JP3101720B2 - 固体電解質燃料電池用インターコネクターの製造方法 - Google Patents
固体電解質燃料電池用インターコネクターの製造方法Info
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質燃料電池用
インターコネクターの製造方法に関する。
インターコネクターの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】固体電
解質燃料電池用インターコネクターには、１，０００℃
の高温で酸化還元の両雰囲気に対して安定であること、
及び、ある程度以上の電子伝導性を有することが求めら
れる。このようなインターコネクターの製造には、ほと
んどの場合、アルカリ土類金属（Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ等）
をドープしたランタンクロメート（ＬａＣｒＯｘ）が用
いられている。しかし、このようなＬａＣｒＯｘは難焼
結性であり、常法では温度を１，６００℃まで上げなけ
れば焼結しないため、インターコネクターの製造は必ず
しも容易ではなかった。
解質燃料電池用インターコネクターには、１，０００℃
の高温で酸化還元の両雰囲気に対して安定であること、
及び、ある程度以上の電子伝導性を有することが求めら
れる。このようなインターコネクターの製造には、ほと
んどの場合、アルカリ土類金属（Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ等）
をドープしたランタンクロメート（ＬａＣｒＯｘ）が用
いられている。しかし、このようなＬａＣｒＯｘは難焼
結性であり、常法では温度を１，６００℃まで上げなけ
れば焼結しないため、インターコネクターの製造は必ず
しも容易ではなかった。
【０００３】そのため、過去には次のような方法が試み
られていた。
られていた。
【０００４】１．ＬａＣｒＯｘを単独で焼結し、他の部
材と接合する方法。
材と接合する方法。
【０００５】２．ランタンマンガネ―ト（ＬａＭｎＯ
ｘ）あるいはＮｉ／ＺｒＯ２サーメット等の電極材料多
孔質体上にＣＶＤ、ＥＶＤ、溶射等のドライプロセスで
ＬａＣｒＯｘ薄膜を形成する方法。
ｘ）あるいはＮｉ／ＺｒＯ２サーメット等の電極材料多
孔質体上にＣＶＤ、ＥＶＤ、溶射等のドライプロセスで
ＬａＣｒＯｘ薄膜を形成する方法。
【０００６】前者の場合には、内部抵抗の制約から膜の
厚さが限られるため膜面積が大きくできないといった欠
点や、形状が平板類似のものに限られるといった欠点が
あった。一方、後者の場合にはドライプロセスであるた
め設備費が大きくなるという欠点があった。
厚さが限られるため膜面積が大きくできないといった欠
点や、形状が平板類似のものに限られるといった欠点が
あった。一方、後者の場合にはドライプロセスであるた
め設備費が大きくなるという欠点があった。
【０００７】また、Ｃａド―プＬａＣｒＯｘを用いた共
焼結法も試みられたが、ＣａＯ相の移動によりＬａＭｎ
ＯｘやＮｉ／ＺｒＯ２サーメットの焼結が妨げられると
いう欠点があった。
焼結法も試みられたが、ＣａＯ相の移動によりＬａＭｎ
ＯｘやＮｉ／ＺｒＯ２サーメットの焼結が妨げられると
いう欠点があった。
【０００８】本発明の課題は、上記欠点を解消し、Ｌａ
ＭｎＯｘ焼結体上に緻密なＬａＣｒＯｘ薄膜をウェット
プロセスで成膜する方法を提供する処にある。このよう
な方法によれば、大面積あるいは非平面のインターコネ
クターが容易に得られるという利点もある。
ＭｎＯｘ焼結体上に緻密なＬａＣｒＯｘ薄膜をウェット
プロセスで成膜する方法を提供する処にある。このよう
な方法によれば、大面積あるいは非平面のインターコネ
クターが容易に得られるという利点もある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】Ａサイト欠陥を有するア
ルカリ土類金属ドープランタンマンガネートからなる多
孔質体上に、Ａサイト過剰のカルシウムドープランタン
クロメートのスラリーを薄膜状に塗布し、これを酸化雰
囲気で焼結させる。
ルカリ土類金属ドープランタンマンガネートからなる多
孔質体上に、Ａサイト過剰のカルシウムドープランタン
クロメートのスラリーを薄膜状に塗布し、これを酸化雰
囲気で焼結させる。
【００１０】ランタンクロメートのスラリーを真空吸引
法により塗布することが好ましい。
法により塗布することが好ましい。
【００１１】
【作用】ＡサイトにＣａを過剰にドープしたランタンク
ロメート（例えば、Ｌａ０．７ ０Ｃａ０．３５ＣｒＯ
ｘ；式中ｘは３±δ）は易焼結性のランタンクロメート
として知られている。このスラリーを用いて、アルカリ
土類金属をドープしたＡサイト欠陥を有するランタンマ
ンガネートからなる多孔質体上に薄膜を形成し、これを
約１，３００℃で焼成すると、ランタンマンガネートの
多孔質体上にランタンクロメートの緻密な薄膜が形成さ
れる。この際、ランタンマンガネートは再焼結しない
（ランタンマンガネートは約１，３５０℃まで昇温しな
いと再焼結しない。）ランタンクロメート中の過剰のＣ
ａは粒子間にＣａＯ相を作り、この一部がＬａＭｎＯｘ
相へ移動するが、ＬａＭｎＯｘはすでに焼結されている
ので悪影響を受けない。また、ＬａＭｎＯｘとの反応と
いう点ではＬａＭｎＯｘ中のＡサイト欠陥にＣａが配位
するため悪影響を受けにくい。
ロメート（例えば、Ｌａ０．７ ０Ｃａ０．３５ＣｒＯ
ｘ；式中ｘは３±δ）は易焼結性のランタンクロメート
として知られている。このスラリーを用いて、アルカリ
土類金属をドープしたＡサイト欠陥を有するランタンマ
ンガネートからなる多孔質体上に薄膜を形成し、これを
約１，３００℃で焼成すると、ランタンマンガネートの
多孔質体上にランタンクロメートの緻密な薄膜が形成さ
れる。この際、ランタンマンガネートは再焼結しない
（ランタンマンガネートは約１，３５０℃まで昇温しな
いと再焼結しない。）ランタンクロメート中の過剰のＣ
ａは粒子間にＣａＯ相を作り、この一部がＬａＭｎＯｘ
相へ移動するが、ＬａＭｎＯｘはすでに焼結されている
ので悪影響を受けない。また、ＬａＭｎＯｘとの反応と
いう点ではＬａＭｎＯｘ中のＡサイト欠陥にＣａが配位
するため悪影響を受けにくい。
【００１２】また、ランタンクロメートのスラリーを真
空吸引法により塗布すれば、円筒などの曲面にも成膜す
ることができる。
空吸引法により塗布すれば、円筒などの曲面にも成膜す
ることができる。
【００１３】
【実施例】実施例１ ＳｒをドープしたＡサイト欠陥を有するランタンマンガ
ネート［（Ｌａ０．９Ｓｒ０．１）０．９Ｍｎ
Ｏ３±δ］の多孔質円筒上に、Ｌａ０．７０Ｃａ０．３
５ＣｒＯ３±δ粉末（平均粒径２μｍ）のスラリー（Ｌ
ａＣａＣｒＯｘ粉が５０〜７０重量％、他は水、ポリビ
ニルアルコール及び界面活性剤）を真空吸引により成膜
し、室温で乾燥した後に空気中で１，３００℃で５時間
焼成した。その結果、厚さ３０μｍのＬａＣａＣｒＯｘ
の緻密膜が得られた。
ネート［（Ｌａ０．９Ｓｒ０．１）０．９Ｍｎ
Ｏ３±δ］の多孔質円筒上に、Ｌａ０．７０Ｃａ０．３
５ＣｒＯ３±δ粉末（平均粒径２μｍ）のスラリー（Ｌ
ａＣａＣｒＯｘ粉が５０〜７０重量％、他は水、ポリビ
ニルアルコール及び界面活性剤）を真空吸引により成膜
し、室温で乾燥した後に空気中で１，３００℃で５時間
焼成した。その結果、厚さ３０μｍのＬａＣａＣｒＯｘ
の緻密膜が得られた。
【００１４】得られた膜を１，１００℃で５００時間処
理したが、電気物性や機械物性において実用上支障のあ
る変化はみられなかった。
理したが、電気物性や機械物性において実用上支障のあ
る変化はみられなかった。
【００１５】比較例１ 実施例１と同じ多孔質円筒上に真空吸引をせずにスラリ
ーを塗布し、同様の焼成を行なったが、得られた膜はガ
ス透過性があり、緻密な膜は得られなかった。比較例２ Ａサイト過剰でないカルシウムドープランタンクロメー
ト（Ｌａ０．８４Ｃａ０．１６ＣｒＯ３±δ）粉末を用
いて実施例１と同様の実験を行なったが、まったく焼結
しなかった。
ーを塗布し、同様の焼成を行なったが、得られた膜はガ
ス透過性があり、緻密な膜は得られなかった。比較例２ Ａサイト過剰でないカルシウムドープランタンクロメー
ト（Ｌａ０．８４Ｃａ０．１６ＣｒＯ３±δ）粉末を用
いて実施例１と同様の実験を行なったが、まったく焼結
しなかった。
【００１６】比較例３ Ａサイト欠陥でないストロンチウムドープランタンマン
ガネート（Ｌａ０．９Ｓｒ０．１ＭｎＯ３±δ）の多孔
質円筒を用いて同様の実験を行なったところ、Ｃａがド
ープしてＡサイト過剰となり、空気中のＨ２Ｏを吸収し
てＬａ（ＯＨ）３・ｎＨ２Ｏを生じたため、円筒の強度
が大幅に低下した。
ガネート（Ｌａ０．９Ｓｒ０．１ＭｎＯ３±δ）の多孔
質円筒を用いて同様の実験を行なったところ、Ｃａがド
ープしてＡサイト過剰となり、空気中のＨ２Ｏを吸収し
てＬａ（ＯＨ）３・ｎＨ２Ｏを生じたため、円筒の強度
が大幅に低下した。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ランタンマンガネート
焼結体上に緻密なランタンクロメート薄膜をウェットプ
ロセスで成膜することができる。従って、設備費を低価
に抑えることができる。
焼結体上に緻密なランタンクロメート薄膜をウェットプ
ロセスで成膜することができる。従って、設備費を低価
に抑えることができる。
【００１８】また、ＣａＯ相の移動によりＬａＭｎＯｘ
の焼結が妨げられるということも生じない。
の焼結が妨げられるということも生じない。
【００１９】さらに、ランタンクロメートのスラリーを
真空吸引法により塗布すれば、非平面のインターコネク
ターが容易に得られる。
真空吸引法により塗布すれば、非平面のインターコネク
ターが容易に得られる。
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 稔 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大 阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−248272（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−249868（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−18874（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/02 H01M 8/12
Claims (3)
- 【請求項１】Ａサイト欠陥を有するアルカリ土類金属ド
ープランタンマンガネートからなる多孔質体上に、Ａサ
イト過剰のカルシウムドープランタンクロメートのスラ
リーを薄膜状に塗布し、これを焼結させる固体電解質燃
料電池用インターコネクターの製造方法。 - 【請求項２】ランタンクロメートのスラリーを真空吸引
法により塗布することを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】ランタンマンガネート多孔質体におけるラ
ンタンクロメートスラリーを塗布すべき面が平面でない
ことを特徴とする請求項２記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03003107A JP3101720B2 (ja) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | 固体電解質燃料電池用インターコネクターの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03003107A JP3101720B2 (ja) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | 固体電解質燃料電池用インターコネクターの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315772A JPH04315772A (ja) | 1992-11-06 |
| JP3101720B2 true JP3101720B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=11548126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03003107A Expired - Fee Related JP3101720B2 (ja) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | 固体電解質燃料電池用インターコネクターの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101720B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2227216A1 (en) * | 1995-07-21 | 1997-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | High temperature fuel cell, high temperature fuel cell stack and method for producing a high temperature fuel cell |
-
1991
- 1991-01-16 JP JP03003107A patent/JP3101720B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04315772A (ja) | 1992-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |