JP3141911B2 - 固体燃料電池用空気極材料および固体燃料電池 - Google Patents
固体燃料電池用空気極材料および固体燃料電池Info
- Publication number
- JP3141911B2 JP3141911B2 JP06037908A JP3790894A JP3141911B2 JP 3141911 B2 JP3141911 B2 JP 3141911B2 JP 06037908 A JP06037908 A JP 06037908A JP 3790894 A JP3790894 A JP 3790894A JP 3141911 B2 JP3141911 B2 JP 3141911B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- air electrode
- solid fuel
- thermal expansion
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体燃料電池用空気極材
料および固体燃料電池に関するものである。特に、８０
０℃の低温で動作させる固体燃料電池およびその固体電
池に用いる空気極の材料に関する。
料および固体燃料電池に関するものである。特に、８０
０℃の低温で動作させる固体燃料電池およびその固体電
池に用いる空気極の材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、酸素イオン伝導体を用いた固体電
解質燃料電池に関心が高まりつつある。特にエネルギー
の有効利用という観点から、固体燃料電池はカルノー効
率の制約を受けないため本質的に高いエネルギー変換効
率を有し、さらに良好な環境保全が期待されるなどの優
れた特徴をもっている。固体電解質としては従来ＹＳＺ
（イットリウム安定化ジルコニア）が最も有望視されて
いるが、十分な酸素イオン伝導度を得るには１０００℃
の高温で動作させる必要があるが、このような高温では
電極と電解質の界面での劣化反応等が生じ、部品寿命の
劣化が激しく信頼性の高い電池の実現が難しい。
解質燃料電池に関心が高まりつつある。特にエネルギー
の有効利用という観点から、固体燃料電池はカルノー効
率の制約を受けないため本質的に高いエネルギー変換効
率を有し、さらに良好な環境保全が期待されるなどの優
れた特徴をもっている。固体電解質としては従来ＹＳＺ
（イットリウム安定化ジルコニア）が最も有望視されて
いるが、十分な酸素イオン伝導度を得るには１０００℃
の高温で動作させる必要があるが、このような高温では
電極と電解質の界面での劣化反応等が生じ、部品寿命の
劣化が激しく信頼性の高い電池の実現が難しい。
【０００３】そこで８００℃程度の低温で動作する固体
燃料電池の開発が求められている。低温動作時に十分な
酸素イオン伝導度を得るためにジルコニア−スカンジウ
ム系、セリア系およびＹＳＺ（イットリウム−スカンジ
ウム−ジルコニア系）の薄層化などの検討が行なわれて
いる。
燃料電池の開発が求められている。低温動作時に十分な
酸素イオン伝導度を得るためにジルコニア−スカンジウ
ム系、セリア系およびＹＳＺ（イットリウム−スカンジ
ウム−ジルコニア系）の薄層化などの検討が行なわれて
いる。
【０００４】固体燃料電池セル構成材料として現在最も
よく検討されている物質の熱膨張係数を表２に示す。完
全な緻密性が要求される固体電解質とインターコネクタ
材は、ほぼ熱膨張係数が一致している。これに対して、
燃料極であるＹＳＺ−Ｎｉサーメットおよび空気極のＬ
ａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3は、約２４−４０％程度熱膨張係
数が大きいが、この程度の不整合は許容されると考えら
れる。これは燃料極および空気極は多孔質なので、熱膨
張係数が電解質と異なっていても熱膨張差はある程度吸
収されることによる。
よく検討されている物質の熱膨張係数を表２に示す。完
全な緻密性が要求される固体電解質とインターコネクタ
材は、ほぼ熱膨張係数が一致している。これに対して、
燃料極であるＹＳＺ−Ｎｉサーメットおよび空気極のＬ
ａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3は、約２４−４０％程度熱膨張係
数が大きいが、この程度の不整合は許容されると考えら
れる。これは燃料極および空気極は多孔質なので、熱膨
張係数が電解質と異なっていても熱膨張差はある程度吸
収されることによる。
【０００５】 表２ 固体燃料電池材料およびコバルト酸化物の熱膨張係数 ───────────────────────────────── 材料 熱膨張係数 部分 ───────────────────────────────── (ZrO2)0.9(Sc2O3)0.09(Al2O3)0.01 10.2×10-6 固体電解質 ───────────────────────────────── YSZ 10.0 固体電解質 ───────────────────────────────── La0.8Sr0.2MnO3 12.4 空気極 ───────────────────────────────── YSZ-Niサーメット(Ni:60mol%) 13.0 燃料極 ───────────────────────────────── La0.8Sr0.2CrO3 10.0 インターコネクタ ───────────────────────────────── PrCoO3 26.0 空気極 ───────────────────────────────── Pr0.8Sr0.2CoO3 18.5 空気極 ─────────────────────────────────
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】低温動作化には固体電
解質の他に空気極の電気伝導性の低下、および空気極の
電極活性が低下するため空気極における過電圧の上昇が
起こり、発電効率の低下などの問題が生じる。そこで低
温動作用燃料電池には触媒活性が高く８００℃の低温で
も過電圧が１０００℃のマンガン系材料とほぼ同等であ
るＬａ0.8Ｓｒ0.2ＣｏＯ3などコバルト系材料の検討が
行なわれている。
解質の他に空気極の電気伝導性の低下、および空気極の
電極活性が低下するため空気極における過電圧の上昇が
起こり、発電効率の低下などの問題が生じる。そこで低
温動作用燃料電池には触媒活性が高く８００℃の低温で
も過電圧が１０００℃のマンガン系材料とほぼ同等であ
るＬａ0.8Ｓｒ0.2ＣｏＯ3などコバルト系材料の検討が
行なわれている。
【０００７】しかしコバルト系材料は、熱膨張係数が従
来材料であるマンガン系の１２．４×１０-6に比べて２
２．０×１０-6とはるかに高い。ＹＳＺでは熱膨張係数
は１０．０×１０-6であるのでコバルト系電極材料は２
倍以上の熱膨張係数を有していることになる。室温と動
作温度である８００℃の間での温度サイクルによりＹＳ
Ｚには応力が繰り返しかかり、その結果、クラックが入
る恐れがある。このため、コバルト系電極材料はこのま
までは空気極としての実用的な価値は低い。
来材料であるマンガン系の１２．４×１０-6に比べて２
２．０×１０-6とはるかに高い。ＹＳＺでは熱膨張係数
は１０．０×１０-6であるのでコバルト系電極材料は２
倍以上の熱膨張係数を有していることになる。室温と動
作温度である８００℃の間での温度サイクルによりＹＳ
Ｚには応力が繰り返しかかり、その結果、クラックが入
る恐れがある。このため、コバルト系電極材料はこのま
までは空気極としての実用的な価値は低い。
【０００８】そこで、低温でも電極活性の高く、マンガ
ン系並みの熱膨張係数を有する空気極が求められてい
る。
ン系並みの熱膨張係数を有する空気極が求められてい
る。
【０００９】
【発明の目的】本発明の目的は、電極活性が高く、熱膨
張係数が従来のマンガン系材料に近い低温動作型固体燃
料電池用空気極材料および前記材料を使用した固体燃料
電池を提供することにある。
張係数が従来のマンガン系材料に近い低温動作型固体燃
料電池用空気極材料および前記材料を使用した固体燃料
電池を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明による低温動作型固体燃料電池用空気極材料
は、固体燃料電池用空気極材料において、前記空気極材
料が、Ｐｒ1-yＡyＭｎ1-xＣｏxＯ3であることを特徴と
する。ただし、Ａはアルカリ土類金属元素またはＣｅで
あり、かつｘとｙについては０．０５≦ｘ≦０．５、
０．０５≦ｙ≦０．５である。
め、本発明による低温動作型固体燃料電池用空気極材料
は、固体燃料電池用空気極材料において、前記空気極材
料が、Ｐｒ1-yＡyＭｎ1-xＣｏxＯ3であることを特徴と
する。ただし、Ａはアルカリ土類金属元素またはＣｅで
あり、かつｘとｙについては０．０５≦ｘ≦０．５、
０．０５≦ｙ≦０．５である。
【００１１】また本発明による固体燃料電池用空気極材
料は、空気極と固体電解質と燃料極からなる固体燃料電
池において、前記空気極にＰｒ1-yＡyＭｎ1-xＣｏxＯ3
である空気極材料が含有されてなることを特徴とする。
ただし、Ａはアルカリ土類金属元素またはＣｅであり、
かつｘとｙについては０．０５≦ｘ≦０．５、０．０５
≦ｙ≦０．５である。
料は、空気極と固体電解質と燃料極からなる固体燃料電
池において、前記空気極にＰｒ1-yＡyＭｎ1-xＣｏxＯ3
である空気極材料が含有されてなることを特徴とする。
ただし、Ａはアルカリ土類金属元素またはＣｅであり、
かつｘとｙについては０．０５≦ｘ≦０．５、０．０５
≦ｙ≦０．５である。
【００１２】本発明を更に詳しく説明すると、本発明に
よる固体燃料電池用空気極材料は、Ｐｒ1-yＡyＭｎ1-x
ＣｏxＯ3である。ただし、式中、Ａはアルカリ土類金属
元素またはＣｅであり、かつｘとｙについては０．０５
≦ｘ≦０．５、０．０５≦ｙ≦０．５である。
よる固体燃料電池用空気極材料は、Ｐｒ1-yＡyＭｎ1-x
ＣｏxＯ3である。ただし、式中、Ａはアルカリ土類金属
元素またはＣｅであり、かつｘとｙについては０．０５
≦ｘ≦０．５、０．０５≦ｙ≦０．５である。
【００１３】上記式中、Ａはアルカリ土類金属またはＣ
ｅである。特に、Ａはイオン半径の適合性のため、アル
カリ土類金属元素としてはＳｒまたはＣａが特に好適に
用いられる。また、ＡはＣｅでもよい。
ｅである。特に、Ａはイオン半径の適合性のため、アル
カリ土類金属元素としてはＳｒまたはＣａが特に好適に
用いられる。また、ＡはＣｅでもよい。
【００１４】さらにｘ、ｙは熱膨張係数の整合性の点か
ら、後述の実施例より明らかなように０．０５≦ｘ≦
０．５、０．０５≦ｙ≦０．５である。
ら、後述の実施例より明らかなように０．０５≦ｘ≦
０．５、０．０５≦ｙ≦０．５である。
【００１５】本発明は、また固体燃料電池に関するもの
であり、上述のような固体燃料電池用空気極材料を使用
している。
であり、上述のような固体燃料電池用空気極材料を使用
している。
【００１６】固体電解質としては、前述のように熱膨張
率が１０．０×１０-6付近の熱膨張率を有するものが使
用できる。このような固体電解質としては、たとえばジ
ルコニウム化合物−スナンジウム化合物−アルミナ固体
電解質、イットリウム−スカンジウム−ジルコニア系
（たとえばＹＳＺ）固体電解質などを挙げることができ
る。
率が１０．０×１０-6付近の熱膨張率を有するものが使
用できる。このような固体電解質としては、たとえばジ
ルコニウム化合物−スナンジウム化合物−アルミナ固体
電解質、イットリウム−スカンジウム−ジルコニア系
（たとえばＹＳＺ）固体電解質などを挙げることができ
る。
【００１７】燃料極としては、従来燃料電池として使用
していたものを有効に使用できる。
していたものを有効に使用できる。
【００１８】
【作用】以下に本発明の作用を説明する。
【００１９】発明者らは、空気極材料にＰｒ1-yＡyＭｎ
1-xＣｏxＯ3、（Ａ：２価の陽イオンまたはＣｅ）を検
討したところ、電極活性が高く８００℃でも十分小さな
過電圧で、熱膨張係数も従来材料のＬａ0.8Ｓｒ0.2Ｃｏ
Ｏ3とほぼ同等であることを発見し、本発明をなすに至
った。これによって低温動作時の発電特性および電解質
との熱膨張係数の整合性という２つの特性に同時に優れ
る固体燃料電池用空気極材料を実現できる。
1-xＣｏxＯ3、（Ａ：２価の陽イオンまたはＣｅ）を検
討したところ、電極活性が高く８００℃でも十分小さな
過電圧で、熱膨張係数も従来材料のＬａ0.8Ｓｒ0.2Ｃｏ
Ｏ3とほぼ同等であることを発見し、本発明をなすに至
った。これによって低温動作時の発電特性および電解質
との熱膨張係数の整合性という２つの特性に同時に優れ
る固体燃料電池用空気極材料を実現できる。
【００２０】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。なお、本
発明は以下の実施例に特に限定されるものではない。
発明は以下の実施例に特に限定されるものではない。
【００２１】
【実施例１】図１に示す構造の単セルで試験を行なっ
た。図１中、１は燃料極、２は固体電解質、３は空気極
である。空気極、燃料極の厚みは０．１ｍｍ、固体電解
質の厚みを０．３ｍｍとし、図１に示す構造の２０ｍｍ
Φの単セルを形成した。
た。図１中、１は燃料極、２は固体電解質、３は空気極
である。空気極、燃料極の厚みは０．１ｍｍ、固体電解
質の厚みを０．３ｍｍとし、図１に示す構造の２０ｍｍ
Φの単セルを形成した。
【００２２】本実施例に使用した単セルの作製方法を以
下に示す。まず、ドクターブレード法により固体電解質
のセラミックス薄板のグリーンシートを形成し１６００
℃で焼きあげる。これにスクリーンプリントで燃料電極
にＮｉ−ＹＳＺを塗布し１４００℃で焼き、この後、上
記の空気極を塗布し１１００℃で焼き付けた。
下に示す。まず、ドクターブレード法により固体電解質
のセラミックス薄板のグリーンシートを形成し１６００
℃で焼きあげる。これにスクリーンプリントで燃料電極
にＮｉ−ＹＳＺを塗布し１４００℃で焼き、この後、上
記の空気極を塗布し１１００℃で焼き付けた。
【００２３】図２に空気極をＰｒ0.8Ｓｒ0.2Ｍｎ0.6Ｃ
ｏ0.4Ｏ3の時の単セルの水素−酸素雰囲気８００℃にお
ける電流密度−電圧特性を示す。比較のために上記の単
セルの空気極だけをＬａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3としたセル
の特性も同時に示す。図２中、●は本発明の空気極を使
用したもの、○は従来の空気極の電流−電圧特性を示
す。本発明による空気極を用いた電池の方が、電流−電
圧特性に優れていることがわかる。なお、固体電解質に
は（ＺｒＯ2）0.9（Ｓｃ2Ｏ3）0.09（Ａｌ2Ｏ3）0.01、
燃料極にはＮｉ−ＹＳＺ（Ｎｉ：６０ｍｏｌ％；Ｎｉ
0.6−（Ｚｒ0.84Ｙ0.16Ｏ2）0.4）を使用した。
ｏ0.4Ｏ3の時の単セルの水素−酸素雰囲気８００℃にお
ける電流密度−電圧特性を示す。比較のために上記の単
セルの空気極だけをＬａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3としたセル
の特性も同時に示す。図２中、●は本発明の空気極を使
用したもの、○は従来の空気極の電流−電圧特性を示
す。本発明による空気極を用いた電池の方が、電流−電
圧特性に優れていることがわかる。なお、固体電解質に
は（ＺｒＯ2）0.9（Ｓｃ2Ｏ3）0.09（Ａｌ2Ｏ3）0.01、
燃料極にはＮｉ−ＹＳＺ（Ｎｉ：６０ｍｏｌ％；Ｎｉ
0.6−（Ｚｒ0.84Ｙ0.16Ｏ2）0.4）を使用した。
【００２４】固体電解質として（ＺｒＯ2）0.9（Ｓｃ2
Ｏ3）0.09（Ａｌ2Ｏ3）0.01組成よりなる酸化物を、燃
料極にはＮｉ−ＹＳＺ（Ｎｉ：６０ｍｏｌ％；Ｎｉ0.6
−（Ｚｒ0.84Ｙ0.16Ｏ2）0.4）を、そして空気極にはＰ
ｒ1-yＳｒyＭｎ1-xＣｏxＯ3を用いで空気極における端
子電圧と熱膨張係数の測定を行なった。ここで、ｙ＝
０．２とし、ｘ＝０．０５、０．１、０．２、０．３、
０．４、０．５、そしてｘ＝０．３で、ｙ＝０．０５、
０．１、０．２、０．３、０．４、０．５の場合につい
て測定した。
Ｏ3）0.09（Ａｌ2Ｏ3）0.01組成よりなる酸化物を、燃
料極にはＮｉ−ＹＳＺ（Ｎｉ：６０ｍｏｌ％；Ｎｉ0.6
−（Ｚｒ0.84Ｙ0.16Ｏ2）0.4）を、そして空気極にはＰ
ｒ1-yＳｒyＭｎ1-xＣｏxＯ3を用いで空気極における端
子電圧と熱膨張係数の測定を行なった。ここで、ｙ＝
０．２とし、ｘ＝０．０５、０．１、０．２、０．３、
０．４、０．５、そしてｘ＝０．３で、ｙ＝０．０５、
０．１、０．２、０．３、０．４、０．５の場合につい
て測定した。
【００２５】表１−１、表１−２に空気極における端子
電圧と熱膨張係数の空気極組成依存性を示す。ここで、
端子電圧は電流密度が１Ａ／ｃｍ2時の値である。これ
ら本発明の空気極を用いたときは、いずれも従来のＬａ
0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3を空気極に用いたセルに比べ良好な
特性を示した。
電圧と熱膨張係数の空気極組成依存性を示す。ここで、
端子電圧は電流密度が１Ａ／ｃｍ2時の値である。これ
ら本発明の空気極を用いたときは、いずれも従来のＬａ
0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3を空気極に用いたセルに比べ良好な
特性を示した。
【００２６】コバルトの置換量が０〜４０％において従
来材料以下の熱膨張係数を持つことがわかる。熱膨張の
観点からの実用的な組成範囲ｘは５〜５０％であると考
えられる。また、同様に実用的な組成範囲ｙは５〜５０
％であると考えられる。
来材料以下の熱膨張係数を持つことがわかる。熱膨張の
観点からの実用的な組成範囲ｘは５〜５０％であると考
えられる。また、同様に実用的な組成範囲ｙは５〜５０
％であると考えられる。
【００２７】 表１−１ 実施例１における端子電圧と熱膨張係数の空気極組成依存性 ────────────────────────────── Pr0.8Sr0.2Mn1-xCoxO3 端子電圧 熱膨張係数 ────────────────────────────── Pr0.8Sr0.2Mn0.95Co0.05O3 0.27 (V) 9.5×10-6 ────────────────────────────── Pr0.8Sr0.2Mn0.90Co0.10O3 0.35 9.6 ────────────────────────────── Pr0.8Sr0.2Mn0.80Co0.20O3 0.40 9.7 ────────────────────────────── Pr0.8Sr0.2Mn0.70Co0.30O3 0.42 10.6 ────────────────────────────── Pr0.8Sr0.2Mn0.60Co0.40O3 0.44 12.0 ────────────────────────────── Pr0.8Sr0.2Mn0.50Co0.50O3 0.48 13.4 ────────────────────────────── Pr0.8Sr0.2MnO3（比較例） 0.22 12.0 ──────────────────────────────
【００２８】端子電圧：電流１Ａ／ｃｍ2における値 熱膨張係数：室温から８００℃までの平均値
【００２９】 表１−２ 実施例１における端子電圧と熱膨張係数の空気極組成依存性 ────────────────────────────── Pr1-ySryMn0.7Co0.3O3 端子電圧 熱膨張係数 ────────────────────────────── Pr0.95Sr0.05Mn0.7Co0.3O3 0.35 (V) 10.0×10-6 ────────────────────────────── Pr0.90Sr0.10Mn0.7Co0.3O3 0.40 10.2 ────────────────────────────── Pr0.80Sr0.20Mn0.7Co0.3O3 0.42 10.6 ────────────────────────────── Pr0.70Sr0.30Mn0.7Co0.3O3 0.43 11.0 ────────────────────────────── Pr0.60Sr0.40Mn0.7Co0.3O3 0.44 12.2 ────────────────────────────── Pr0.50Sr0.50Mn0.7Co0.3O3 0.45 13.4 ──────────────────────────────
【００３０】端子電圧：電流１Ａ／ｃｍ2における値 熱膨張係数：室温から８００℃までの平均値
【００３１】
【実施例２】実施例１と同様の単セルを空気極の材料だ
けをＰｒ1-yＣａyＭｎ0.6Ｃｏ0.4Ｏ3（０．０５≦ｙ≦
０．５）に代えて実施例１と同様の実験を行なった。表
１−３に示すように実施例１とほぼ同様に、従来の空気
極材料であるＬａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3に比べいずれも良
好な結果を得た。
けをＰｒ1-yＣａyＭｎ0.6Ｃｏ0.4Ｏ3（０．０５≦ｙ≦
０．５）に代えて実施例１と同様の実験を行なった。表
１−３に示すように実施例１とほぼ同様に、従来の空気
極材料であるＬａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3に比べいずれも良
好な結果を得た。
【００３２】 表１−３ 実施例２における端子電圧と熱膨張係数の空気極組成依存性 ────────────────────────────── Pr1-yCayMn0.6Co0.4O3 端子電圧 熱膨張係数 ────────────────────────────── Pr0.95Ca0.05Mn0.6Co0.4O3 0.34 (V) 10.0×10-6 ────────────────────────────── Pr0.90Ca0.10Mn0.6Co0.4O3 0.36 10.8 ────────────────────────────── Pr0.80Ca0.20Mn0.6Co0.4O3 0.37 11.0 ────────────────────────────── Pr0.70Ca0.30Mn0.6Co0.4O3 0.38 11.5 ────────────────────────────── Pr0.60Ca0.40Mn0.6Co0.4O3 0.39 12.1 ────────────────────────────── Pr0.50Ca0.50Mn0.6Co0.4O3 0.35 13.2 ──────────────────────────────
【００３３】端子電圧：電流１Ａ／ｃｍ2における値 熱膨張係数：室温から８００℃までの平均値
【００３４】
【実施例３】実施例１と同様の単セルを空気極の材料だ
けをＰｒ1-yＣｅyＭｎ0.6Ｃｏ0.4Ｏ3（０．０５≦ｙ≦
０．５）に代えて実施例１と同様の実験を行なった。表
１−４に示すように実施例１とほぼ同様に、従来の空気
極材料であるＬａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3に比べいずれも良
好な結果を得た。
けをＰｒ1-yＣｅyＭｎ0.6Ｃｏ0.4Ｏ3（０．０５≦ｙ≦
０．５）に代えて実施例１と同様の実験を行なった。表
１−４に示すように実施例１とほぼ同様に、従来の空気
極材料であるＬａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3に比べいずれも良
好な結果を得た。
【００３５】 表１−４ 実施例３における端子電圧と熱膨張係数の空気極組成依存性 ─────────────────────────────── Pr1-yCeyMn0.7Co0.3O3 端子電圧 熱膨張係数 ─────────────────────────────── Pr0.95Ce0.05Mn0.7Co0.3O3 0.34 (V) 10.7×10-6 ─────────────────────────────── Pr0.90Ce0.10Mn0.7Co0.3O3 0.37 11.0 ─────────────────────────────── Pr0.80Ce0.20Mn0.7Co0.3O3 0.38 11.4 ─────────────────────────────── Pr0.70Ce0.30Mn0.7Co0.3O3 0.39 12.0 ─────────────────────────────── Pr0.60Ce0.40Mn0.7Co0.3O3 0.40 12.8 ─────────────────────────────── Pr0.50Ce0.50Mn0.7Co0.3O3 0.42 14.0 ───────────────────────────────
【００３６】端子電圧：電流１Ａ／ｃｍ2における値 熱膨張係数：室温から８００℃までの平均値
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、固体電解質燃料電
池の空気極材料をＰｒ1-yＡyＭｎ1-xＣｏxＯ3、（Ａ：
アルカリ土類金属元素またはＣｅ（４価の陽イオン）、
ｘ＝０．０５〜０．５、ｙ＝０．０５〜０．５）とする
ことで、電極活性が高く８００℃でも十分小さな過電圧
で、熱膨張係数も従来材料のＬａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3と
ほぼ同等である空気極を得ることに成功した。本発明は
固体燃料電池の高効率動作化に大きな貢献をなすもので
ある。
池の空気極材料をＰｒ1-yＡyＭｎ1-xＣｏxＯ3、（Ａ：
アルカリ土類金属元素またはＣｅ（４価の陽イオン）、
ｘ＝０．０５〜０．５、ｙ＝０．０５〜０．５）とする
ことで、電極活性が高く８００℃でも十分小さな過電圧
で、熱膨張係数も従来材料のＬａ0.8Ｓｒ0.2ＭｎＯ3と
ほぼ同等である空気極を得ることに成功した。本発明は
固体燃料電池の高効率動作化に大きな貢献をなすもので
ある。
【図１】実施例に用いた単セルの断面図。
【図２】実施例１で行なった単セルの電流−電圧特性。
１ 燃料極 ２ 固体電解質 ３ 空気極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/86 H01M 8/02 H01M 8/12
Claims (5)
- 【請求項１】固体燃料電池用空気極材料において、前記
空気極材料が、Ｐｒ1-yＡyＭｎ1-xＣｏxＯ3であること
を特徴とする固体燃料電池用空気極材料。ただし、Ａは
アルカリ土類金属元素またはＣｅであり、かつｘとｙに
ついては０．０５≦ｘ≦０．５、０．０５≦ｙ≦０．５
である。 - 【請求項２】前記アルカリ土類金属元素はＳｒまたはＣ
ａである請求項１記載の固体燃料電池用空気極材料。 - 【請求項３】空気極と固体電解質と燃料極からなる固体
燃料電池において、前記空気極にＰｒ1-yＡyＭｎ1-xＣ
ｏxＯ3である空気極材料が含有されてなることを特徴と
する固体燃料電池。ただし、Ａはアルカリ土類金属元素
またはＣｅであり、かつｘとｙについては０．０５≦ｘ
≦０．５、０．０５≦ｙ≦０．５である。 - 【請求項４】前記アルカリ土類金属元素はＳｒまたはＣ
ａである請求項３記載の固体燃料電池。 - 【請求項５】前記固体電解質は、ジルコニウム化合物−
スカンジウム化合物−アルミナからなる固体電解質であ
ることを特徴とする請求項３または４記載の固体燃料電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06037908A JP3141911B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 固体燃料電池用空気極材料および固体燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06037908A JP3141911B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 固体燃料電池用空気極材料および固体燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07226208A JPH07226208A (ja) | 1995-08-22 |
| JP3141911B2 true JP3141911B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=12510650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06037908A Expired - Fee Related JP3141911B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 固体燃料電池用空気極材料および固体燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141911B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5209359B2 (ja) * | 2008-04-16 | 2013-06-12 | 日本電信電話株式会社 | 固体酸化物形燃料電池 |
| JP2013101965A (ja) * | 2013-01-24 | 2013-05-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 固体酸化物形燃料電池 |
-
1994
- 1994-02-10 JP JP06037908A patent/JP3141911B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07226208A (ja) | 1995-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004055326A (ja) | 固体酸化物燃料電池単セル及びこれを用いた固体酸化物燃料電池 | |
| JP4972468B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| JP5144236B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| JP5481611B2 (ja) | 高温水蒸気電解セル | |
| JP5226656B2 (ja) | 固体酸化物型燃料電池および固体酸化物型燃料電池の製造方法 | |
| JP3218555B2 (ja) | 保護層付きセリア系固体電解質 | |
| JP2002151091A (ja) | アルカリ土類添加ニッケル−鉄系ペロブスカイト型低温動作固体燃料電池用空気極材料 | |
| JP4795701B2 (ja) | 固体酸化物型燃料電池および固体酸化物型燃料電池の製造方法 | |
| JP2511095B2 (ja) | 電極材料 | |
| JP3381544B2 (ja) | 低温動作固体燃料電池用複合型空気極材料 | |
| JP3141911B2 (ja) | 固体燃料電池用空気極材料および固体燃料電池 | |
| JPH05294629A (ja) | 酸素イオン導伝体及び固体燃料電池 | |
| JP3259756B2 (ja) | 固体燃料電池用多層型固体電解質 | |
| JP5390655B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| JP3256919B2 (ja) | 固体電解質燃料電池 | |
| JPH0773886A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP3128099B2 (ja) | 低温動作型固体燃料電池用空気極材料 | |
| JP5133787B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| JP3573519B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池単セル及びその製造方法 | |
| JP4130796B2 (ja) | セリア系ペロブスカイト型酸化物を含むｓｏｆｃ用燃料極およびその製造方法 | |
| JP4119511B2 (ja) | 酸化物イオン導電性材料 | |
| JP5117834B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| JP3119084B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池用空気極及び空気極側集電板 | |
| JP3403055B2 (ja) | 酸素側電極 | |
| JP4559255B2 (ja) | 固体酸化物型燃料電池および固体酸化物型燃料電池の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071222 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081222 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |