JP3170842B2 - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- Japan
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- stabilized zirconia
- solid electrolyte
- fuel cell
- oxide fuel
- solid oxide
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- 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
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
に関する。
として、電池を構成するそれぞれの部分をグリーンシー
ト状にして組み立てた後、共焼結(同時に焼成するこ
と)する方法がある。この方法の場合、異種材料間での
成分の拡散が問題となる。特に、空気極の材料であるラ
ンタンマンガナイト(LaMnO3)に含まれているM
nが、固体電解質体である安定化ジルコニア中に拡散す
る。これにより、固体電解質体は局所的に収縮率の差が
生じ、反りや剥れが発生する。これを解決するため、固
体電解質体に予めMnを添加しておく方法が考えられ
る。
えば、実用規模の1000cm2程度)すると、新たに
強度の問題が起きる。これを解決するため、固体電解質
体は安定化ジルコニアに代えて機械的強度の強い部分安
定化ジルコニアを使用することが考えられる。この場合
にも部分安定化ジルコニアにMnを添加して反りや剥れ
を防止する必要がある。しかし、添加するMn量は安定
化ジルコニアの場合の2〜3倍程度必要であることがわ
かった。ジルコニア中に少量のMnを添加することは問
題ないが、多量に添加すると固体電解質体本来の電気化
学的特性が変化し、長時間運転時の安定性等の点で問題
が生じる心配がある。
に優れ、かつ、機械的強度が強い固体電解質体を備えた
固体電解質型燃料電池を提供することにある。
め、本発明に係る固体電解質型燃料電池は、燃料極とM
nを含む空気極を表裏面に設けた固体電解質体を備えた
固体電解質型燃料電池であって、固体電解質体がMnを
添加した安定化ジルコニア膜を表面に設けた部分安定化
ジルコニア部材からできており、該部分安定化ジルコニ
ア部材にはMnが添加されていることを特徴とする。
材の表面に安定化ジルコニア膜を設けたため、空気極材
料であるランタンマンガナイト(LaMnO3)は安定
化ジルコニア膜に接することになる。従って、部分安定
化ジルコニア部材に安定化ジルコニア膜に添加するMn
と同じ割合の少量のMnを添加するだけで共焼結の際の
反りや剥れが防止される。また、固体電解質体は、機械
的強度の強い部分安定化ジルコニアをベース材としてい
るため充分な強度が確保される。
一実施例を添付図面を参照して説明する。図1及び図2
に示すように、固体電解質体1は矩形状をしており、ベ
ース材として部分安定化ジルコニア部材1aを使用して
いる。部分安定化ジルコニア部材1aの表面には安定化
ジルコニア膜1bが設けられている。この固体電解質体
1はMnを添加した安定化ジルコニア原料(具体的には
トーソー製:TZ−8Y)とMnを添加した部分安定化
ジルコニア原料(具体的にはトーソー製:TZ−3Y)
を使用してドクターブレード法によりグリーンシート状
に形成される。このとき、部分安定化ジルコニア原料に
添加されるMnは、安定化ジルコニア原料に添加される
Mnの量と同じ割合で添加される。すなわち、部分安定
化ジルコニア原料には、固体電解質体本来の電気化学的
特性を劣化させない範囲の少量のMnが添加される。
質体1の上面、下面に設けられている。空気極3の材料
としてはランタンマンガナイト(LaMnO3)等が用
いられ、燃料極4の材料としてはニッケル・ジルコニア
サーメット等が用いられている。空気極3及び燃料極4
はドクターブレード法でグリーンシート状に成形され
る。グリーンシート状の固体電解質体1と空気極3と燃
料極4は積み重ねられて熱圧着され一体成形される。
燃料極側導電性ディストリビュータ6は空気極3や燃料
極4の表面にリブ状に設けられ、空気極3や燃料極4に
均等に燃料ガスや空気がゆきわたるように機能すると共
に、電極3,4と後述のインターコネクタ10,11と
が電気的に接続するように機能する。燃料極側ディスト
リビュータ6の材料としては燃料極4と同組成のニッケ
ル・ジルコニアサーメット等が用いられ、空気極側ディ
ストリビュータ5の材料としては空気極3と同組成のラ
ンタンマンガナイト等が用いられている。
ストリビュータ5,6の両側にリブ状に配置され、空気
や燃料ガスを外気から遮断する。スペーサ7,8の材料
としては、安定化ジルコニア等が用いられている。以
上、空気極3と燃料極4を表面に設けた固体電解質体1
と、ディストリビュータ5,6とスペーサ7,8とで構
成された単セルの上下にインターコネクタ10,11が
配設される。インターコネクタ10,11の材料として
は、ランタンクロマイト等が用いられている。各部品を
積層した後、1300℃の温度で2時間共焼成すること
により固体電解質型燃料電池が得られる。
分安定化ジルコニア部材1aの表面に安定化ジルコニア
膜1bを設ける構造をしているので、空気極3の材料で
あるランタンマンガナイトは部分安定化ジルコニア部材
1aではなく、安定化ジルコニア膜1bに接する。従っ
て、部分安定化ジルコニア部材1aに空気極3に含まれ
ているMnの拡散によるMn濃度の高い部分ができず、
収縮率の差の大きい部分の発生が抑制できる。こうし
て、部分安定化ジルコニア部材1aに安定化ジルコニア
膜1bに添加するMnと同じ割合の少量のMnを添加す
るだけで共焼結の際の反りや剥れが防止できる。また、
固体電解質体1は、機械的強度の強い部分安定化ジルコ
ニア部材1aをベース材としているので充分な強度を有
している。
は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲
内で種々に変形することができる。特に、固体電解質体
の形状は仕様に合わせて円板状等任意の形状が採用され
る。
よれば、固体電解質体を部分安定化ジルコニア部材とそ
の表面に設けた安定化ジルコニア膜とからなる構造にし
たので、この固体電解質体は多量のMnを添加しなくて
も共焼結の際の反りや剥れを防止できる。従って、固体
電解質体本来の電気化学的特性に優れ、かつ、機械的強
度が強い固体電解質体を備えた固体電解質型燃料電池が
得られる。
を示す分解斜視図。
Claims (1)
- 【請求項1】 燃料極とMnを含む空気極を表裏面に設
けた固体電解質体を備えた固体電解質型燃料電池におい
て、 前記固体電解質体がMnを添加した安定化ジルコニア膜
を表面に設けた部分安定化ジルコニア部材からできてお
り、該部分安定化ジルコニア部材にはMnが添加されて
いることを特徴とする固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03330692A JP3170842B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03330692A JP3170842B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05234605A JPH05234605A (ja) | 1993-09-10 |
JP3170842B2 true JP3170842B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=12382876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03330692A Expired - Lifetime JP3170842B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3170842B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP03330692A patent/JP3170842B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05234605A (ja) | 1993-09-10 |
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