JP3423874B2 - 固体電解質の成膜方法 - Google Patents
固体電解質の成膜方法Info
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- Y02E60/50—Fuel cells
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- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機金属気相反応
法によって緻密な組織の固体電解質を成膜する固体電解
質の成膜方法に関する。
法によって緻密な組織の固体電解質を成膜する固体電解
質の成膜方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、固体電解質型燃料電池の研究、開
発が鋭意に行われている。この固体電解質型燃料電池に
は平板方式と円筒方式とがあり、さらに円筒方式には縦
縞方式と横縞方式とがある。そして特に、円筒縦縞の固
体電解質型燃料電池は図3〜図5に示すような構造であ
る。単電池106は図3に示すように、内側から順にス
トロンチウム添加の多孔質ランタンマンガナイト系酸化
物(LaMnOx)の空気極支持管(以下、LSM管と
称する)101、イットリア安定化ジルコニア(YS
Z)製の固体電解質102、ニッケル、コバルト又はニ
ッケル若しくはコバルト合金とYSZとのサーメット製
の燃料極103の積層構造にして、外周面の一部にイン
タコネクタ104を燃料極103から絶縁し、かつ内部
の空気極支持管101に接続する形で配置している。
発が鋭意に行われている。この固体電解質型燃料電池に
は平板方式と円筒方式とがあり、さらに円筒方式には縦
縞方式と横縞方式とがある。そして特に、円筒縦縞の固
体電解質型燃料電池は図3〜図5に示すような構造であ
る。単電池106は図3に示すように、内側から順にス
トロンチウム添加の多孔質ランタンマンガナイト系酸化
物(LaMnOx)の空気極支持管(以下、LSM管と
称する)101、イットリア安定化ジルコニア(YS
Z)製の固体電解質102、ニッケル、コバルト又はニ
ッケル若しくはコバルト合金とYSZとのサーメット製
の燃料極103の積層構造にして、外周面の一部にイン
タコネクタ104を燃料極103から絶縁し、かつ内部
の空気極支持管101に接続する形で配置している。
【0003】そしてこの単電池106は、図4に示すよ
うにニッケルフェルト107によって直並列接続してバ
ンドル108を構成し、これを複数体つないでモジュー
ルとして発電設備に組み込んで使用する。発電の際には
図5に示すように、各単電池106の外側に燃料ガス1
09を流し、内側に空気110を流し込む方法をとる。
すなわち、各単電池106の開口側端部から導管111
によって空気を内部に供給すると、単電池106の閉塞
端部側で空気の流れが反転し、発電部112で外側を流
れる燃料ガス109と並行する流れとなり、後述する反
応によって発電に寄与する。なお、発電に消費されなか
った余剰燃料ガス109aは燃焼室113で余剰空気1
10aと混合して燃され、空気110の予熱に使われ
る。
うにニッケルフェルト107によって直並列接続してバ
ンドル108を構成し、これを複数体つないでモジュー
ルとして発電設備に組み込んで使用する。発電の際には
図5に示すように、各単電池106の外側に燃料ガス1
09を流し、内側に空気110を流し込む方法をとる。
すなわち、各単電池106の開口側端部から導管111
によって空気を内部に供給すると、単電池106の閉塞
端部側で空気の流れが反転し、発電部112で外側を流
れる燃料ガス109と並行する流れとなり、後述する反
応によって発電に寄与する。なお、発電に消費されなか
った余剰燃料ガス109aは燃焼室113で余剰空気1
10aと混合して燃され、空気110の予熱に使われ
る。
【0004】固体電解質型燃料電池の発電作用について
説明すると、各単電池106の外側を流れる天然ガス、
メタン、石炭ガス化ガスなどの燃料ガス109は燃料極
103の多孔質の管壁を通じて固体電解質102と接触
し、高温度条件下、通常、650℃〜1000℃の条件
下で、次式の改質反応を起こす。
説明すると、各単電池106の外側を流れる天然ガス、
メタン、石炭ガス化ガスなどの燃料ガス109は燃料極
103の多孔質の管壁を通じて固体電解質102と接触
し、高温度条件下、通常、650℃〜1000℃の条件
下で、次式の改質反応を起こす。
【0005】
【化1】
この改質反応で発生する水素に対して、固体電解質10
2を介して対極する空気極支持管101と燃料極103
との部分で次の化2式の発電反応を起こし、遊離した電
子を集電することによって発電力を得る。
2を介して対極する空気極支持管101と燃料極103
との部分で次の化2式の発電反応を起こし、遊離した電
子を集電することによって発電力を得る。
【0006】
【化2】
つまり、燃料極103においては化2(a)式に示すよ
うに、改質反応で生成された水素が、固体電解質102
から供給される酸化物イオンと反応して水蒸気と電子を
生成する。そして燃料極103で生成された電子がニッ
ケルフェルト107を経て陰極121から外部回路に回
り、陽極122とインタコネクタ104を経て空気極支
持管101に到達すると、この空気極支持管101にお
いて、化2(b)式に示すように空気110中の酸素と
反応して酸化物イオンを生成し、これが固体電解質10
2に放出され、燃料極103側に到達して化2(a)式
の反応に供されるのである。
うに、改質反応で生成された水素が、固体電解質102
から供給される酸化物イオンと反応して水蒸気と電子を
生成する。そして燃料極103で生成された電子がニッ
ケルフェルト107を経て陰極121から外部回路に回
り、陽極122とインタコネクタ104を経て空気極支
持管101に到達すると、この空気極支持管101にお
いて、化2(b)式に示すように空気110中の酸素と
反応して酸化物イオンを生成し、これが固体電解質10
2に放出され、燃料極103側に到達して化2(a)式
の反応に供されるのである。
【0007】このような発電機構の固体電解質型燃料電
池において、燃料電池電極基体を構成する空気極支持管
101、固体電解質102及び燃料極103の部分は次
にようにして形成している。まず空気極支持管101と
なるランタンマンガナイト系の多孔質の基体に対して溶
射法や電気化学蒸着法、つまり、CVD(ChemicalVapo
r Deposition )−EVD(Electrochemical Vapor De
position )法を用いて薄く、かつ緻密なYSZ膜を固
体電解質102として形成し、さらにこの外側にニッケ
ル、コバルトまたはニッケル若しくはコバルト合金ある
いはニッケルジルコニアサーメットの粉末をスラリーコ
ートし、同じように電気化学蒸着法を施して多孔質の燃
料極103を成膜し、あるいは溶射法を用いて成膜する
のである。
池において、燃料電池電極基体を構成する空気極支持管
101、固体電解質102及び燃料極103の部分は次
にようにして形成している。まず空気極支持管101と
なるランタンマンガナイト系の多孔質の基体に対して溶
射法や電気化学蒸着法、つまり、CVD(ChemicalVapo
r Deposition )−EVD(Electrochemical Vapor De
position )法を用いて薄く、かつ緻密なYSZ膜を固
体電解質102として形成し、さらにこの外側にニッケ
ル、コバルトまたはニッケル若しくはコバルト合金ある
いはニッケルジルコニアサーメットの粉末をスラリーコ
ートし、同じように電気化学蒸着法を施して多孔質の燃
料極103を成膜し、あるいは溶射法を用いて成膜する
のである。
【0008】そして固体電解質102の成膜を行う電気
化学蒸着装置としては、図6に示す構造のものが使用さ
れている。この従来の電気化学蒸着装置は、反応室21
内を真空に近い状態、約1Torrにして、かつヒータ
22によって約1000〜1200℃の温度条件下で、
空気極支持管となる多孔質のLSM基体23の外側には
アルゴンAr、酸素O2 、水蒸気H2 Oの混合酸化
ガス24を導入し、他側面にはYSZ膜の原料となるイ
ットリウム、ジルコニウムの塩化物YCl3 ,ZrCl
4 の蒸気25をキャリアガスであるアルゴン(Ar)
ガスに混入して粉末原料供給管26から供給する。
化学蒸着装置としては、図6に示す構造のものが使用さ
れている。この従来の電気化学蒸着装置は、反応室21
内を真空に近い状態、約1Torrにして、かつヒータ
22によって約1000〜1200℃の温度条件下で、
空気極支持管となる多孔質のLSM基体23の外側には
アルゴンAr、酸素O2 、水蒸気H2 Oの混合酸化
ガス24を導入し、他側面にはYSZ膜の原料となるイ
ットリウム、ジルコニウムの塩化物YCl3 ,ZrCl
4 の蒸気25をキャリアガスであるアルゴン(Ar)
ガスに混入して粉末原料供給管26から供給する。
【0009】これによって図7(a)に示すように、最
初は基体23の多数の孔27を通ってくる酸化ガス24
と原料蒸気25とが化3式に示す反応をして図7(b)
に示すようにYSZ膜28を基体23の表面に生成し、
徐々に基体23の多数の孔27を閉塞していく。これが
CVD段階である。
初は基体23の多数の孔27を通ってくる酸化ガス24
と原料蒸気25とが化3式に示す反応をして図7(b)
に示すようにYSZ膜28を基体23の表面に生成し、
徐々に基体23の多数の孔27を閉塞していく。これが
CVD段階である。
【0010】
【化3】
このCVD段階が終了すると、原料蒸気25と酸化ガス
24とは直接に反応することはなくなり、酸化ガス24
からの酸素がYSZ面上で還元されてYSZ膜28中を
酸化物イオンO2-として拡散し、化4式に示す反応を原
料塩化物蒸気と行うEVD段階へ進み、同図(c)に示
すようにYSZ膜28が成長する。
24とは直接に反応することはなくなり、酸化ガス24
からの酸素がYSZ面上で還元されてYSZ膜28中を
酸化物イオンO2-として拡散し、化4式に示す反応を原
料塩化物蒸気と行うEVD段階へ進み、同図(c)に示
すようにYSZ膜28が成長する。
【0011】
【化4】
こうして電気化学蒸着法によって固体電解質膜102と
してYSZ膜28を成膜した後は、さらに上述した燃料
極103をスラリーコーティングした後に電気化学蒸着
することにより、あるいは溶射法によって形成し燃料電
池を作製することになる。
してYSZ膜28を成膜した後は、さらに上述した燃料
極103をスラリーコーティングした後に電気化学蒸着
することにより、あるいは溶射法によって形成し燃料電
池を作製することになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の固体
電解質の電気化学蒸着法による成膜方法では、その過程
で水蒸気排気と共に有毒な塩化物排気が発生する問題点
があった。
電解質の電気化学蒸着法による成膜方法では、その過程
で水蒸気排気と共に有毒な塩化物排気が発生する問題点
があった。
【0013】これを解決するために、電気化学蒸着法に
代えて、有機金属気相反応法(Metal Organic Chemical
Vapor Deposition 、以下、「MOCVD」と称する)
による固体電解質の成膜方法が提案されている(特開平
6−290789号公報参照)。このMOCVDによる
固体電解質の成膜方法を採用すれば、その原材料に塩化
物を用いないために有毒な塩化物排気が発生することが
ない利点がある。
代えて、有機金属気相反応法(Metal Organic Chemical
Vapor Deposition 、以下、「MOCVD」と称する)
による固体電解質の成膜方法が提案されている(特開平
6−290789号公報参照)。このMOCVDによる
固体電解質の成膜方法を採用すれば、その原材料に塩化
物を用いないために有毒な塩化物排気が発生することが
ない利点がある。
【0014】しかしながら、従来のMOCVDは有機金
属材料の熱分解温度が600℃以下、特に固体電解質材
料の場合には400℃以下と比較的低いために、蒸着設
備に高い耐熱性を要求しない反面、電気化学蒸着法によ
る蒸着温度である1000℃という高温に昇温しないゆ
えに、従来の蒸着温度条件のまま固体電解質を成膜した
場合、成膜された固体電解質の結晶形状が厚み方向に並
ぶ柱状となり、固体電解質に要求される緻密さに欠け、
酸化物イオンの伝導特性や強度特性の点で電気化学蒸着
法で成膜したものよりも劣る問題点があった。
属材料の熱分解温度が600℃以下、特に固体電解質材
料の場合には400℃以下と比較的低いために、蒸着設
備に高い耐熱性を要求しない反面、電気化学蒸着法によ
る蒸着温度である1000℃という高温に昇温しないゆ
えに、従来の蒸着温度条件のまま固体電解質を成膜した
場合、成膜された固体電解質の結晶形状が厚み方向に並
ぶ柱状となり、固体電解質に要求される緻密さに欠け、
酸化物イオンの伝導特性や強度特性の点で電気化学蒸着
法で成膜したものよりも劣る問題点があった。
【0015】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、有毒排気物を生成せず、かつMOCV
Dで成膜しながら電気化学蒸着法で成膜した固体電解質
と変わらない緻密で特性の良い固体電解質を成膜するこ
とができる固体電解質の成膜方法を提供することを目的
とする。
なされたもので、有毒排気物を生成せず、かつMOCV
Dで成膜しながら電気化学蒸着法で成膜した固体電解質
と変わらない緻密で特性の良い固体電解質を成膜するこ
とができる固体電解質の成膜方法を提供することを目的
とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、基材
上に反応により固体電解質となる材料としてイットリウ
ムトリアセチルアセトナートとジルコニウムテトラキス
アセチルアセトナートを有機金属気相反応法によって蒸
着して固体電解質を成膜する固体電解質の成膜方法であ
って、前記イットリウムトリアセチルアセトナートとジ
ルコニウムテトラキスアセチルアセトナートの蒸着温度
を1000℃以上に調整することを特徴とするものであ
る。
上に反応により固体電解質となる材料としてイットリウ
ムトリアセチルアセトナートとジルコニウムテトラキス
アセチルアセトナートを有機金属気相反応法によって蒸
着して固体電解質を成膜する固体電解質の成膜方法であ
って、前記イットリウムトリアセチルアセトナートとジ
ルコニウムテトラキスアセチルアセトナートの蒸着温度
を1000℃以上に調整することを特徴とするものであ
る。
【0017】請求項2の発明は、請求項1の固体電解質
の成膜方法において、前記基材として多孔質ランタンマ
ンガナイト系酸化物を用い、その表面に前記イットリウ
ムトリアセチルアセトナートとジルコニウムテトラキス
アセチルアセトナートを蒸着することを特徴とするもの
である。
の成膜方法において、前記基材として多孔質ランタンマ
ンガナイト系酸化物を用い、その表面に前記イットリウ
ムトリアセチルアセトナートとジルコニウムテトラキス
アセチルアセトナートを蒸着することを特徴とするもの
である。
【0018】
【0019】請求項1及び2の発明の固体電解質の成膜
方法では、MOCVDを電気化学蒸着法と同様に100
0℃以上の高温度で実行することによって基材に蒸着す
る固体電解質の膜組織を緻密にし、かつこの蒸着過程で
塩化物排気を発生することもなく安全に固体電解質の成
膜が行える。
方法では、MOCVDを電気化学蒸着法と同様に100
0℃以上の高温度で実行することによって基材に蒸着す
る固体電解質の膜組織を緻密にし、かつこの蒸着過程で
塩化物排気を発生することもなく安全に固体電解質の成
膜が行える。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図1は本発明の固体電解質のMOC
VDに用いる成膜装置を示している。この固体電解質の
成膜装置は、原料液貯溜部51,52を備え、原材料で
ある、イットリウムトリアセチルアセトナートとジルコ
ニウムテトラキスアセチルアセトナートとをそれぞれ希
釈剤と混合した混合液にして貯溜する。
基づいて詳説する。図1は本発明の固体電解質のMOC
VDに用いる成膜装置を示している。この固体電解質の
成膜装置は、原料液貯溜部51,52を備え、原材料で
ある、イットリウムトリアセチルアセトナートとジルコ
ニウムテトラキスアセチルアセトナートとをそれぞれ希
釈剤と混合した混合液にして貯溜する。
【0021】ここで、イットリウムトリアセチルアセト
ナートは化学式Y(AcAc)3であり、ジルコニウム
テトラキスアセチルアセトナートは化学式Zr(AcA
c)4である。ただし、AcAc=CH 3 COCHCOC
H 3 − である。
ナートは化学式Y(AcAc)3であり、ジルコニウム
テトラキスアセチルアセトナートは化学式Zr(AcA
c)4である。ただし、AcAc=CH 3 COCHCOC
H 3 − である。
【0022】この原料液貯溜部51,52に貯溜される
原料液はマスフローコントローラ(MFC)53,54
それぞれによって一定時間に一定量を排出するように制
御する。
原料液はマスフローコントローラ(MFC)53,54
それぞれによって一定時間に一定量を排出するように制
御する。
【0023】反応室55の構成は図6に示した従来の構
成と同じであるが、本発明の場合、この反応室55の上
流側に気化室56を設置してある。この気化室56に
は、原材料液を気化させるための気化用ヒータ57を備
えていて、気化室56にマスフローコントローラ53,
54によって単位時間当たり一定量ずつ送込まれてくる
原料液を不活性ガスであるアルゴンガスAr中で100
0℃以上の温度に加熱して希釈剤を蒸発分解させ、さら
に原料を気化、混合させる。
成と同じであるが、本発明の場合、この反応室55の上
流側に気化室56を設置してある。この気化室56に
は、原材料液を気化させるための気化用ヒータ57を備
えていて、気化室56にマスフローコントローラ53,
54によって単位時間当たり一定量ずつ送込まれてくる
原料液を不活性ガスであるアルゴンガスAr中で100
0℃以上の温度に加熱して希釈剤を蒸発分解させ、さら
に原料を気化、混合させる。
【0024】反応室55の外側にはヒータ61が設置さ
れ、反応室55の内部には、固体電解質を外周面に成膜
するために空気極支持管をなす基体63が取り付けら
れ、さらに基体63内に空気供給管64が挿入されてい
て、気化室56から原料蒸気65が反応室55内に供給
され、また基体63内に水蒸気及び酸素の混合酸化ガス
66が供給される。また気化室56から反応室55に原
料蒸気65を供給するために原料蒸気供給管67が気化
室56に接続されている。
れ、反応室55の内部には、固体電解質を外周面に成膜
するために空気極支持管をなす基体63が取り付けら
れ、さらに基体63内に空気供給管64が挿入されてい
て、気化室56から原料蒸気65が反応室55内に供給
され、また基体63内に水蒸気及び酸素の混合酸化ガス
66が供給される。また気化室56から反応室55に原
料蒸気65を供給するために原料蒸気供給管67が気化
室56に接続されている。
【0025】次に、上記構成のMOCVD成膜装置の動
作について説明する。イットリウムトリアセチルアセト
ナートY(AcAc)3 とジルコニウムテトラキスア
セチルアセトナートZr(AcAc)4 との各原料液
を作成してこれらを原料液貯溜部51,52それぞれに
貯溜させる。イットリウムトリアセチルアセトナートと
ジルコニウムテトラキスアセチルアセトナートとの重量
比は1:5程度である。
作について説明する。イットリウムトリアセチルアセト
ナートY(AcAc)3 とジルコニウムテトラキスア
セチルアセトナートZr(AcAc)4 との各原料液
を作成してこれらを原料液貯溜部51,52それぞれに
貯溜させる。イットリウムトリアセチルアセトナートと
ジルコニウムテトラキスアセチルアセトナートとの重量
比は1:5程度である。
【0026】気化室56は気化用ヒータ57によって、
通常のMOCVDの加熱気化温度である400〜600
℃よりも十分高く、通常の電気化学蒸着法で採用される
気化温度である1000℃以上の温度に加熱しておく。
反応室55は真空に近い圧力、1Torr程度まで低下
させ、さらにヒータ61によって1000℃以上の温度
まで加熱する。そして水蒸気と酸素の混合酸化ガス66
を空気供給管64を通じて0.4〜0.7mm/min
の流量で基体63内に供給する。
通常のMOCVDの加熱気化温度である400〜600
℃よりも十分高く、通常の電気化学蒸着法で採用される
気化温度である1000℃以上の温度に加熱しておく。
反応室55は真空に近い圧力、1Torr程度まで低下
させ、さらにヒータ61によって1000℃以上の温度
まで加熱する。そして水蒸気と酸素の混合酸化ガス66
を空気供給管64を通じて0.4〜0.7mm/min
の流量で基体63内に供給する。
【0027】こうした予備工程の後、原料液貯溜部5
1,52に貯溜されている原料液に対して、マスフロー
コントローラ53,54によってアルゴンガスArを所
定の流量で供給して気化室56にこれらの原料液を所定
流量、たとえば、両方の原料液の供給量がその中に含ま
れている有機金属原料の重量に換算して両方の合計で5
0g/hr程度となる流量で供給し、ここで希釈剤を蒸
発分解させると共に、残ったイットリウムトリアセチル
アセトナートとジルコニウムテトラキスアセチルアセト
ナートそれぞれを完全に気化させる。そして、キャリア
ガスであるアルゴンガスArと共に原料蒸気65を気化
室56から反応室55の原料蒸気供給管67に供給し、
原料蒸気供給管67の下端開口部から反応室55内に流
出させる。この反応過程で生成される排ガスは、水蒸気
と炭酸ガスであり、安全である。
1,52に貯溜されている原料液に対して、マスフロー
コントローラ53,54によってアルゴンガスArを所
定の流量で供給して気化室56にこれらの原料液を所定
流量、たとえば、両方の原料液の供給量がその中に含ま
れている有機金属原料の重量に換算して両方の合計で5
0g/hr程度となる流量で供給し、ここで希釈剤を蒸
発分解させると共に、残ったイットリウムトリアセチル
アセトナートとジルコニウムテトラキスアセチルアセト
ナートそれぞれを完全に気化させる。そして、キャリア
ガスであるアルゴンガスArと共に原料蒸気65を気化
室56から反応室55の原料蒸気供給管67に供給し、
原料蒸気供給管67の下端開口部から反応室55内に流
出させる。この反応過程で生成される排ガスは、水蒸気
と炭酸ガスであり、安全である。
【0028】この手順を所定時間、たとえば5時間継続
することにより、基体63の外周面にMOCVD作用に
よってYSZの緻密な固体電解質68が成膜される。
することにより、基体63の外周面にMOCVD作用に
よってYSZの緻密な固体電解質68が成膜される。
【0029】なお、上記実施の形態では基体63の外周
面に固体電解質を成膜したが、これに限定されることは
なく、図2に示すように、反応室の構造を若干変更し、
気化室56から原料蒸気供給管67を通じて原料蒸気6
5を基体63の内部に供給し、反応室55内の基体63
の外部には酸化ガス66を供給する構造にすることによ
って、基体63の内周面に緻密な固体電解質68を成膜
することができるようになる。
面に固体電解質を成膜したが、これに限定されることは
なく、図2に示すように、反応室の構造を若干変更し、
気化室56から原料蒸気供給管67を通じて原料蒸気6
5を基体63の内部に供給し、反応室55内の基体63
の外部には酸化ガス66を供給する構造にすることによ
って、基体63の内周面に緻密な固体電解質68を成膜
することができるようになる。
【0030】
【実施例】次に本発明の具体的な実施例を説明する。空
気極支持管をなす基体のLSM管(外径φ21mm、内
径φ17mm、長さ20cm)を反応室内に取り付けて
おき、1Torr程度まで真空にし、気化用ヒータによ
って気化室、反応室共に1200℃に設定し、さらに基
体内には水蒸気/酸素の酸化ガスを0.5ml/min
の流量で供給しておいた。
気極支持管をなす基体のLSM管(外径φ21mm、内
径φ17mm、長さ20cm)を反応室内に取り付けて
おき、1Torr程度まで真空にし、気化用ヒータによ
って気化室、反応室共に1200℃に設定し、さらに基
体内には水蒸気/酸素の酸化ガスを0.5ml/min
の流量で供給しておいた。
【0031】そしてイットリウムトリアセチルアセトナ
ートとジルコニウムテトラキスアセチルアセトナートそ
れぞれの原料液を、それらのイットリウム、ジルコニウ
ム重量に換算して両方で50g/hr程度となる流量で
気化室に供給した。気化室には別に、0.8ml/mi
n程度でキャリアガスを供給しておいた。
ートとジルコニウムテトラキスアセチルアセトナートそ
れぞれの原料液を、それらのイットリウム、ジルコニウ
ム重量に換算して両方で50g/hr程度となる流量で
気化室に供給した。気化室には別に、0.8ml/mi
n程度でキャリアガスを供給しておいた。
【0032】これによって気化室で1200℃の高温に
加熱された原料液が蒸発分解し、さらに原料金属が完全
に気化して原料供給管を通じて反応室内に供給され、約
5時間のMOCVDにより、50μmのYSZ固体電解
質膜を成膜することができた。
加熱された原料液が蒸発分解し、さらに原料金属が完全
に気化して原料供給管を通じて反応室内に供給され、約
5時間のMOCVDにより、50μmのYSZ固体電解
質膜を成膜することができた。
【0033】このYSZ固体電解質膜の組織状態は電気
化学蒸着法(EVD−CVD)による組織状態と変わら
ず、緻密なものであった。
化学蒸着法(EVD−CVD)による組織状態と変わら
ず、緻密なものであった。
【0034】
【発明の効果】以上のように請求項1及び2の発明によ
れば、MOCVDを電気化学蒸着法と同様に1000℃
以上の高温度で実行することによって基材に蒸着する固
体電解質の膜組織を緻密にし、かつこの蒸着過程で塩化
物排気を発生することもなく安全に固体電解質の成膜が
行える。
れば、MOCVDを電気化学蒸着法と同様に1000℃
以上の高温度で実行することによって基材に蒸着する固
体電解質の膜組織を緻密にし、かつこの蒸着過程で塩化
物排気を発生することもなく安全に固体電解質の成膜が
行える。
【図1】本発明のMOCVDに用いる蒸着装置の一例を
示す概略説明図。
示す概略説明図。
【図2】本発明のMOCVDに用いる蒸着装置の他例を
示す概略説明図。
示す概略説明図。
【図3】一般的な円筒縦縞の固体電解質型燃料電池の単
電池構造を示す断面図。
電池構造を示す断面図。
【図4】上記の一般的な固体電解質型燃料電池バンドル
の構造を示す断面図。
の構造を示す断面図。
【図5】上記の一般的な固体電解質型燃料電池の発電動
作を示す説明図。断面図。
作を示す説明図。断面図。
【図6】従来の電気化学蒸着装置の概略系統図。
【図7】一般的な電気化学蒸着方法を示す説明図。
51,52 原料液貯溜部
53,54 マスフローコントローラ
55 反応室
56 気化室
57 気化用ヒータ
61 ヒータ
63 基体
65 原料蒸気
66 酸化ガス
67 原料蒸気供給管
68 固体電解質
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岩澤 力
東京都江東区木場1−5−1 株式会社
フジクラ内
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01M 8/02,8/12
C23C 16/18
Claims (2)
- 【請求項1】 基材上に反応により固体電解質となる材
料としてイットリウムトリアセチルアセトナートとジル
コニウムテトラキスアセチルアセトナートを有機金属気
相反応法によって蒸着して固体電解質を成膜する固体電
解質の成膜方法であって、 前記イットリウムトリアセ
チルアセトナートとジルコニウムテトラキスアセチルア
セトナートの蒸着温度を1000℃以上に調整すること
を特徴とする固体電解質の成膜方法。 - 【請求項2】 前記基材として多孔質ランタンマンガナ
イト系酸化物を用い、その表面に前記イットリウムトリ
アセチルアセトナートとジルコニウムテトラキスアセチ
ルアセトナートを蒸着することを特徴とする請求項1に
記載の固体電解質の成膜方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32642197A JP3423874B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 固体電解質の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32642197A JP3423874B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 固体電解質の成膜方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11162484A JPH11162484A (ja) | 1999-06-18 |
JP3423874B2 true JP3423874B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=18187612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32642197A Expired - Fee Related JP3423874B2 (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 固体電解質の成膜方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3423874B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009252416A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 燃料電池セルおよびその製造方法 |
-
1997
- 1997-11-27 JP JP32642197A patent/JP3423874B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11162484A (ja) | 1999-06-18 |
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