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a flat cell of the SOFC according to one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例に係わるＳＯＦＣの電解質板
１と多孔質層７の要部斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a main part of an electrolyte plate 1 and a porous layer 7 of an SOFC according to one embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施例および比較例のＳＯＦＣを、連
続運転しながらサーマルサイクルテストした時の、試験
時間（hr. ）とセル電圧（V ）の関係を示す特性図であ
る。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a test time (hr.) And a cell voltage (V) when the SOFCs of Examples and Comparative Examples of the present invention are subjected to a thermal cycle test while being continuously operated.
【図５】本発明の実施例と比較例ＳＯＦＣ運転時の初期
において、シール部の耐差圧性能を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the differential pressure resistance of the seal portion at the beginning of the operation of the embodiment of the present invention and the comparative example SOFC.
１ 固体電解質板 ２ カソード ７ 多孔質層 ８ セル １０ セパレータ １２ シール部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid electrolyte plate 2 Cathode 7 Porous layer 8 Cell 10 Separator 12 Seal part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安尾 耕司 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機 株式会社内 (72)発明者 齋藤 俊彦 守口市京阪本通２丁目18番地 三洋電機 株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−242564（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−318076（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/00 - 8/24 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Koji Yasuo 2-18-18 Keihanhondori, Moriguchi City Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toshihiko Saito 2-18-18 Keihanhondori, Moriguchi City Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-2-242564 (JP, A) JP-A-63-318076 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 8/00-8 / twenty four
Claims (1)
ドとを配して成るセルと、セパレータとを複数積層させ
てなる固体電解質燃料電池において、 前記固体電解質板の主表面であって前記アノード及びカ
ソードの外周面近傍に、シール材を保持すると共に前記
固体電解質板の焼結温度よりも低い温度で焼結された、
前記固体電解質板と同一組成の材料から構成される多孔
質層を接合させてガスシール部を形成したことを特徴と
する固体電解質燃料電池。1. A solid electrolyte fuel cell comprising a plurality of separators and a cell having an anode and a cathode disposed on both sides of a solid electrolyte plate, wherein the anode and the anode are provided on a main surface of the solid electrolyte plate. In the vicinity of the outer peripheral surface of the cathode, while holding the sealing material,
Sintered at a temperature lower than the sintering temperature of the solid electrolyte plate,
A solid electrolyte fuel cell, wherein a gas seal portion is formed by joining a porous layer made of a material having the same composition as the solid electrolyte plate .
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