JP3141449B2 - 電極用ペロブスカイト型複合酸化物 - Google Patents
電極用ペロブスカイト型複合酸化物Info
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
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- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
- H01M4/9025—Oxides specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
- H01M4/9033—Complex oxides, optionally doped, of the type M1MeO3, M1 being an alkaline earth metal or a rare earth, Me being a metal, e.g. perovskites
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスセンサ、燃料電池或
いは酸素ポンプ等のようにガス分子をイオン化する素子
の電極材料として使用するペロブスカイト型複合酸化物
に関する。
いは酸素ポンプ等のようにガス分子をイオン化する素子
の電極材料として使用するペロブスカイト型複合酸化物
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスセンサ等の電極材料として、特開昭
６２−２２３０５４号或いは特開昭６３−１５８４５２
号に開示されるペロブスカイト型複合酸化物が知られて
いる。これら先行技術に開示されるペロブスカイト型複
合酸化物は以下の（化４）で表わされる。
６２−２２３０５４号或いは特開昭６３−１５８４５２
号に開示されるペロブスカイト型複合酸化物が知られて
いる。これら先行技術に開示されるペロブスカイト型複
合酸化物は以下の（化４）で表わされる。
【０００３】
【化４】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のペロブ
スカイト型複合酸化物にあっては、電極として要求され
る性能のうち、導電性については満足できるが、従来の
ペロブスカイト型複合酸化物を固体電解質としてのＺr
Ｏ2系素材（安定化ジルコニア）上に形成した場合には
次の様な問題がある。
スカイト型複合酸化物にあっては、電極として要求され
る性能のうち、導電性については満足できるが、従来の
ペロブスカイト型複合酸化物を固体電解質としてのＺr
Ｏ2系素材（安定化ジルコニア）上に形成した場合には
次の様な問題がある。
【０００５】即ち、６００℃以上の高温で使用すると、
電極とＺrＯ2系素材とが反応して電極性能が劣化し、ま
た電極とＺrＯ2系素材の線膨張係数が大きく異なるため
剥離等を生じ、更に還元性雰囲気に弱く耐久性に劣り、
酸素ガスセンサとして使用する場合希薄な酸素濃度を測
定できない。
電極とＺrＯ2系素材とが反応して電極性能が劣化し、ま
た電極とＺrＯ2系素材の線膨張係数が大きく異なるため
剥離等を生じ、更に還元性雰囲気に弱く耐久性に劣り、
酸素ガスセンサとして使用する場合希薄な酸素濃度を測
定できない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る電極用ペロブスカイト型複合酸化物は以下の
（化５）、（化６）、（化７）によって特定されるもの
とした。
発明に係る電極用ペロブスカイト型複合酸化物は以下の
（化５）、（化６）、（化７）によって特定されるもの
とした。
【０００７】
【化４】 但し、 Ａ ：Ｌa, Ｃe, Ｎd等の稀土類元素 Ａ' ：Ｃa，Ｓr, Ｂa等のアルカリ土類金属 Ｂ ：Ｎi等の遷移金属およびＡl ０＜ｘ≦０.５ ０＜ｙ≦０.３ ０．８≦Ｚ≦１.０ ０．５≦ａ≦１.０
【０００８】
【化６】
【０００９】
【化７】
【００１０】
【作用】安定化ジルコニア膜等の固体電解質の両面に電
極を形成し、起電力を測定することで、酸素ガスセンサ
として作用し、電極間に電圧を印加することでガス分離
素子として作用し、また固体電解質の両面に形成した電
極のうち一方の電極に酸素ガス、他方の電極に水素ガス
を浸透せしめ、それぞれの電極で化学反応を起こさせ、
これを電気エネルギとして取り出すことで燃料電池とし
て作用する。
極を形成し、起電力を測定することで、酸素ガスセンサ
として作用し、電極間に電圧を印加することでガス分離
素子として作用し、また固体電解質の両面に形成した電
極のうち一方の電極に酸素ガス、他方の電極に水素ガス
を浸透せしめ、それぞれの電極で化学反応を起こさせ、
これを電気エネルギとして取り出すことで燃料電池とし
て作用する。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説
明する。ここで、図１は本発明に係るペロブスカイト型
複合酸化物を用いて電極を形成した酸素ガスセンサの断
面図である。
明する。ここで、図１は本発明に係るペロブスカイト型
複合酸化物を用いて電極を形成した酸素ガスセンサの断
面図である。
【００１２】酸素ガスセンサ１はケース２内をガスタイ
トな分離膜３にて室Ｓ１，Ｓ２に分け、それぞれの室Ｓ
１，Ｓ２に臨む分離膜３の表面に電極４，４を形成し、
これら電極４，４を電位差計５に接続している。ここ
で、分離膜３としては９２ｍｏｌ％ＺrＯ2に対し、８ｍ
ｏｌ％Ｙ2Ｏ3 を加えた固体電解質等を用いる。
トな分離膜３にて室Ｓ１，Ｓ２に分け、それぞれの室Ｓ
１，Ｓ２に臨む分離膜３の表面に電極４，４を形成し、
これら電極４，４を電位差計５に接続している。ここ
で、分離膜３としては９２ｍｏｌ％ＺrＯ2に対し、８ｍ
ｏｌ％Ｙ2Ｏ3 を加えた固体電解質等を用いる。
【００１３】而して、室Ｓ１内の酸素分圧をＰ１、室Ｓ
２内の酸素分圧をＰ２（Ｐ１＞Ｐ２）とすると、分離膜
３はガスタイトであるのでＯ2ガスは室Ｓ１から室Ｓ２
へ移動できないが、Ｏ2-イオンは室Ｓ１から室Ｓ２へ移
動する。その結果、室Ｓ１側にプラス、室Ｓ２側にマイ
ナスが生じ、起電力が発生する。ちなみに起電力（Ｅ）
は以下の式で表わされる。
２内の酸素分圧をＰ２（Ｐ１＞Ｐ２）とすると、分離膜
３はガスタイトであるのでＯ2ガスは室Ｓ１から室Ｓ２
へ移動できないが、Ｏ2-イオンは室Ｓ１から室Ｓ２へ移
動する。その結果、室Ｓ１側にプラス、室Ｓ２側にマイ
ナスが生じ、起電力が発生する。ちなみに起電力（Ｅ）
は以下の式で表わされる。
【００１４】 但し、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度、Ｆはファラデー定
数、ｌｎは自然対数である。
数、ｌｎは自然対数である。
【００１５】また、電極４はペロブスカイト型複合酸化
物を溶射等の手段により分離膜３表面に形成するものと
し、このペロブスカイト型複合酸化物は以下の（化８）
によって特定されるものする。
物を溶射等の手段により分離膜３表面に形成するものと
し、このペロブスカイト型複合酸化物は以下の（化８）
によって特定されるものする。
【００１６】
【化５】 但し、 Ａ ：Ｌa, Ｃe, Ｎd等の稀土類元素 Ａ' ：Ｃa，Ｓr, Ｂa等のアルカリ土類金属 Ｂ ：Ｎi等の遷移金属およびＡl ０＜ｘ≦０.５ ０＜ｙ≦０.３ ０．８≦Ｚ≦１.０ ０．５≦ａ≦１.０
【００１７】但し、（化８）においてｘ，ｙ，ｚ及びａ
の好ましい値は以下の通りである。 ０．２≦ｘ≦０．３、 ０．０１５≦ｙ≦０．１５、
０．８５≦ｚ≦０．９５、 ０．７５≦ａ≦１．０
の好ましい値は以下の通りである。 ０．２≦ｘ≦０．３、 ０．０１５≦ｙ≦０．１５、
０．８５≦ｚ≦０．９５、 ０．７５≦ａ≦１．０
【００１８】次に、上記のような範囲を選定する理由を
図２乃至図６に基いて説明する。尚、原料としては酸化
ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化コバルト及び酸化
マンガン（出発原料としては硝酸塩や酢酸塩を用いても
よい）を所定の組成割合となるように秤量し、混合した
後に仮焼してペロブスカイト構造とし、この後仮焼した
粉末を再度粉砕してプレス後に焼成した。
図２乃至図６に基いて説明する。尚、原料としては酸化
ランタン、炭酸ストロンチウム、酸化コバルト及び酸化
マンガン（出発原料としては硝酸塩や酢酸塩を用いても
よい）を所定の組成割合となるように秤量し、混合した
後に仮焼してペロブスカイト構造とし、この後仮焼した
粉末を再度粉砕してプレス後に焼成した。
【００１９】先ず図２は（化９）のａ値と線膨張係数と
の関係を示すグラフであり、このグラフからはＣoとＭn
の配合比を変化させることで線膨張係数を１０×１０-6
〜２５×１０-6の範囲で制御できることが分る。そし
て、ＺrＯ2系素材（安定化ジルコニア）とのマッチング
性を考慮すると０．５≦ａ＜１．０とすべきである。
の関係を示すグラフであり、このグラフからはＣoとＭn
の配合比を変化させることで線膨張係数を１０×１０-6
〜２５×１０-6の範囲で制御できることが分る。そし
て、ＺrＯ2系素材（安定化ジルコニア）とのマッチング
性を考慮すると０．５≦ａ＜１．０とすべきである。
【００２０】
【化９】
【００２１】図３は以下の（化１０）のＢ’の組成及び
割合と過電圧との関係を示すグラフである。具体的には
Ｂ’組成としてＣr、Ｆe、Ａl及びＮiを選定し、これら
を適量含む酸化物を出発原料とし前記と同様の方法で原
料粉末を作成した後有機溶剤を用いてペースト状とし、
これを９２ｍｏｌ％ＺrＯ2、８ｍｏｌ％ｍｏｌ％Ｙ2Ｏ3
（φ２０×１．０ｔ）の両側面に塗布し、直流法により
ペレット／電極サンプルの導電率、過電圧（ペロブスカ
イト電極触媒性能）を測定した。
割合と過電圧との関係を示すグラフである。具体的には
Ｂ’組成としてＣr、Ｆe、Ａl及びＮiを選定し、これら
を適量含む酸化物を出発原料とし前記と同様の方法で原
料粉末を作成した後有機溶剤を用いてペースト状とし、
これを９２ｍｏｌ％ＺrＯ2、８ｍｏｌ％ｍｏｌ％Ｙ2Ｏ3
（φ２０×１．０ｔ）の両側面に塗布し、直流法により
ペレット／電極サンプルの導電率、過電圧（ペロブスカ
イト電極触媒性能）を測定した。
【００２２】
【化１０】
【００２３】このグラフからはＢ’としてはＣrやＦeよ
りもＡl及びＮiを添加した方が過電圧が減少して触媒性
能に優れると言える。そして、添加割合としては０＜ｙ
≦０．３が適当であり、特にＡlについては０．０１５
〜０．１０、Ｎiについては０．０３〜０．１５が好ま
しい。
りもＡl及びＮiを添加した方が過電圧が減少して触媒性
能に優れると言える。そして、添加割合としては０＜ｙ
≦０．３が適当であり、特にＡlについては０．０１５
〜０．１０、Ｎiについては０．０３〜０．１５が好ま
しい。
【００２４】図４は（化１１）のａ値と分離膜のイオン
導電率との関係を示すグラフであり、この実験は前記
（第３図）と同様にＺrＯ2ペレット／ペロブスカイト電
極を作成し、熱処理（１１００℃×１００時間）前後で
の導電率を測定した。
導電率との関係を示すグラフであり、この実験は前記
（第３図）と同様にＺrＯ2ペレット／ペロブスカイト電
極を作成し、熱処理（１１００℃×１００時間）前後で
の導電率を測定した。
【００２５】
【化１１】
【００２６】このグラフからＭnの配合比を高くする
と、熱処理後の安定化ジルコニアの導電率が低下せず、
ジルコニアとの耐反応性に優れることが分る。この耐反
応性のみを基準にすればａ値は０．７５〜１．０とする
のが最適である。
と、熱処理後の安定化ジルコニアの導電率が低下せず、
ジルコニアとの耐反応性に優れることが分る。この耐反
応性のみを基準にすればａ値は０．７５〜１．０とする
のが最適である。
【００２７】図５は前記（化１１）のａ値と電子伝導性
との関係を示すグラフであり、この実験も前記と同様に
してＺrＯ2ペレット／ペロブスカイト電極を作成し、４
端子法により電子伝導性を測定した。このグラフからは
Ｃoを含まない組成では電子伝導性が５０ｓ／ｃｍ と低
いがＣoを含ませることで電子伝導性が大巾に向上し、
特にａ値が０．８７以下になると導電性は４〜５倍にな
ることが分る。
との関係を示すグラフであり、この実験も前記と同様に
してＺrＯ2ペレット／ペロブスカイト電極を作成し、４
端子法により電子伝導性を測定した。このグラフからは
Ｃoを含まない組成では電子伝導性が５０ｓ／ｃｍ と低
いがＣoを含ませることで電子伝導性が大巾に向上し、
特にａ値が０．８７以下になると導電性は４〜５倍にな
ることが分る。
【００２８】図６は（化１２）のＢの組成とｘ値と電子
導電性との関係を示すグラフであり、前記と同様に４端
子法により測定したものである。
導電性との関係を示すグラフであり、前記と同様に４端
子法により測定したものである。
【００２９】
【化１２】
【００３０】このグラフからはＢの組成としてＣoを用
いた場合にはｘ値は０．１付近が好ましく、Ｂの組成と
してＭnを用いた場合にはｘ値は０．２〜０．４が好ま
しいといえる。
いた場合にはｘ値は０．１付近が好ましく、Ｂの組成と
してＭnを用いた場合にはｘ値は０．２〜０．４が好ま
しいといえる。
【００３１】図７は（化１３）のＺ値と電子伝導率の関
係を示すグラフであり、この実験は、ペロブスカイト酸
化物のバルク体を焼成・成形し、４端子法により測定し
た。これから、Ｚ値が０．８未満では、電子伝導率が急
激に低下することがわかる。また、Ｚ値が１．０以上で
は、ＺrＯ2系分離膜とペロブスカイト電極の反応が生
じ、これに起因する酸素イオン導電率の低下が生じる。
したがって、Ｚ値については０．８≦Ｚ＜１．０とし、
好ましくは、０．８５≦Ｚ＜０．９５とする。
係を示すグラフであり、この実験は、ペロブスカイト酸
化物のバルク体を焼成・成形し、４端子法により測定し
た。これから、Ｚ値が０．８未満では、電子伝導率が急
激に低下することがわかる。また、Ｚ値が１．０以上で
は、ＺrＯ2系分離膜とペロブスカイト電極の反応が生
じ、これに起因する酸素イオン導電率の低下が生じる。
したがって、Ｚ値については０．８≦Ｚ＜１．０とし、
好ましくは、０．８５≦Ｚ＜０．９５とする。
【００３２】
【化１３】
【００３３】図８は別実施例に係るペロブスカイト型複
合酸化物を用いて電極を形成した燃料電池の断面図、図
９は同燃料電池の要部拡大断面図である。
合酸化物を用いて電極を形成した燃料電池の断面図、図
９は同燃料電池の要部拡大断面図である。
【００３４】燃料電池１１はガスが透過し得るジルコニ
ア等からなる多孔質支持体１２の表面に本発明に係るペ
ロブスカイト型複合酸化物からなる多孔質な第１の電極
層１３をディップ法或いはＣＶＤ法等で形成し、この第
１の電極層１３の表面に安定化ジルコニア等からなるガ
ス密な固体電解質層１４を形成し、この固体電解質層１
４の表面に第２の電極層１５を形成している。
ア等からなる多孔質支持体１２の表面に本発明に係るペ
ロブスカイト型複合酸化物からなる多孔質な第１の電極
層１３をディップ法或いはＣＶＤ法等で形成し、この第
１の電極層１３の表面に安定化ジルコニア等からなるガ
ス密な固体電解質層１４を形成し、この固体電解質層１
４の表面に第２の電極層１５を形成している。
【００３５】また一端を閉じた筒状をなす多孔質支持体
１２内には導管１６が挿入されている。この導管１６は
先端が多孔質支持体１２の閉じられた底部に臨み、先端
に形成した孔１６ａを介して多孔質支持体１２の内側に
酸素を含む空気を噴出するようにしている。
１２内には導管１６が挿入されている。この導管１６は
先端が多孔質支持体１２の閉じられた底部に臨み、先端
に形成した孔１６ａを介して多孔質支持体１２の内側に
酸素を含む空気を噴出するようにしている。
【００３６】以上において、多孔質支持体１２の内側に
酸素ガス（空気）を流し、第２の電極層１５の外側に水
素ガスを流すと、酸素ガスは第１の電極層１３内に浸透
し、水素ガスは第２の電極層１５内に浸透し、第１及び
第２の電極層では以下の反応が起こる。
酸素ガス（空気）を流し、第２の電極層１５の外側に水
素ガスを流すと、酸素ガスは第１の電極層１３内に浸透
し、水素ガスは第２の電極層１５内に浸透し、第１及び
第２の電極層では以下の反応が起こる。
【００３７】 第１の電極； １／２Ｏ 2 ＋２ｅ - →Ｏ 2- 第２の電極； Ｏ 2- ＋Ｈ 2 →２Ｈ 2 Ｏ＋２ｅ - となり、２ｅが負荷に供給される。尚、Ｏ 2- について
は固体電解質層１４中を移動する。
は固体電解質層１４中を移動する。
【００３８】上記の第１及び第２の電極層１３，１５を
構成するペロブスカイト型複合酸化物の組成は（化２）
又は（化３）に記載したものとする。そして、以下に
（化２）又は（化３）中の ｘ、ｙ1、ｙ2、ｚ及びａの
範囲を特定した理由を述べる。
構成するペロブスカイト型複合酸化物の組成は（化２）
又は（化３）に記載したものとする。そして、以下に
（化２）又は（化３）中の ｘ、ｙ1、ｙ2、ｚ及びａの
範囲を特定した理由を述べる。
【００３９】先ず、コバルトを含む（化２）に係る電極
を作成してその性能を評価した。作成方法としては各種
の硝酸塩や酢酸塩を所定の組成割合となるように秤量
し、水溶液として十分混合した後に乾燥し、８５０℃で
仮焼してペロブスカイト構造とした。
を作成してその性能を評価した。作成方法としては各種
の硝酸塩や酢酸塩を所定の組成割合となるように秤量
し、水溶液として十分混合した後に乾燥し、８５０℃で
仮焼してペロブスカイト構造とした。
【００４０】上記のペロブスカイト構造の電極材料の電
子伝導性を評価するため、４×４×３０ｍｍに成形し、
１３００℃で焼成後４端子法により評価した。その結果
を図１０に示す。図１０からはコバルトが多い方が電子
伝導性が高いことが分る。
子伝導性を評価するため、４×４×３０ｍｍに成形し、
１３００℃で焼成後４端子法により評価した。その結果
を図１０に示す。図１０からはコバルトが多い方が電子
伝導性が高いことが分る。
【００４１】また、上記のペロブスカイト構造の電極材
料の電極触媒性についてのＡl及びＮiの添加効果を評価
するため、カレントインターラプタ法による過電圧を８
００℃で測定し、各種のペロブスカイト構造の電極材料
の触媒係数を評価した。その結果を（表１）に示す。
料の電極触媒性についてのＡl及びＮiの添加効果を評価
するため、カレントインターラプタ法による過電圧を８
００℃で測定し、各種のペロブスカイト構造の電極材料
の触媒係数を評価した。その結果を（表１）に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】（表１）からはＡlについては、０．０１
≦ｙ1≦０．２０、好ましくは０．０１５付近、Ｎiにつ
いては、０．０３≦ｙ2≦０．２０、好ましくは０．０
９付近とすべきであることが分る。
≦ｙ1≦０．２０、好ましくは０．０１５付近、Ｎiにつ
いては、０．０３≦ｙ2≦０．２０、好ましくは０．０
９付近とすべきであることが分る。
【００４４】また図１２は（化２）のａ値と線膨張係数
との関係を示すグラフであり、このグラフからはＣoと
Ｍnの配合比を変化させることで線膨張係数を１０×１
０-6〜２０×１０-6の範囲で制御できることが分るが、
ＺrＯ2＋８ｍｏｌ％Ｙ2Ｏ3素材（安定化ジルコニア）と
のマッチング性を考慮すると０．６≦ａ＜１．０，好ま
しくは０．７５≦ａ＜１．０とすべきである。
との関係を示すグラフであり、このグラフからはＣoと
Ｍnの配合比を変化させることで線膨張係数を１０×１
０-6〜２０×１０-6の範囲で制御できることが分るが、
ＺrＯ2＋８ｍｏｌ％Ｙ2Ｏ3素材（安定化ジルコニア）と
のマッチング性を考慮すると０．６≦ａ＜１．０，好ま
しくは０．７５≦ａ＜１．０とすべきである。
【００４５】図１３は（化２）のＺ値と電子伝導率の関
係を示すグラフであり、これから、Ｚ値が０．８未満で
は、電子伝導率が急激に低下することがわかる。また、
Ｚ値が１．０を超えると、ＺrＯ2系分離膜とペロブスカ
イト電極の反応が生じ、これに起因する酸素イオン導電
率の低下が生じる。したがって、Ｚ値については０．８
≦Ｚ≦１．０とする。
係を示すグラフであり、これから、Ｚ値が０．８未満で
は、電子伝導率が急激に低下することがわかる。また、
Ｚ値が１．０を超えると、ＺrＯ2系分離膜とペロブスカ
イト電極の反応が生じ、これに起因する酸素イオン導電
率の低下が生じる。したがって、Ｚ値については０．８
≦Ｚ≦１．０とする。
【００４６】以上のコバルトを含んだペロブスカイト構
造の電極材料は特に４００〜８００℃での使用に高い耐
久性を発揮した。
造の電極材料は特に４００〜８００℃での使用に高い耐
久性を発揮した。
【００４７】次に、コバルトを含まない（化３）に係る
電極を作成してその性能を評価した。作成方法としては
各種の硝酸塩や酢酸塩を所定の組成割合となるように秤
量し、水溶液として十分混合した後に乾燥し、９００℃
で仮焼してペロブスカイト構造とした。
電極を作成してその性能を評価した。作成方法としては
各種の硝酸塩や酢酸塩を所定の組成割合となるように秤
量し、水溶液として十分混合した後に乾燥し、９００℃
で仮焼してペロブスカイト構造とした。
【００４８】上記のペロブスカイト構造の電極材料の電
子伝導性を評価するため、４×４×３０ｍｍに成形し、
１３００℃で焼成後４端子法により評価した。その結果
を図１４に示す。図１４からは０＜ｘ≦０．５、特に
０．２≦ｘ≦０．３が好ましいことが分る。また、Ａl
及びＮiの添加効果及びｚ値については（化２）と同様
の結果が得られた。
子伝導性を評価するため、４×４×３０ｍｍに成形し、
１３００℃で焼成後４端子法により評価した。その結果
を図１４に示す。図１４からは０＜ｘ≦０．５、特に
０．２≦ｘ≦０．３が好ましいことが分る。また、Ａl
及びＮiの添加効果及びｚ値については（化２）と同様
の結果が得られた。
【００４９】以上のコバルトを含まないペロブスカイト
構造の電極材料は特に８００〜１１００℃での使用に高
い耐久性を発揮した。
構造の電極材料は特に８００〜１１００℃での使用に高
い耐久性を発揮した。
【００５０】
【効果】以上に説明したように本発明に係るペロブスカ
イト型複合酸化物は、線膨張係数のコントロールが容易
に行なえ、従ってＺrＯ2系素材等とのマッチングに優
れ、高温で使用してもＺrＯ2系素材等と反応を起こしに
くく、高真空の還元性雰囲気における使用にも耐えるこ
とができ、しかもガス分解触媒性能も向上する。
イト型複合酸化物は、線膨張係数のコントロールが容易
に行なえ、従ってＺrＯ2系素材等とのマッチングに優
れ、高温で使用してもＺrＯ2系素材等と反応を起こしに
くく、高真空の還元性雰囲気における使用にも耐えるこ
とができ、しかもガス分解触媒性能も向上する。
【図１】本発明に係るペロブスカイト型複合酸化物を用
いて電極を形成した酸素ガスセンサの断面図
いて電極を形成した酸素ガスセンサの断面図
【図２】Ｌa0.6Ｓr0.4Ｃo1-aＭnaＯ3のａ値と線膨張係
数との関係を示すグラフ
数との関係を示すグラフ
【図３】Ｌa0.6Ｓr0.4Ｍn1-yＢ’yＯ3のＢ’の組成及び
割合と過電圧との関係を示すグラフ
割合と過電圧との関係を示すグラフ
【図４】Ｌa0.6Ｓr0.4Ｃo1-aＭnaＯ3のａ値と分離膜の
イオン導電率との関係を示すグラフ
イオン導電率との関係を示すグラフ
【図５】Ｌa0.6Ｓr0.4Ｃo1-aＭnaＯ3のａ値と電子伝導
性との関係を示すグラフ
性との関係を示すグラフ
【図６】Ｌa1-xＳrxＢＯ3のＢの組成とｘ値と電子導電
性との関係を示すグラフ
性との関係を示すグラフ
【図７】（Ｌa0.6Ｓr0.4）ｚ・Ｃo0.94Ａl0.06０3のＺ
値と電子伝導率の関係を示すグラフ
値と電子伝導率の関係を示すグラフ
【図８】本発明に係るペロブスカイト型複合酸化物を用
いて電極を形成した燃料電池の断面図
いて電極を形成した燃料電池の断面図
【図９】同燃料電池の要部拡大断面図
【図１０】（Ｌa0.75Ｓr0.25）0.9（Ｃo1-aＭna）0.895
Ａl0.015Ｎi0.09０3のａ値と電子伝導率の関係を示すグ
ラフ
Ａl0.015Ｎi0.09０3のａ値と電子伝導率の関係を示すグ
ラフ
【図１１】（Ｌa0.75Ｓr0.25）0.9（Ｃo1-aＭna）0.895
Ａl0.015Ｎi0.09０3のａ値と電極触媒性との関係を示す
グラフ
Ａl0.015Ｎi0.09０3のａ値と電極触媒性との関係を示す
グラフ
【図１２】（Ｌa0.75Ｓr0.25）0.9（Ｃo1-aＭna）0.895
Ａl0.015Ｎi0.09０3のａ値と線膨張係数との関係を示す
グラフ
Ａl0.015Ｎi0.09０3のａ値と線膨張係数との関係を示す
グラフ
【図１３】（Ｌa0.75Ｓr0.25）zＭn0.895Ａl0.015Ｎi
0.09０3のｚ値と電子導電率との関係を示すグラフ
0.09０3のｚ値と電子導電率との関係を示すグラフ
【図１４】（Ｌa1-xＳrx）zＭn0.895Ａl0.015Ｎi0.09０
3のｚ値と電子伝導率の関係を示すグラフ
3のｚ値と電子伝導率の関係を示すグラフ
１…酸素ガスセンサ、３…分離膜、４、１３，１５…電
極、１１…燃料電池、１２…多孔質支持体、１４…固体
電解質層。
極、１１…燃料電池、１２…多孔質支持体、１４…固体
電解質層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｂ 1/08 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｊ Ｈ０１Ｍ 4/90 Ｇ０１Ｎ 27/58 Ｂ (72)発明者 上野 晃 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番 １号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 小林 千尋 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番 １号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 黒石 正宏 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番 １号 東陶機器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−158452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−223054（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35 C01G 45,51,53 H01M 4/90 H01B 1/08 G01N 27/26 - 27/58
Claims (3)
- 【請求項１】 以下の（化１）によって特定される電極
用ペロブスカイト型複合酸化物。 【化１】 但し、 Ａ ：Ｌa, Ｃe, Ｎd等の稀土類元素 Ａ' ：Ｃa，Ｓr, Ｂa等のアルカリ土類金属 Ｂ ：Ｎi等の遷移金属およびＡl ０＜ｘ≦０.５ ０＜ｙ≦０.３ ０.８≦Ｚ≦１.０ ０.５≦ａ≦１.０ - 【請求項２】 以下の（化２）によって特定される電極
用ペロブスカイト型複合酸化物。 【化２】 但し、 ０＜ｘ≦０.５ ０.０１≦ｙ1≦０.２０ ０.０３≦ｙ2≦０.２０ ０.８≦Ｚ≦１.０ ０.６≦ａ＜１.０ - 【請求項３】 以下の（化３）によって特定される電極
用ペロブスカイト型複合酸化物。 【化３】 但し、 ０＜ｘ≦０.５ ０.０１≦ｙ1≦０.２０ ０.０３≦ｙ2≦０.２０ ０.８≦Ｚ≦１.０
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-
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- 1991-09-26 JP JP03274720A patent/JP3141449B2/ja not_active Expired - Fee Related
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