JP3520884B2 - Ceramic separator for solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same - Google Patents

Ceramic separator for solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP3520884B2
JP3520884B2 JP35433595A JP35433595A JP3520884B2 JP 3520884 B2 JP3520884 B2 JP 3520884B2 JP 35433595 A JP35433595 A JP 35433595A JP 35433595 A JP35433595 A JP 35433595A JP 3520884 B2 JP3520884 B2 JP 3520884B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
air
fuel
gas
fuel gas
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
Application number
JP35433595A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09190828A (en
Inventor
安伸 水谷
雅之 河合
和弘 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toho Gas Co Ltd
Original Assignee
Toho Gas Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toho Gas Co Ltd filed Critical Toho Gas Co Ltd
Priority to JP35433595A priority Critical patent/JP3520884B2/en
Publication of JPH09190828A publication Critical patent/JPH09190828A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3520884B2 publication Critical patent/JP3520884B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0215—Glass; Ceramic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0221—Organic resins; Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223—Composites
    • H01M8/0226—Composites in the form of mixtures
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解質型燃料
電池（ＳＯＦＣ）用セラミックセパレータ及びその製造
方法に関し、さらに詳しくは、固体電解質板の片面に燃
料極が、また反対面に空気極が設けられる単電池が積層
構造をなすＳＯＦＣの各単電池間に介設されるＳＯＦＣ
用セラミックセパレータを、そのＳＯＦＣが高性能の発
電特性を得られるように製造する技術に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid oxide fuel cell (SOFC) ceramic separator and a method for manufacturing the same, and more specifically, a solid electrolyte plate having a fuel electrode on one side and an air electrode on the opposite side. SOFCs that are installed between the individual SOFC cells that form a stacked structure
The present invention relates to a technique for manufacturing a ceramic separator for a SOFC so that the SOFC can obtain high-performance power generation characteristics.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、固体電解質型燃料電池（ＳＯＦ
Ｃ）を大容量化するためには、単電池を複数直列に接続
して積層型の電池構造とする技術が重要である。この場
合、単電池を電気的に接続し、燃料ガスと空気を供給す
るためのセパレータが必要である。このセパレータは単
電池に燃料ガスおよび空気を供給するためのガス通路溝
を持っている。2. Description of the Related Art Conventionally, solid oxide fuel cells (SOF)
The C) to larger capacity, a technique for the cell structure of the laminate-type battery cells connected in series a plurality is important. In this case, a separator for electrically connecting the unit cells and supplying fuel gas and air is required. This separator has a gas passage groove for supplying fuel gas and air to the unit cell.

【０００３】図３は、ＳＯＦＣの積層構造を示したもの
である。このＳＯＦＣ３０では、例えばイットリア安定
化ジルコニアか、あるいはスカンジア安定化ジルコニア
系セラミック材料による固体電解質板３２の片面にＮｉ
−ジルコニア系サーメット材料による燃料極３４が設け
られ、反対側面にはランタンストロンチウムマンガネー
ト系材料による空気極３６が設けられて単電池３８を構
成し、複数の単電池３８，３８…がランタンクロマイト
系セラミック材料によるセパレータ４０，４０…を介し
て積層状に設けられている。[0003] Figure 3 illustrates a product So構 granulation of S OFC. In this SOF C30 , for example, yttria-stabilized zirconia or scandia-stabilized zirconia-based ceramic material 32 is applied to one surface of the solid electrolyte plate 32 with Ni.
A fuel electrode 34 made of a zirconia-based cermet material is provided, and an air electrode 36 made of a lanthanum strontium manganate-based material is provided on the opposite side surface to form a single cell 38, and the plurality of single cells 38, 38 ... Are lanthanum chromite-based. Ru Tei provided in layers with a separator 40, 40 ... by the ceramic material.

【０００４】そして燃料極３４側に燃料ガス（水素、一
酸化炭素）が流れて接触し、空気極３６側には空気（も
しくは酸素）が流れて接触することにより空気極３６で
酸素イオン（Ｏ２−）が生成される。そしてこの酸素イ
オンが固体電解質板３２を移動して燃料極３４に到達
し、燃料極３４ではその酸素イオン（Ｏ２− ）が燃料ガ
ス中の水素（Ｈ２）と反応して水蒸気（Ｈ２Ｏ）となり
電子を放出し、これにより発電状態が得られる。Fuel gas (hydrogen, carbon monoxide) flows and contacts the fuel electrode 34 side, and air (or oxygen) flows and contacts the air electrode 36 side, whereby oxygen ions (O 2 2- ) is generated. Then, the oxygen ions move through the solid electrolyte plate 32 and reach the fuel electrode 34, where the oxygen ions ( O 2− ) react with hydrogen (H 2 ) in the fuel gas to generate water vapor (H 2 O) and emits electrons, and a power generation state is obtained.

【０００５】ところでこのＳＯＦＣの各単電池間に介設
されるセパレータの材質および形状設計が積層電池の発
電性能に大きく影響する。従来このセパレータの材質と
して一般的に要求される特性としては、高温度（約１
０００℃）の酸化・還元雰囲気で安定している、固体
電解質板表面の燃料極材料（Ｎｉ−サーメット材料）や
空気極材料（ランタンストロンチウムマンガネート材
料）と反応しない、電気抵抗が低い等が挙げられる。
従来これらの要求特性をすべて満足するセラミック材料
は容易には見い出せず、前述のランタンクロマイト系セ
ラミック材料が酸化物系セラミックスであることから酸
化雰囲気で安定している、燃料極材料や空気極材料に対
して安定している、電気抵抗が低く電力特性に優れる等
の理由により従来一般的に用いられている。[0005] is the material and shape design of the separator is interposed between each single cell of the SOFC significantly affect the power generation performance of the cell stack. Conventionally, the properties generally required for the material of this separator are high temperature (about 1
It is stable in an oxidizing / reducing atmosphere (000 ° C), does not react with the fuel electrode material (Ni-cermet material) or air electrode material (lanthanum strontium manganate material) on the surface of the solid electrolyte plate, and has low electric resistance. To be
The ceramic material conventionally satisfy all of these required characteristics not easily Miidase is lanthanum chromite cell <br/> ceramic material described above is stable in an oxidizing atmosphere because it is oxide ceramics, the fuel electrode material It has been commonly used in the past because of its stability against air electrode materials, low electric resistance, and excellent power characteristics.

【０００６】またセパレータのガス通路溝の形状および
寸法はセパレータ部分の電気抵抗や圧力損失に大きく影
響するため、積層電池の発電性能に大きく影響する。従
来一般に知られているセラミックス材料製のセパレータ
の形態としては、図４に示したようなものが挙げられ
る。Further, the shape and size of the gas passage groove of the separator have a great influence on the electric resistance and pressure loss of the separator portion, and thus have a great influence on the power generation performance of the laminated battery. The form of the conventional generally known steel Tei Ru ceramic material separators include those shown in FIG.

【０００７】この従来例としてのセラミックセパレータ
４０は、セラミックス材料製の方形平板状のセパレータ
本体４２の四隅角部に燃料ガス通路管の挿通孔４４ａ、
４４ｃと、空気通路管の挿通孔４４ｂ、４４ｄとがそれ
ぞれ対角線の位置関係で設けられる。In this conventional ceramic separator 40, a rectangular flat plate-shaped separator body 42 made of a ceramic material has four corners, and a fuel gas passage tube has through holes 44a.
44c and the insertion holes 44b and 44d of the air passage tube are provided in a diagonal positional relationship.

【０００８】そしてこの図ではセパレータ４０が単電池
の燃料極と対向する側の面を示しており、燃料ガス通路
管の挿通孔４４ａ、４４ｂに連通してその通路管を通っ
て供給される燃料ガスを単電池の燃料極に接するように
導入する燃料ガス導入路４６ａと、その燃料極に導入さ
れた燃料ガスを排出させる燃料ガス排出路４６ｂとがそ
れぞれ設けられる。In this drawing, the surface of the separator 40 facing the fuel electrode of the unit cell is shown. The fuel is communicated with the insertion holes 44a and 44b of the fuel gas passage pipe and supplied through the passage pipe. a fuel gas introduction path 46a for introducing in contact the gas to the fuel electrode of the cell, and the fuel gas discharge Detchi 46b for discharging the fuel gas introduced into the fuel electrode are respectively provided.

【０００９】さらに燃料ガス導入路４６ａと燃料ガス排
出路４６ｂとの間には多本数の燃料ガス流路４８，４８
…が設けられている。これにより燃料ガス導入管により
燃料ガス導入路４６ａへ導入された燃料ガスがそれらの
多岐にわたる燃料ガス流路４８を貫流しながら単電池の
燃料極に接触し、燃料ガス排出路４６ｂを通って燃料ガ
ス排出管より排出される。[0009] Further between the fuel gas inlet passage 46a and the fuel gas discharge <br/> Detchi 46b multi number fuel gas passage 4 8,48
... is provided. As a result, the fuel gas introduced into the fuel gas introduction passage 46a by the fuel gas introduction pipe comes into contact with the fuel electrode of the unit cell while flowing through the various fuel gas passages 48, and passes through the fuel gas discharge passage 46b. It is discharged from the gas discharge pipe.

【００１０】またガス通路溝の寸法設計については次の
ような要因を考慮する必要がある。すなわち図５はセパ
レータ溝部分の模式図を示したものであるが、セパレー
タの溝幅や接触幅、あるいは溝深さがこのガス通路溝内
を通る燃料ガスの圧力損失やセパレータ自身の電気抵抗
に大きく影響し、これがＳＯＦＣの発電性能に大きく影
響する。The following factors must be taken into consideration when designing the dimension of the gas passage groove . That is, FIG. 5 is a schematic view of the separator groove portion. However, the separator groove width, contact width, or groove depth depends on the pressure loss of the fuel gas passing through the gas passage groove and the separator itself. Of the SOFC, which greatly affects the power generation performance of the SOFC.

【００１１】図６は、セパレータの溝幅と最大電力密度
の関係を示している。横軸にセパレータの溝幅（ｃｍ）
を採り、縦軸に最大電力密度（Ｗ／ｃｍ２ ）を採って
いる。ピッチ２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍについて溝幅と最
大出力密度をとると図示されるように、ピッチ２ｍｍで
は溝幅約１．６ｍｍで最大電力密度が最大値となり、ピ
ッチ３ｍｍでは約２ｍｍ、ピッチ４ｍｍでは約２．４ｍ
ｍで最大値となる。また、ピッチが小さい方が高い最大
電力が得られる。FIG. 6 shows the relationship between the groove width of the separator and the maximum power density. Horizontal groove shows separator groove width (cm)
The maximum power density (W / cm 2 ) is plotted on the vertical axis. As shown in the drawing, when the groove width and the maximum output density are taken for the pitches of 2 mm, 3 mm, and 4 mm, the maximum power density becomes the maximum value at the groove width of about 1.6 mm at the pitch of 2 mm, about 2 mm at the pitch of 3 mm, and about 2 mm at the pitch of 4 mm. 2.4 m
The maximum value is m. Further, the smaller the pitch, the higher the maximum power can be obtained.

【００１２】ピッチ２ｍｍでの最適値は、セパレータの
溝幅が１．６ｍｍでそのときの単電池との接触幅が０．
４ｍｍのときに最大電力密度がピーク値を示している。
このことからセパレータのガス通路溝が単電池と接触す
る接触幅の寸法としては１ｍｍ以下である必要があると
言える。The optimum value with a pitch of 2 mm is such that the groove width of the separator is 1.6 mm and the contact width with the unit cell is 0.
The maximum power density shows a peak value at 4 mm.
From this, it can be said that the contact width of the gas passage groove of the separator with the unit cell needs to be 1 mm or less.

【００１３】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ック材料は難加工性の材料であるため、ＳＯＦＣの構造
部材としてのセパレータのガス通路溝の寸法や形状は加
工法により大きく制約されていた。[SUMMARY OF THE INVENTION However, since the ceramic material is less workability of the material, size and shape of the gas passage groove of the separator as a structural member of the SOFC had been greatly limited by processing methods.

【００１４】たとえば従来一般に採られているセパレー
タの製造方法としてはセラミックス材料の粉体を、溝
形状をもつ金型でプレス成形してガス通路溝を作り、そ
の後焼成して製品にする製造方法（金型プレスによる製
造方法）、焼成後のセラミックス平板を、ダイヤモン
ド工具を用いてＮＣ旋盤により精密加工する製造方法
（ＮＣ旋盤による加工方法）などがある。As a conventional manufacturing method of a separator, for example, a ceramic material powder is press-molded with a die having a groove shape to form gas passage grooves, and then baked to obtain a product ( There is a manufacturing method using a die press), a manufacturing method in which a ceramic flat plate after firing is precision processed by an NC lathe using a diamond tool (processing method by an NC lathe), and the like.

【００１５】しかしたとえば、上述の金型プレスによる
製造方法によるものでは、粉体成形の困難さから、ガス
通路溝の溝幅や接触部の幅を１ｍｍ以下にすることは困
難であり、また、焼成時に１５〜２５％収縮するため、
製品の寸法精度が低くなるという問題があった。[0015] However, for example, is due to the manufacturing method using a die press above described, the difficulty of the powder molding, it is difficult to make the width of the groove width and the contact portion of the gas passage grooves in 1mm or less, also , Because it shrinks 15-25% during firing,
There was a problem that the dimensional accuracy of the product was low.

【００１６】またＮＣ旋盤による加工方法によるもので
は、セラミックス材料は材質が脆く欠けやすいことから
ガス通路溝の溝幅や接触部の幅を１ｍｍ以下にすること
は困難であるという問題がある。また加工精度は高い
が、加工費用が高価で、加工時間が非常に長くかかると
いう問題がある。さらに直線の切削は比較的容易である
が、曲線の切削は非常に困難であるということでガス通
路溝の形状が複雑になると加工がやり難くなり設計の自
由度が小さいという問題もあった。Further, in the processing method using the NC lathe, there is a problem that it is difficult to set the groove width of the gas passage groove or the width of the contact portion to 1 mm or less because the material of the ceramic material is brittle and easily chipped. Further, although the processing accuracy is high, there is a problem that the processing cost is high and the processing time is very long. Further, it is relatively easy to cut a straight line, but it is very difficult to cut a curved line. Therefore, if the shape of the gas passage groove is complicated, it becomes difficult to perform the processing, and there is a problem that the degree of freedom in design is small.

【００１７】本発明の解決しようとする課題は、ガス通
路溝の形状および寸法を最適設計とすることにより自ら
の電気抵抗を低減し、高性能なＳＯＦＣ積層電池の製作
実現を可能とした固体電解質型燃料電池用セラミックセ
パレータ及びその製造方法を提供することにある。The problem to be solved by the present invention is to reduce the electric resistance of the solid electrolyte by optimizing the shape and size of the gas passage groove and to realize the production and realization of a high performance SOFC laminated battery. A ceramic separator for a fuel cell and a method for manufacturing the same.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、請求項１に記載の固体電解質型燃料電池用セラミッ
クセパレータは、固体電解質板の片面に燃料極が、また
反対面に空気極が設けられる単電池が積層構造をなす固
体電解質型燃料電池の各単電池間に介設され、その材質
がランタンクロマイト系セラミックス材料による固体電
解質型燃料電池用セラミックセパレータであって、前記
燃料極に対向する燃料極面に、燃料ガスを導入する燃料
ガス導入溝と燃料ガスを排出する燃料ガス排出溝とが設
けられ、これら燃料ガス導入溝と燃料ガス排出溝との間
が、多数列設された仕切壁の間に形成される燃料ガス流
路を介して連通されると共に、前記空気極に対向する空
気極面に、空気を導入する空気導入溝と空気を排出する
空気排出溝とが設けられ、これら空気導入溝と空気排出
溝との間が、多数列設された仕切壁の間に形成される空
気流路を介して連通され、前記各仕切壁が単電池と接触
する接触部の幅寸法は１ｍｍ以下、前記各流路における
ピッチは４ｍｍ以下とされていることを要旨とする。In order to solve this problem, the ceramic separator for a solid oxide fuel cell according to claim 1 is provided with a fuel electrode on one side of the solid electrolyte plate and an air electrode on the opposite side. The unit cells are installed between the unit cells of the solid oxide fuel cell that has a laminated structure , and the material
Solid power but that by the lanthanum chromite-based ceramic material
A ceramic separator for a degradable fuel cell , comprising:
Fuel that introduces fuel gas to the fuel electrode surface facing the fuel electrode
A gas introduction groove and a fuel gas discharge groove for discharging the fuel gas are installed.
Between the fuel gas introduction groove and the fuel gas discharge groove.
Is the fuel gas flow that is formed between the multiple partition walls.
A space that communicates with the air electrode and faces the air electrode.
The air introduction groove for introducing air and the air are discharged to the air electrode surface.
An air discharge groove is provided, and these air introduction groove and air discharge groove
The space between the groove and the partition wall that is arranged in multiple rows
The partition walls are in communication with each other through the air flow path, and each partition wall contacts the unit cell.
The width of the contact portion is 1 mm or less,
The gist is that the pitch is 4 mm or less .

【００１９】[0019] また、請求項２に記載の固体電解質型燃料The solid oxide fuel according to claim 2.
電池用セラミックセパレータは、固体電解質板の片面にThe ceramic separator for the battery is on one side of the solid electrolyte plate.
燃料極が、また反対面に空気極が設けられる単電池が積A unit cell with a fuel electrode and an air electrode on the opposite side
層構造をなす固体電解質型燃料電池の各単電池間に介設Intercalation between individual cells of a solid oxide fuel cell with a layered structure
され、その材質がランタンクロマイト系セラミックス材The material is lanthanum chromite ceramics
料による固体電解質型燃料電池用セラミックセパレータBased ceramic separator for solid oxide fuel cells
であって、前記燃料極に対向する燃料極面の一側寄り部And the one side portion of the fuel electrode surface facing the fuel electrode
位に燃料ガスを導入する燃料ガス導入溝が設けられるとWhen a fuel gas introduction groove for introducing fuel gas is provided in
共にその燃料極面の反対側寄り部位に燃料ガスを排出すBoth discharge fuel gas to the opposite side of the fuel electrode surface.
る燃料ガス排出溝が設けられ、これら燃料ガス導入溝とFuel gas discharge groove is provided, and
燃料ガス排出溝との間が、多数の互い違いに列設されたA large number of staggered rows between the fuel gas discharge groove
仕切壁の間に形成される燃料ガス流路を介して連通されIt is communicated through the fuel gas flow path formed between the partition walls.
ると共に、前記空気極に対向する空気極面の一側寄り部And the one side portion of the air electrode surface facing the air electrode
位に空気を導入する空気導入溝が設けられると共にそのIs provided with an air introduction groove for introducing air into
空気極面の反対側寄り部位に空気を排出する空気排出溝An air discharge groove that discharges air to the area on the opposite side of the air electrode surface
が設けられ、これら空気導入溝と空気排出溝との間が、Is provided, and between the air introduction groove and the air discharge groove,
多数の互い違いに列設された仕切壁の間に形成される空Empty space formed between a large number of staggered partition walls
気流路を介して連通され、前記各仕切壁が単電池と接触The partition walls are in communication with each other through the air flow path, and each partition wall contacts the unit cell.
する接触部の幅寸法は１ｍｍ以下、前記各流路におけるThe width of the contact portion is 1 mm or less,
ピッチは４ｍｍ以下とされていることを要旨とする。The gist is that the pitch is 4 mm or less.

【００２０】[0020] また、請求項３に記載の固体電解質型燃料Further, the solid oxide fuel according to claim 3.
電池用セラミックセパレータは、請求項１または２に記The ceramic separator for a battery is described in claim 1 or 2.
載のものであって、前記各仕切壁は、直線状の仕切壁でThe partition walls are linear partition walls.
あるis there ことを要旨とする。That is the summary.

【００２１】[0021] これら固体電解質型燃料電池用セラミックCeramics for solid oxide fuel cells
セパレータによれば、ガス通路溝（燃料ガス流路、空気According to the separator, the gas passage groove (fuel gas flow path, air
流路）の形状および寸法が最適設計とされているため、Since the shape and dimensions of the (flow path) are optimally designed,
セパレータ自身の電気抵抗が低減され、ＳＯＦＣの発電The electric resistance of the separator itself is reduced, and SOFC power generation
性能が優れたものとなる。The performance will be excellent.

【００２２】[0022] 一方、請求項４に記載の固体電解質型燃料On the other hand, the solid oxide fuel according to claim 4.
電池用セラミックセパレータの製造方法は、固体電解質The manufacturing method of the ceramic separator for the battery is a solid electrolyte.
板の片面に燃料極が、また反対面に空気極が設けられるThe plate has a fuel electrode on one side and an air electrode on the other side.
単電池が積層構造をなす固体電解質型燃料電池の各単電Each cell of a solid oxide fuel cell in which the cells have a laminated structure
池間に介設される固体電解質型燃料電池用セラミックセCeramic cell for solid oxide fuel cell installed between the ponds
パレータの製造方法であって、ランタンクロマイト系セA palletizer manufacturing method, comprising:
ラミックス材料よりなるセラミックス板の表面に未硬化Unhardened on the surface of ceramic plate made of Ramix material
の紫外線硬化型樹脂フィルム層を形成する工程と、前記A step of forming an ultraviolet curable resin film layer,
固体電解質型燃料電池用セラミックセパレータに設けらProvided on the ceramic separator for solid oxide fuel cells
れるガス導入溝とガス排出溝との間が、多数列設されたMultiple rows were installed between the gas introduction groove and the gas discharge groove.
仕切壁の間に形成されるガス通路溝を介して連通されるIt communicates via the gas passage groove formed between the partition walls.
と共に、前記各仕切壁が単電池と接触する接触部の幅寸In addition, the width of the contact part where each partition wall comes into contact with the unit cell
法は１ｍｍ以下、前記ガス通路溝のピッチは４ｍｍ以下Method is 1 mm or less, the pitch of the gas passage grooves is 4 mm or less
となるように、前記ガス導入溝、前記ガス排出溝、前記So that the gas introduction groove, the gas discharge groove, the
ガス通路溝及び前記仕切壁の接触部に対応する領域がパThe area corresponding to the contact portion of the gas passage groove and the partition wall is
ターン形成されたものであって、前記ガス導入溝、前記The gas introduction groove, which is formed by turns,
ガス排出溝、前記ガス通路溝に対応する領域では紫外線Ultraviolet rays are generated in the area corresponding to the gas discharge groove and the gas passage groove.
を遮り、前記仕切壁の接触部に対応する領域では紫外線UV rays in the area corresponding to the contact part of the partition wall.
を透過可能に作製されたポジフィルムを、前記紫外線硬The positive film that is made transparent to
化型樹脂フィルム層に重ね合わせ、その上から紫外線をSuperimpose it on the chemical resin film layer
照射し、前記紫外線硬化型樹脂フィルム層の前記仕切壁Irradiation, the partition wall of the ultraviolet curable resin film layer
の接触部に対応する領域を紫外線硬化させる露光・現像Exposure / development to cure the area corresponding to the contact area of
工程と、前記ポジフィルムを取り除き、部分的に紫外線Process and remove the positive film, partially UV
硬化した樹脂フィルム層が形成されたセラミック板をブThe ceramic plate with the cured resin film layer is
ラスト加工により全面研削し、未硬化の樹脂フィルム層An uncured resin film layer that has been ground all over by last processing
領域に対応する部位及びその下のセラミックス板を研削Grind the part corresponding to the area and the ceramic plate below it
する研削工程と、セラミックス板の表面に残された紫外Grinding process and the UV light left on the surface of the ceramic plate
線硬化した樹脂フィルム層を剥離する剥離工程とを有すThere is a peeling process for peeling the resin film layer that has been line-cured.
ることを要旨とする。The main point is that.

【００２３】[0023] 上記固体電解質型燃料電池用セラミックセThe above-mentioned ceramic cell for a solid oxide fuel cell
パレータの製造方法によれば、ガス通路溝の加工方法とAccording to the pallet manufacturing method,
して、光硬化特性に優れた紫外線硬化型樹脂をマスキンAnd UV-curable resin with excellent photo-curing properties
グフィルムとしたブラスト加工法を適用しているため、Because the blasting method that uses a film is applied,
ガス通路溝における各仕切壁が単電池と接触する接触部Contact part where each partition wall in the gas passage groove contacts the unit cell
の幅寸法が１ｍｍ以下、ガス通路溝のピッチが４ｍｍ以Width dimension is 1mm or less, gas passage groove pitch is 4mm or less
下といった、微細で複雑なガス通路溝を持つセパレータSeparator with fine and complicated gas passage grooves such as below
の製造が可能となり、しかもその加工寸法精度も高くすCan be manufactured, and the processing dimensional accuracy is high.
ることができる。You can

【００２４】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明が適
用されるＳＯＦＣ用セラミックセパレータの一形態を示
している。これは、セラミックセパレータの燃料極面を
示している。図示されるように、このセラミックセパレ
ータ１０は、セラミックス材料製の方形平板状のセパレ
ータ本体１２の四隅角部に挿通孔１４ａ、１４ｂ、１４
ｃ、１４ｄが貫設される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows one form of a SOFC ceramic separator to which the present invention is applied. This shows the fuel electrode surface of the ceramic separator. As shown, the ceramic separator 10 has insertion holes 14a, 14b, 14 at four corners of a rectangular plate-shaped separator body 12 made of a ceramic material.
c and 14d are pierced.

【００２５】 そして一方の対角線の位置関係にある挿通
孔１４ａと１４ｃには燃料ガス導入管と燃料ガス排出管
（いずれも図示せず）が挿通され、他方の対角線の位置
関係にある挿通孔１４ｂと１４ｄには空気導入管と空気
排出管（同じく図示せず）が挿通されるようになってい
る。 A fuel gas inlet pipe and a fuel gas discharge pipe (neither of which are shown) are inserted through the one diagonal insertion holes 14a and 14c, and the other diagonal insertion hole 14b is provided. An air introducing pipe and an air exhausting pipe (also not shown) are inserted through and 14d.

【００２６】 このセパレータ本体１２の燃料極面は、Ｓ
ＯＦＣ単電池の燃料極面と対向して設けられるものであ
るから、前述の燃料ガス導入管が挿通される挿通孔１４
ａに連通してその燃料ガス導入管を通って供給される燃
料ガスを単電池の燃料極に接するように導入するための
燃料ガス導入溝１６ａがそのセパレータ本体１２の燃料
極面の一側寄り部位に設けられ、また燃料ガス排出管が
挿通される挿通孔１４ｃに連通してその単電池の燃料極
に接した後の燃料ガスを排出するための燃料ガス排出溝
１６ｂがそのセパレータ本体１２の燃料極面の反対側寄
り部位に設けられる。 [0026] The fuel pole surface of the separator body 12, S
Since those provided in the fuel electrode surface pair toward the OFC single cell, an insertion hole 14 through which fuel gas inlet tube above is inserted
The fuel gas introduction groove 16a for introducing the fuel gas, which is communicated with a and is supplied through the fuel gas introduction pipe, into contact with the fuel electrode of the unit cell is provided on one side of the fuel electrode surface of the separator body 12. A fuel gas discharge groove 16b for discharging the fuel gas after being in contact with the fuel electrode of the unit cell is provided in the separator body 12 by being communicated with the insertion hole 14c through which the fuel gas discharge pipe is inserted. It is provided on the side opposite to the fuel electrode surface.

【００２７】 そして燃料ガス導入溝１６ａと燃料ガス排
出溝１６ｂとの間は多数の互い違いに列設された仕切壁
（単電池との接触壁）１８，１８…の間に形成される燃
料ガス流路（ガス通路溝）２０を介して連通され、これ
により燃料ガス導入管より燃料ガス導入溝１６ａに導入
された燃料ガスがそれらの多岐にわたる燃料ガス流路２
０を貫流しながら単電池の燃料極に接触し、燃料ガス排
出溝１６ｂを通って燃料ガス排出管より排出されるもの
である。 The fuel gas flow formed between a large number of alternating partition walls (contact walls with unit cells) 18, 18 between the fuel gas introduction groove 16a and the fuel gas discharge groove 16b. The fuel gas which is communicated through the passage (gas passage groove) 20 and is introduced into the fuel gas introduction groove 16a from the fuel gas introduction pipe by these means has a wide variety of fuel gas passages 2
While passing through 0, it contacts the fuel electrode of the unit cell and is discharged from the fuel gas discharge pipe through the fuel gas discharge groove 16b.

【００２８】 尚、このセパレータ本体１２の燃料極面と
は反対側の面である空気極面は、図示まではしないがＳ
ＯＦＣ単電池の空気極面と対向して設けられるものであ
るから、前述の空気導入管が挿通される挿通孔１４ｂに
連通してその空気導入管を通って供給される空気を単電
池の空気極に接するように導入するための空気導入溝が
そのセパレータ本体１２の空気極面の一側寄り部位に設
けられ、また空気排出管が挿通される挿通孔１４ｄに連
通してその単電池の空気極に接した後の空気を排出する
ための空気排出溝がそのセパレータ本体１２の空気極面
の反対側寄り部位に設けられる。 The air electrode surface, which is the surface of the separator body 12 opposite to the fuel electrode surface, is not shown in the drawing, but is S.
Since those provided in the air electrode surface pair toward the OFC single cell, the air supplied through the air inlet pipe communicated with the insertion hole 14b of the air inlet tube of the above is inserted in the unit cell An air introduction groove for introducing so as to be in contact with the air electrode is provided at a portion on one side of the air electrode surface of the separator body 12, and is communicated with an insertion hole 14d through which an air discharge pipe is inserted so that the unit cell An air discharge groove for discharging the air after coming into contact with the air electrode is provided at a portion of the separator body 12 near the air electrode surface.

【００２９】 そしてやはり空気導入溝と空気排出溝との
間は燃料極面側と同様に多数の互い違いに列設された仕
切壁（単電池との接触壁）の間に形成される空気流路
（ガス通路溝）を介して連通されている。これにより空
気導入管より空気導入溝へ導入された空気は多岐にわた
る空気流路を貫流しながら単電池の空気極に接触し、空
気排出溝を通って空気排出管より排出されるものであ
る。 [0029] Then also an air flow path formed between the air introducing groove and the fuel electrode side is between the air discharge groove as well as a number of alternately arrayed been partition walls (contact wall of the unit cell)
They are communicated with each other through (gas passage groove) . As a result, the air introduced from the air introduction pipe into the air introduction groove comes into contact with the air electrode of the unit cell while flowing through a wide variety of air passages, and is discharged from the air discharge pipe through the air discharge groove.

【００３０】 次に本発明に係るセラミックセパレータの
製造方法について説明する。この製造方法は基本的には
セパレータのガス通路溝の加工方法として、紫外線硬化
樹脂をマスキングフィルムとしたブラスト加工法を適用
するものである。これにより、微細で複雑なガス通路溝
を持つセパレータを製作することができる方法を考案し
た。 [0030] Next the production method of the ceramic separator according to the present invention will be described. In this manufacturing method, basically, a blasting method using an ultraviolet curable resin as a masking film is applied as a method for processing a gas passage groove of a separator. In this way, we devised a method that can manufacture a separator having fine and complicated gas passage grooves.

【００３１】 この加工法の手順は以下のとおりである。 （１）切削する部分を黒く塗りつぶした版下図面を製作
する。 （２）版下図面からポジフィルム原版を作成する。 （３）加工する材料に紫外線硬化型樹脂フィルムを貼り
付ける。 （４）紫外線硬化型樹脂フィルムにポジフィルムを重ね
て露光、現像する。 （５）ブラスト加工機により全面を切削する。（露光部
は切削されずに残る。） （６）紫外線硬化型樹脂フィルムを剥す。 [0031] The procedure of this processing method is as follows. (1) Make a master plan drawing in which the part to be cut is painted black. (2) Create a positive film master from the block drawing. (3) An ultraviolet curable resin film is attached to the material to be processed. (4) A positive film is overlaid on the ultraviolet-curable resin film, exposed and developed. (5) The entire surface is cut by a blasting machine. (The exposed portion remains without being cut.) (6) The ultraviolet curable resin film is peeled off.

【００３２】 図２は、具体的にそのセラミックセパレー
タの製造工程を図示したものである。初めにセパレータ
用セラミックス板２２を用意し（図２（ａ））、このセ
ラミックス板２２の表面に紫外線硬化型樹脂フィルム２
４を貼り付ける（図２（ｂ））。 FIG . 2 specifically shows the manufacturing process of the ceramic separator. First, a ceramic plate 22 for a separator is prepared (FIG. 2A), and the ultraviolet curable resin film 2 is formed on the surface of the ceramic plate 22.
4 is attached (FIG. 2 (b)).

【００３３】 次にこの紫外線硬化型樹脂フィルム２４の
上に予めガス通路溝を形成するために作製してある前述
のポジフィルム原版（セラミックセパレータに設けられ
るガス導入溝とガス排出溝との間が、多数列設された仕
切壁の間に形成されるガス通路溝を介して連通されると
共に、各仕切壁が単電池と接触する接触部の幅寸法は１
ｍｍ以下、ガス通路溝のピッチは４ｍｍ以下となるよう
に、ガス導入溝、ガス排出溝、ガス通路溝及び仕切壁の
接触部に対応する領域がパターン形成されたものであっ
て、ガス導入溝、ガス排出溝、ガス通路溝に対応する領
域では紫外線を遮り、仕切壁の接触部に対応する領域で
は紫外線を透過可能に作製したもの）２６を重ね合わ
せ、その上から紫外線を照射して紫外線がポジフィルム
原版２６を透過した樹脂フィルム領域を紫外線硬化させ
る（図２（ｃ））。 [0033] Next is provided in the aforementioned positive film original plate (ceramic separator which had been created made to form a pre-gas passage groove on the ultraviolet curing resin film 24
Between the gas inlet groove and the gas outlet groove
When communicating via the gas passage groove formed between the cut walls
In both cases, the width of the contact part where each partition wall contacts the cell is 1
mm or less, the pitch of the gas passage groove should be 4 mm or less
In addition, the gas introduction groove, gas discharge groove, gas passage groove and partition wall
The area corresponding to the contact area is patterned.
Area corresponding to the gas introduction groove, gas discharge groove, and gas passage groove.
In the area, it blocks ultraviolet rays, and in the area corresponding to the contact part of the partition wall
The superposed permeable to those that have been made created) 26 ultraviolet, ultraviolet was irradiated with ultraviolet rays to the ultraviolet curing resin film region that has been transmitted through the positive film original plate 26 thereon (FIG. 2 (c)).

【００３４】 次にポジフィルム原版２６を取り除いて部
分的に紫外線硬化した樹脂フィルム層が形成されるセラ
ミックス板２２をショットブラスト加工機にセットして
ショットブラスト加工を行う。これにより樹脂フィルム
層の紫外線による未硬化の領域はショットブラスト加工
により取り除かれ、さらにその下のセラミックス板２２
はそのショットブラストにより研削されてガス通路溝に
相当する凹溝が形成される（図２（ｄ））。このとき樹
脂フィルム層の紫外線による光硬化領域はブラスト加工
によっても研削されずに残る。 [0034] performed next shot blasting is set to the ceramic plate 22 positive film by removing the original 26 partially UV cured resin film layer is formed on the shot blasting machine. As a result, the uncured region of the resin film layer due to ultraviolet rays is removed by shot blasting, and the ceramic plate 22 below it is removed.
Is ground by the shot blasting to form a groove corresponding to the gas passage groove (FIG. 2 (d)). At this time, the photocured region of the resin film layer due to ultraviolet rays remains without being ground even by the blasting process.

【００３５】 そして最後にセラミック板の表面に残され
た樹脂フィルムを剥せば、本発明のセラミックセパレー
タが得られる（図２（ｅ））。この加工法により製造し
たセラミックセパレータを用いることにより、以下の効
果が期待できる。１）積層電池の内部抵抗が低くなるた
め、単位面積あたりの発電電力が高くなり、ＳＯＦＣが
コンパクト化できる。また、高い発電効率が期待でき
る。２）他の方法よりも加工費用が安価であるため、Ｓ
ＯＦＣのコストダウンが期待できる。３）ガス通路溝の
形状が複雑な場合でも加工が容易であるため、設計の自
由度が大きい。 [0035] And if finally peel off the resin film left on the surface of the ceramic plate, the ceramic separator of the present invention is obtained (FIG. 2 (e)). The following effects can be expected by using the ceramic separator manufactured by this processing method. 1) Since the internal resistance of the laminated battery is low, the generated power per unit area is high and the SOFC can be made compact. In addition, high power generation efficiency can be expected. 2) Since the processing cost is lower than other methods, S
The OFC cost reduction can be expected. 3) Even if the shape of the gas passage groove is complicated, the processing is easy, and therefore the degree of freedom in design is large.

【００３６】 本発明は上記した実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々の改変が可能である。たとえば上記したセラミックセ
パレータはガス通路溝が多数列設される互い違いの仕切
壁により形成されているが、勿論いろいろな形態、たと
えば円弧状の仕切壁、ジグザグ状の仕切壁などによって
ガス通路溝を形成したものなどが考えられ、燃料ガスや
空気の通気溝なども考慮して設計することが望ましい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example ceramic separator described above is formed by alternately partition wall is gas communication passage grooves are numerous arrayed, but of course many forms, for example, arc-shaped partition wall, the gas communication passage groove, such as by a zigzag-shaped partition wall It is conceivable that such a product is formed, and it is desirable to design in consideration of fuel gas and air ventilation grooves.

【００３７】 また、本発明は、外部マニホールドタイプ
のものと内部マニホールドタイプのもののいずれにも適
用できることは言うまでもない。さらにセパレータの材
料としては必ずしもランタンクロマイト系のセラミック
ス材料に限定されるものではなく、今後開発され得る新
しい組成のものにも適用できることは、本発明の趣旨か
ら当然なことである。 Further, the present invention can also be applied to any one of the outer manifold type and the internal manifold type ones. Further, the material of the separator is not necessarily limited to the lanthanum chromite type ceramic material, and it is obvious from the spirit of the present invention that it can be applied to a new composition which can be developed in the future.

【００３８】[0038]

【発明の効果】本発明の固体電解質型燃料電池（ＳＯＦ
Ｃ）用セラミックセパレータによれば、自らの電気抵抗
を小さくすることができるので、積層構造を有するＳＯ
ＦＣの発電性能を高めることができる。また、そのセラ
ミックセパレータの製造方法によれば、安価に製作でき
るものであるからＳＯＦＣの製作コストの低廉化にも寄
与でき、将来社会的需要が高まるにつれ、その有益性は
著しく増大することが期待されるものである。The solid oxide fuel cell (SOF of the present invention
According to the ceramic separator C), its electrical resistance
Because wear in be reduced, SO having a laminated structure
The power generation performance of FC can be improved. Further, according to the manufacturing method of the ceramic separator, since as it can inexpensively manufactured also contributes to cost reduction of the manufacturing cost of the SOFC, as the increase in the future social demand, be beneficial depending increases significantly expected It is what is done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施形態に係るＳＯＦＣ用セラミッ
クセパレータの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a SOFC ceramic separator according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１に示したセラミックセパレータの製造工程
面図である。FIG. 2 is a manufacturing process side view of the ceramic separator shown in FIG.

【図３】ＳＯＦＣの積層構造を示した外観斜視図であ
る。3 is an external perspective view showing the product So構 forming the SOFC.

【図４】従来一般に知られるセラミックセパレータの形
態を示した平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a form of a conventionally known ceramic separator.

【図５】セパレータ溝部分を模式的に示した図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a separator groove portion.

【図６】セパレータの溝幅と最大電力密度との関係を示
した図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the groove width of the separator and the maximum power density.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ セラミックセパレータ １２ セパレータ本体 １４ａ〜１４ｄ 挿通孔 １６ａ 燃料ガス導入溝 １６ｂ 燃料ガス排出溝 １８，１８ 仕切壁 ２０ 燃料ガス流路（ガス通路溝） ２２ セパレータ用セラミックス板 ２４ 紫外線硬化型樹脂フィルム ２６ ポジフィルム原版 ３０ ＳＯＦＣ ３２ 固体電解質板 ３４ 燃料極 ３６ 空気極 ３８ 単電池 ４０ セパレータ10 ceramic separator 12 separator body 14a~14d insertion hole 16a the fuel gas introduction grooves 16b fuel gas discharge Demizo 18 partition wall 20 a fuel gas flow passage (gas passage groove) 22 ceramic plate 24 UV-curable resin film 26 positive separator Original film film 30 SOFC 32 Solid electrolyte plate 34 Fuel electrode 36 Air electrode 38 Single cell 40 Separator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−174851（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−60883（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/02 H01M 8/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-174851 (JP, A) JP-A-6-60883 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/02 H01M 8/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 固体電解質板の片面に燃料極が、また反
対面に空気極が設けられる単電池が積層構造をなす固体
電解質型燃料電池の各単電池間に介設され、その材質が
ランタンクロマイト系セラミックス材料による固体電解
質型燃料電池用セラミックセパレータであって、前記燃料極に対向する燃料極面に、燃料ガスを導入する
燃料ガス導入溝と燃料ガスを排出する燃料ガス排出溝と
が設けられ、これら燃料ガス導入溝と燃料ガス排出溝と
の間が、多数列設された仕切壁の間に形成される燃料ガ
ス流路を介して連通されると共に、 前記空気極に対向する空気極面に、空気を導入する空気
導入溝と空気を排出する空気排出溝とが設けられ、これ
ら空気導入溝と空気排出溝との間が、多数列設された仕
切壁の間に形成される空気流路を介して連通され、 前記各仕切壁が単電池と接触する接触部の幅寸法は１ｍ
ｍ以下、前記各流路におけるピッチは４ｍｍ以下とされ
ている ことを特徴とする固体電解質型燃料電池用セラミ
ックセパレータ。1. A unit cell having a fuel electrode on one surface of a solid electrolyte plate and an air electrode on the other surface is provided between the unit cells of a solid oxide fuel cell having a laminated structure , and the material thereof is
Solid electrolyte that by the lanthanum chromite-based ceramic material
A ceramic separator for a quality fuel cell , wherein a fuel gas is introduced to a fuel electrode surface facing the fuel electrode.
Fuel gas introduction groove and fuel gas discharge groove for discharging fuel gas
Is provided, and these fuel gas introduction groove and fuel gas discharge groove are
Between the fuel cells that are formed between the multiple partition walls.
Air introduced into the air electrode surface facing the air electrode while being communicated with each other through the air passage.
An introduction groove and an air discharge groove for discharging air are provided.
Between the air inlet groove and the air outlet groove.
The width dimension of the contact portion, which is communicated with each other through the air flow path formed between the cut walls and where each of the partition walls comes into contact with the unit cell, is 1 m.
m or less, the pitch in each flow path is 4 mm or less
A ceramic separator for a solid oxide fuel cell, which is characterized by: 【請求項２】 固体電解質板の片面に燃料極が、また反
対面に空気極が設けられる単電池が積層構造をなす固体
電解質型燃料電池の各単電池間に介設され、その材質が
ランタンクロマイト系セラミックス材料による固体電解
質型燃料電池用セラミックセパレータであって、 前記燃料極に対向する燃料極面の一側寄り部位に燃料ガ
スを導入する燃料ガス導入溝が設けられると共にその燃
料極面の反対側寄り部位に燃料ガスを排出する燃料ガス
排出溝が設けられ、これら燃料ガス導入溝と燃料ガス排
出溝との間が、多数の互い違いに列設された仕切壁の間
に形成される燃料ガス流路を介して連通されると共に、 前記空気極に対向する空気極面の一側寄り部位に空気を
導入する空気導入溝が設けられると共にその空気極面の
反対側寄り部位に空気を排出する空気排出溝が 設けら
れ、これら空気導入溝と空気排出溝との間が、多数の互
い違いに列設された仕切壁の間に形成される空気流路を
介して連通され、 前記各仕切壁が単電池と接触する接触部の幅寸法は１ｍ
ｍ以下、前記各流路におけるピッチは４ｍｍ以下とされ
ている ことを特徴とする固体電解質型燃料電池用セラミ
ックセパレータ。2. A fuel electrode is provided on one side of the solid electrolyte plate
Solid-state unit cell with air electrode on opposite side
It is installed between each unit cell of the electrolyte fuel cell and its material is
Solid Electrolysis with Lanthanum Chromite Ceramics
A ceramic separator for a diesel fuel cell, wherein a fuel gas is placed at a portion of the fuel electrode surface facing the fuel electrode, which is close to one side.
And a fuel gas introduction groove for introducing gas is provided.
Fuel gas that discharges fuel gas to the opposite side of the electrode surface
Exhaust grooves are provided, and these fuel gas introduction grooves and fuel gas exhaust
Between the groove and the partition walls arranged in a row
Through the fuel gas passage with communicates formed, the air on one side near the site of the air pole face facing the air electrode
An air introduction groove for introducing is provided and the air electrode surface
An air exhaust groove for exhausting air is provided on the opposite side .
Between the air inlet groove and the air outlet groove,
The air flow path that is formed between the partition walls
The width dimension of the contact portion, which is communicated with each other through which the partition walls come into contact with the unit cells, is 1 m.
m or less, the pitch in each flow path is 4 mm or less
And ceramic separator for solid-solid electrolyte type fuel cell characterized by that. 【請求項３】前記各仕切壁は、直線状の仕切壁であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の固体電解質型
燃料電池用セラミックセパレータ。3. The ceramic separator for a solid oxide fuel cell according to claim 1 , wherein each of the partition walls is a straight partition wall . 【請求項４】 固体電解質板の片面に燃料極が、また反
対面に空気極が設けられる単電池が積層構造をなす固体
電解質型燃料電池の各単電池間に介設される固体電解質
型燃料電池用セラミックセパレータの製造方法であっ
て、ランタンクロマイト系セラミックス材料よりなる セラミ
ックス板の表面に未硬化の紫外線硬化型樹脂フィルム層
を形成する工程と、前記固体電解質型燃料電池用セラミックセパレータに設
けられるガス導入溝とガス排出溝との間が、多数列設さ
れた仕切壁の間に形成されるガス通路溝を介して連通さ
れると共に、前記各仕切壁が単電池と接触する接触部の
幅寸法は１ｍｍ以下、前記ガス通路溝のピッチは４ｍｍ
以下となるように、前記ガス導入溝、前記ガス排出溝、
前記ガス通路溝及び前記仕切壁の接触部に対応する領域
がパターン形成されたものであって、前記ガス導入溝、
前記ガス排出溝、前記ガス通路溝に対応する領域では紫
外線を遮り、前記仕切壁の接触部に対応する領域では紫
外線を透過可能に作製されたポジフィルムを、前記紫外
線硬化型樹脂フィルム層に重ね合わせ、その上から紫外
線を照射し、前記紫外線硬化型樹脂フィルム層の前記仕
切壁の接触部に対応する領域を紫外線 硬化させる露光・
現像工程と、前記ポジフィルムを取り除き、部分的に紫外線硬化した
樹脂フィルム層が形成された セラミック板をブラスト加
工により全面研削し、未硬化の樹脂フィルム層領域に対
応する部位及びその下のセラミックス板を研削する研削
工程と、セラミックス板の表面に残された紫外線 硬化した樹脂フ
ィルム層を剥離する剥離工程とを有することを特徴とす
る固体電解質型燃料電池用セラミックセパレータの製造
方法。4. The solid electrolyte plate anode on one side of, and the solid electrolyte single cell air electrode is provided on the opposite surface is interposed between each single cell of the solid oxide fuel cell which forms a laminated structure
A method for manufacturing a ceramic separator for a fuel cell , comprising the step of forming an uncured ultraviolet curable resin film layer on the surface of a ceramic plate made of a lanthanum chromite ceramic material, and the solid electrolyte fuel Installed on the battery ceramic separator
A large number of rows are installed between the gas inlet groove and the gas outlet groove.
Through the gas passage groove formed between the separated partition walls.
At the same time, each of the partition walls is in contact with the unit cell.
The width dimension is 1 mm or less, and the pitch of the gas passage grooves is 4 mm.
As described below, the gas introduction groove, the gas discharge groove,
Area corresponding to the contact portion of the gas passage groove and the partition wall
Is a pattern formed, the gas introduction groove,
The area corresponding to the gas discharge groove and the gas passage groove is purple.
It blocks the outside line and is purple in the area corresponding to the contact part of the partition wall.
A positive film made transparent to external light
Superimpose it on the line-curable resin film layer, and then UV
And irradiate the UV-curable resin film layer.
Exposure that cures the area corresponding to the contact part of the cut wall with ultraviolet light
Development process and removal of the positive film and partial UV curing
Blasting the ceramic plate with the resin film layer
Engineering by fully grinding, and the grinding <br/> step you cut the ceramic plate portion and the underlying corresponding to the uncured resin film layer regions Ken, the resin film layer which is ultraviolet curable left on the surface of the ceramic plate solid oxide fuel cell manufacturing method of a ceramic separator, characterized in that it comprises a peeling step you peel the.
JP35433595A 1995-12-28 1995-12-28 Ceramic separator for solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same Expired - Fee Related JP3520884B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35433595A JP3520884B2 (en) 1995-12-28 1995-12-28 Ceramic separator for solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35433595A JP3520884B2 (en) 1995-12-28 1995-12-28 Ceramic separator for solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09190828A JPH09190828A (en) 1997-07-22
JP3520884B2 true JP3520884B2 (en) 2004-04-19

Family

ID=18436863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35433595A Expired - Fee Related JP3520884B2 (en) 1995-12-28 1995-12-28 Ceramic separator for solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3520884B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4617156B2 (en) * 2002-05-09 2011-01-19 本田技研工業株式会社 Improved fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09190828A (en) 1997-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4913982A (en) Fabrication of a monolithic solid oxide fuel cell
US5256499A (en) Monolithic solid oxide fuel cells with integral manifolds
CA1301832C (en) Fabrication of ceramic trilayers for a monolithic solid oxide fuel cell
KR100813089B1 (en) A solid oxide fuel cell stack, a solid oxide fuel cell, and a solid oxide fuel cell system
US5683828A (en) Metal platelet fuel cells production and operation methods
EP0940868B1 (en) Fuel cell stack
US5290642A (en) Method of fabricating a monolithic solid oxide fuel cell
JP3424912B2 (en) Ceramic electrolyte element, electrochemical device, ceramic element article, ceramic oxygen generator, and ceramic oxygen generation method
EP1465278A2 (en) Laminated structures of sintered ceramic material, electrochemical cells, filters and process for producing such sintered laminated structures
WO1996012316A1 (en) Fuel cells employing integrated fluid management platelet technology
WO2008103253A1 (en) Solid oxide fuel cell interconnect
CN1663067A (en) Flow field plate geometries
US6534211B1 (en) Fuel cell having an air electrode with decreased shrinkage and increased conductivity
WO2009123389A1 (en) Electrode supports and monolith type unit cells for solid oxide fuel cells and manufacturing methods of stacks using the same
JP3516325B2 (en) Honeycomb structure solid oxide fuel cell
KR101628653B1 (en) Saperator for solid oxide fuel cell and fuel cell having thereof and method for manufacturing the same
WO2003081703A2 (en) Fuel cell flow field pattern
AU647344B2 (en) Apparatus and method of fabricating a monolithic solid oxide fuel cell
JP3520884B2 (en) Ceramic separator for solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same
JP2003331904A (en) Solid oxide fuel cell, and manufacturing method of stack
WO2023021217A1 (en) An integrated single 3d printing system-based process for manufacturing a monolithic solid oxide cell (soc) stack
JP2008053032A (en) Gas circulation member, stacked sintered body, and electrochemical cell
EP2446501A1 (en) Low mass solid oxide fuel device array monolith
JP4883968B2 (en) Fuel cell manufacturing method
CN101048908B (en) Fuel cell module, method for the production thereof and a unit comprises a number thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040127

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110213

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees