JP4918995B2 - Method for producing solid oxide fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、電解質層と、この電解質層を挟持する一対の多孔質電極層とを有する固体酸化物形燃料電池及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a solid oxide fuel cell having an electrolyte layer and a pair of porous electrode layers sandwiching the electrolyte layer, and a method for manufacturing the same.

固体酸化物形燃料電池(SOFC)は、現在、第三世代の発電用燃料電池として開発が進んでおり、円筒型、モノリス型及び平板積層型の3種類が提案されている。そのいずれもが、酸化物イオン伝導体からなる固体電解質(電解質層)を空気極層(カソード)と燃料極層(アノード)との間に挟んだ積層体を有する。通常、この積層体からなる単セルがセパレータと交互に積層されて、燃料電池スタックが構成されている(例えば特許文献1参照)。   Solid oxide fuel cells (SOFCs) are currently being developed as third-generation power generation fuel cells, and three types are proposed: cylindrical, monolith, and flat plate stack. Each of them has a laminate in which a solid electrolyte (electrolyte layer) made of an oxide ion conductor is sandwiched between an air electrode layer (cathode) and a fuel electrode layer (anode). Usually, the single cell which consists of this laminated body is laminated | stacked alternately with a separator, and the fuel cell stack is comprised (for example, refer patent document 1).

固体酸化物形燃料電池では、空気極層側に酸素(空気)が、燃料極層側に燃料ガス(H2、CO、CH4等)が供給される。空気極層及び燃料極層は、ガスが電解質層との界面に到達することができるように、いずれも多孔質の層からなる。空気極層側に供給された酸素は、空気極層内の気孔を通って電解質層との界面近傍に到達し、この部分で空気極層から電子を受け取って酸化物イオン(O2-)にイオン化される。この酸化物イオンは、燃料極層の方向に向かって電解質層内を移動(拡散)する。そして、燃料極層との界面近傍に到達した酸化物イオンは、この部分で燃料ガスと反応して反応生成物(H2O、CO2等)となり、同時に電子を放出する。この電子は、外部電気回路を通って電気的な仕事をした後、空気極層に到達する。 In the solid oxide fuel cell, oxygen (air) is supplied to the air electrode layer side, and fuel gas (H 2 , CO, CH 4, etc.) is supplied to the fuel electrode layer side. The air electrode layer and the fuel electrode layer are both porous layers so that the gas can reach the interface with the electrolyte layer. Oxygen supplied to the air electrode layer passes through the pores in the air electrode layer and reaches the vicinity of the interface with the electrolyte layer, and receives electrons from the air electrode layer at this portion to form oxide ions (O 2− ). Ionized. The oxide ions move (diffuse) in the electrolyte layer toward the fuel electrode layer. The oxide ions that reach the vicinity of the interface with the fuel electrode layer react with the fuel gas at this portion to become reaction products (H 2 O, CO 2, etc.), and simultaneously release electrons. The electrons reach the air electrode layer after performing electrical work through an external electric circuit.

空気極層側で起こる電極反応、即ち酸素分子から酸化物イオンへのイオン化反応(1/2O2+2e-→O2-)は、酸素分子、電子及び酸化物イオンの三者が関与することから、酸化物イオンを運ぶ電解質層と、電子を運ぶ空気極層と、酸素分子を供給する気相(空気)との三相の界面で起こる。燃料極層側でも同様に、電解質層と、燃料極層と、気相(燃料ガス)との三相の界面で電極反応が起こる。従って、この三相の界面を増大させることが電極反応の円滑な進行に有利であると考えられている。 The electrode reaction that occurs on the air electrode layer side, that is, the ionization reaction from oxygen molecules to oxide ions (1 / 2O 2 + 2e → O 2− ), involves the three components of oxygen molecules, electrons, and oxide ions. It occurs at a three-phase interface between an electrolyte layer that carries oxide ions, an air electrode layer that carries electrons, and a gas phase (air) that supplies oxygen molecules. Similarly, on the fuel electrode layer side, an electrode reaction occurs at the three-phase interface of the electrolyte layer, the fuel electrode layer, and the gas phase (fuel gas). Therefore, it is considered that increasing the three-phase interface is advantageous for smooth progress of the electrode reaction.

電解質層は、酸化物イオンの移動媒体であると同時に、燃料ガスと空気とを直接接触させないための隔壁としても機能するので、ガス不透過性の緻密な構造となっている。この電解質層は、酸化物イオン伝導性が高く、空気極層側の酸化性雰囲気から燃料極層側の還元性雰囲気までの条件下で化学的に安定で、かつ、熱衝撃に強い材料から構成する必要があり、かかる要件を満たす材料として、イットリアを添加した安定化ジルコニア(以下、「YSZ」と略称する)等からなる金属酸化物膜が一般的に使用されている。   The electrolyte layer is a moving medium for oxide ions and also functions as a partition wall for preventing the fuel gas and air from coming into direct contact with each other. Therefore, the electrolyte layer has a dense structure that is impermeable to gas. This electrolyte layer is composed of a material that has high oxide ion conductivity, is chemically stable under conditions from the oxidizing atmosphere on the air electrode layer side to the reducing atmosphere on the fuel electrode layer side, and is resistant to thermal shock. As a material that satisfies this requirement, a metal oxide film made of stabilized zirconia (hereinafter abbreviated as “YSZ”) to which yttria is added is generally used.

一方、空気極層及び燃料極層は、いずれも電子伝導性の高い材料から構成する必要がある。空気極層の材料は、1000℃前後の酸化性雰囲気中で化学的に安定でなければならないため、金属は不適当であり、例えば電子伝導性を持つペロブスカイト型酸化物材料、具体的にはLaMnO3やLaCoO3、又は、これらの材料におけるLaの一部をSr、Ca等に置換した固溶体が一般に使用されている。また、燃料極層の材料としては、Ni等の金属や、Ni−YSZ等のサーメットが一般的に使用されている。尚、Ni等の金属は、燃料極層の形成時には、通常、NiO等の酸化物の状態であるが、燃料電池の運転時(発電時)には金属(Ni等)に還元される。 On the other hand, both the air electrode layer and the fuel electrode layer need to be made of a material having high electron conductivity. Since the material of the air electrode layer must be chemically stable in an oxidizing atmosphere at around 1000 ° C., metals are inappropriate. For example, perovskite type oxide materials having electron conductivity, specifically LaMnO 3 or LaCoO 3 or a solid solution in which a part of La in these materials is substituted with Sr, Ca or the like is generally used. Further, as a material for the fuel electrode layer, a metal such as Ni or a cermet such as Ni—YSZ is generally used. It should be noted that the metal such as Ni is normally in an oxide state such as NiO when the fuel electrode layer is formed, but is reduced to metal (Ni or the like) during operation of the fuel cell (during power generation).

この種の固体酸化物形燃料電池としては、例えば一方の電極層(燃料極層又は空気極層)を兼ねる多孔質基板上に、電解質層及び他方の電極層(燃料極層又は空気極層)を順次形成し、これらを板状の集電体で挟持したものがある(例えば特許文献2参照)。
特開2004−79332号公報 特開2005−251490号公報
As this type of solid oxide fuel cell, for example, an electrolyte layer and the other electrode layer (fuel electrode layer or air electrode layer) are formed on a porous substrate that also serves as one electrode layer (fuel electrode layer or air electrode layer). Are sequentially formed, and these are sandwiched by plate-like current collectors (see, for example, Patent Document 2).
JP 2004-79332 A JP 2005-251490 A

しかし、従来の固体酸化物形燃料電池では、集電体と電極層との接触面が限られるため、集電性能を向上させることが困難であった。   However, in the conventional solid oxide fuel cell, since the contact surface between the current collector and the electrode layer is limited, it is difficult to improve the current collecting performance.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、集電性能を向上させることができる固体酸化物形燃料電池及びその製造方法を提供する。   This invention is made | formed in view of such a situation, and provides the solid oxide fuel cell which can improve current collection performance, and its manufacturing method.

本発明の固体酸化物形燃料電池は、電解質層と、前記電解質層を挟持する一対の多孔質電極層とを有する固体酸化物形燃料電池であって、
前記一対の多孔質電極層の少なくとも一方には、その気孔壁面の少なくとも一部に沿って集電材料が付着していることを特徴とする。
The solid oxide fuel cell of the present invention is a solid oxide fuel cell having an electrolyte layer and a pair of porous electrode layers sandwiching the electrolyte layer,
A current collecting material adheres along at least a part of the pore wall surface to at least one of the pair of porous electrode layers.

本発明の固体酸化物形燃料電池の製造方法は、電解質層と、前記電解質層を挟持する一対の多孔質電極層とを有する固体酸化物形燃料電池の製造方法であって、
前記一対の多孔質電極層の少なくとも一方を形成した後、集電材料となる金属を有する金属源を含む溶液に前記一方の多孔質電極層を浸漬することにより、前記多孔質電極層の気孔壁面の少なくとも一部に沿って金属酸化物を付着させることを特徴とする。
The method for producing a solid oxide fuel cell of the present invention is a method for producing a solid oxide fuel cell having an electrolyte layer and a pair of porous electrode layers sandwiching the electrolyte layer,
After forming at least one of the pair of porous electrode layers, the porous wall surface of the porous electrode layer is immersed in a solution containing a metal source having a metal as a current collecting material. A metal oxide is deposited along at least a part of the substrate.

本発明の固体酸化物形燃料電池及びその製造方法によれば、多孔質電極層の気孔壁面の少なくとも一部に沿って集電材料を付着させることにより、集電材料と多孔質電極層との接触面を増大させることができる。これにより、集電性能を向上させることができる。   According to the solid oxide fuel cell and the method of manufacturing the same of the present invention, the current collecting material and the porous electrode layer are adhered by attaching the current collecting material along at least a part of the pore wall surface of the porous electrode layer. The contact surface can be increased. Thereby, current collection performance can be improved.

本発明の固体酸化物形燃料電池は、電解質層と、この電解質層を挟持する一対の多孔質電極層とを有し、上記一対の多孔質電極層の少なくとも一方には、その気孔壁面の少なくとも一部に沿って集電材料が付着している。これにより、集電材料と多孔質電極層との接触面を増大させることができるため、集電性能を向上させることができる。   The solid oxide fuel cell of the present invention has an electrolyte layer and a pair of porous electrode layers sandwiching the electrolyte layer, and at least one of the pair of porous electrode layers includes at least a pore wall surface thereof. A current collecting material adheres along a part. Thereby, since the contact surface of a current collection material and a porous electrode layer can be increased, current collection performance can be improved.

上記一対の多孔質電極層としては、燃料極層及び空気極層を使用することができる。この場合、上記集電材料は、燃料極層及び空気極層の少なくとも一方の気孔壁面の少なくとも一部に沿って付着している。   As the pair of porous electrode layers, a fuel electrode layer and an air electrode layer can be used. In this case, the current collecting material adheres along at least a part of the pore wall surface of at least one of the fuel electrode layer and the air electrode layer.

上記燃料極層の材料には、例えば、セラミックス粉末材料等の酸化物イオン伝導体と金属触媒との混合物を用いることができる。酸化物イオン伝導体としては、蛍石型又はペロブスカイト型の結晶構造を有するものを好ましく用いることができる。蛍石型の結晶構造を有するものとしては、例えばサマリウムやガドリニウム等をドープしたセリア系酸化物、スカンジウムやイットリウムを含むジルコニア系酸化物等を挙げることができる。また、ペロブスカイト型の結晶構造を有するものとしては、ストロンチウムやマグネシウムをドープしたランタン・ガレード系酸化物を挙げることができる。金属触媒を構成する金属としては、還元性雰囲気中で安定であり、かつ、水素酸化活性を有する材料を用いることができ、例えば、ニッケル、鉄、コバルト等や、貴金属(白金、ルテニウム、パラジウム等)等が使用できる。上記材料の中では、水素酸化の活性が高いニッケルが好ましい。よって、酸化物イオン伝導体とニッケルとの混合物で燃料極層を形成することが好ましい。なお、酸化物イオン伝導体からなるセラミックス粉末材料とニッケルとの混合物は、両者を単に混ぜ合わせただけのものであってもよいし、セラミックス粉末をニッケルへ修飾させたものであってもよい。また、上述したセラミックス粉末材料は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。また、燃料極層は、金属触媒のみから構成することもできる。なお、燃料極層の気孔率は、通常20〜50%であり、望ましくは30〜40%である。また、燃料極層の厚みは、通常5〜50μmである。   As the material for the fuel electrode layer, for example, a mixture of an oxide ion conductor such as a ceramic powder material and a metal catalyst can be used. As the oxide ion conductor, one having a fluorite-type or perovskite-type crystal structure can be preferably used. Examples of those having a fluorite-type crystal structure include ceria-based oxides doped with samarium and gadolinium, zirconia-based oxides containing scandium and yttrium, and the like. Further, examples of those having a perovskite crystal structure include lanthanum galide oxides doped with strontium and magnesium. As a metal constituting the metal catalyst, a material that is stable in a reducing atmosphere and has a hydrogen oxidation activity can be used. For example, nickel, iron, cobalt, or the like, or a noble metal (platinum, ruthenium, palladium, or the like) ) Etc. can be used. Among the above materials, nickel having high hydrogen oxidation activity is preferable. Therefore, it is preferable to form the fuel electrode layer with a mixture of the oxide ion conductor and nickel. Note that the mixture of the ceramic powder material made of an oxide ion conductor and nickel may be a mixture of both of them, or a modification of the ceramic powder to nickel. Moreover, the ceramic powder material mentioned above may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types. Further, the fuel electrode layer can be composed of only a metal catalyst. In addition, the porosity of the fuel electrode layer is usually 20 to 50%, preferably 30 to 40%. The thickness of the fuel electrode layer is usually 5 to 50 μm.

上記空気極層の材料には、例えば、ペロブスカイト型の結晶構造を有する金属酸化物を用いることができる。具体的には(Sm,Sr)CoO3、(La,Sr)MnO3、(La,Sr)CoO3、(La,Sr)(Fe,Co)O3、(La,Sr)(Fe,Co,Ni)O3等の金属酸化物が挙げられ、酸化性雰囲気下の安定性の観点から(La,Sr)MnO3を使用することが好ましい。上述した金属酸化物は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。また、空気極層を形成する材料として、白金、ルテニウム、パラジウム等の貴金属を使用することもできる。なお、空気極層の気孔率は、通常20〜50%であり、望ましくは30〜40%である。また、空気極層の厚みは、通常5〜50μmである。 As the material of the air electrode layer, for example, a metal oxide having a perovskite crystal structure can be used. Specifically, (Sm, Sr) CoO 3 , (La, Sr) MnO 3 , (La, Sr) CoO 3 , (La, Sr) (Fe, Co) O 3 , (La, Sr) (Fe, Co , Ni) O 3 and the like, and (La, Sr) MnO 3 is preferably used from the viewpoint of stability in an oxidizing atmosphere. One kind of the metal oxides described above may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used. Moreover, noble metals, such as platinum, ruthenium, and palladium, can also be used as a material for forming the air electrode layer. The porosity of the air electrode layer is usually 20 to 50%, preferably 30 to 40%. The thickness of the air electrode layer is usually 5 to 50 μm.

上記電解質層の材料としては、例えば、固体酸化物形燃料電池用の電解質材料として広く知られている酸化ジルコニウム、酸化セリウム及び酸化ランタンから選ばれる少なくとも一つを含む複合金属酸化物を使用できる。このような複合金属酸化物の具体例としては、YSZ、スカンジア安定化ジルコニア(以下、「ScSZ」と略称する)、サマリアドープドセリア(以下、「SDC」と略称する)、ガドリニウムドープドセリア(以下、「GDC」と略称する)、ランタン・ガレード等が挙げられる。また、上記複合金属酸化物は、酸化物イオン伝導性の観点から、蛍石型又はペロブスカイト型の結晶構造を有することが好ましい。なお、上記電解質層の厚みは、通常10nm以上100μm以下であり、好ましくは10nm以上10μm以下であり、さらに好ましくは100nm以上5μm以下であり、最も好ましくは、100nm以上1μm以下である。上記厚みが10nm未満の場合、上記一対の多孔質電極層同士が接触するおそれがある。一方、上記厚みが100μmを超えると、上記電解質層の酸化物イオン伝導性が低下するおそれがある。   As the material of the electrolyte layer, for example, a composite metal oxide containing at least one selected from zirconium oxide, cerium oxide, and lanthanum oxide, which is widely known as an electrolyte material for a solid oxide fuel cell, can be used. Specific examples of such composite metal oxides include YSZ, scandia-stabilized zirconia (hereinafter abbreviated as “ScSZ”), Samaria doped ceria (hereinafter abbreviated as “SDC”), gadolinium doped ceria ( Hereinafter, abbreviated as “GDC”), lanthanum garade and the like. The composite metal oxide preferably has a fluorite-type or perovskite-type crystal structure from the viewpoint of oxide ion conductivity. The thickness of the electrolyte layer is usually 10 nm to 100 μm, preferably 10 nm to 10 μm, more preferably 100 nm to 5 μm, and most preferably 100 nm to 1 μm. When the thickness is less than 10 nm, the pair of porous electrode layers may come into contact with each other. On the other hand, when the thickness exceeds 100 μm, the oxide ion conductivity of the electrolyte layer may be lowered.

上記集電材料は、粒状であってもよいし、膜状であってもよい。特に、径が1μm以下の粒子からなる集電材料や、厚みが1μm以下の膜からなる集電材料を使用するのが好ましい。多孔質電極層のガス拡散機能を維持した上、集電性能を向上させることができるからである。なお、上記集電材料が粒状の場合、その粒径は通常10nm以上である。また、上記集電材料が膜状の場合、その膜厚は通常10nm以上である。   The current collecting material may be granular or film-shaped. In particular, it is preferable to use a current collecting material made of particles having a diameter of 1 μm or less or a current collecting material made of a film having a thickness of 1 μm or less. This is because the gas diffusion function of the porous electrode layer can be maintained and the current collecting performance can be improved. In addition, when the said current collection material is granular, the particle size is 10 nm or more normally. Moreover, when the said current collection material is a film | membrane form, the film thickness is 10 nm or more normally.

上記集電材料としては、一般的な集電材料が使用でき、例えば金属材料や金属酸化物材料が使用できる。具体的には、Pt、Au、Pd、Ag、Ni、Cu等の導電性金属や、La(Cr,Mg)O3、(La,Ca)CrO3、(La,Sr)CrO3等のランタン・クロマイト系の導電性セラミックス材料等を含むものが使用できる。また、上記集電材料は、上記一方の多孔質電極層を構成する電子伝導材料と同じ材料からなるものであってもよい。上記集電材料と上記一方の多孔質電極層の気孔壁面との密着性が向上するからである。なお、本明細書における「集電材料」とは、少なくとも発電時において集電効果を発揮できる材料であればよい。例えば酸化ニッケルのように、発電時に還元されることによって集電効果を発揮できる材料を使用してもよい。 As the current collecting material, a general current collecting material can be used. For example, a metal material or a metal oxide material can be used. Specifically, conductive metals such as Pt, Au, Pd, Ag, Ni, and Cu, and lanthanum such as La (Cr, Mg) O 3 , (La, Ca) CrO 3 , (La, Sr) CrO 3, etc. -Those containing chromite-based conductive ceramic materials can be used. The current collecting material may be made of the same material as the electron conductive material constituting the one porous electrode layer. This is because the adhesion between the current collecting material and the pore wall surface of the one porous electrode layer is improved. In addition, the “current collecting material” in the present specification may be any material that can exhibit a current collecting effect at least during power generation. For example, a material that can exhibit a current collecting effect by being reduced during power generation, such as nickel oxide, may be used.

本発明では、上記一方の多孔質電極層の表面のうち、少なくとも上記電解質層との接触面を除く表面の一部に上記集電材料が付着していることが好ましい。多孔質電極層の表面に付着した集電材料から電気を取り出すことができるからである。   In this invention, it is preferable that the said current collection material adheres to a part of surface except the contact surface with the said electrolyte layer among the surfaces of said one porous electrode layer. This is because electricity can be taken out from the current collecting material attached to the surface of the porous electrode layer.

上記一方の多孔質電極層内の気孔は、平均径が1μm以上100μm以下であることが好ましく、1μm以上10μm以下であることがより好ましい。上記気孔の平均径が1μm未満の場合、上記一方の多孔質電極層のガス透過性が低下する場合がある。一方、上記気孔の平均径が100μmを超える場合、上記一方の多孔質電極層の強度が低下する場合がある。なお、他方の多孔質電極層内の気孔の平均径についても、上記と同じ理由から上記数値範囲内であることが好ましい。   The pores in the one porous electrode layer preferably have an average diameter of 1 μm to 100 μm, and more preferably 1 μm to 10 μm. When the average diameter of the pores is less than 1 μm, the gas permeability of the one porous electrode layer may be lowered. On the other hand, when the average diameter of the pores exceeds 100 μm, the strength of the one porous electrode layer may decrease. Note that the average diameter of the pores in the other porous electrode layer is also preferably within the above numerical range for the same reason as described above.

次に、上述した本発明の固体酸化物形燃料電池の好適な製造方法の一例について説明する。   Next, an example of a preferred method for producing the above-described solid oxide fuel cell of the present invention will be described.

まず、プレス成形等の手段を用いて形成された電解質基板を用意し、この電解質基板の一主面上に一方の多孔質電極層をスクリーン印刷等の手段を用いて形成する。   First, an electrolyte substrate formed using means such as press molding is prepared, and one porous electrode layer is formed on one main surface of the electrolyte substrate using means such as screen printing.

次に、集電材料となる金属を有する金属源を含む溶液に上記一方の多孔質電極層を浸漬することにより、上記多孔質電極層の気孔壁面の少なくとも一部に沿って金属酸化物(集電材料)を粒状又は膜状に付着させる。   Next, by immersing the one porous electrode layer in a solution containing a metal source having a metal as a current collecting material, a metal oxide (collector) is collected along at least a part of the pore wall surface of the porous electrode layer. (Electrical material) is adhered in the form of particles or film.

上記金属源としては、上記集電材料を構成する金属元素を含み、かつ後述する溶媒に溶解するものであればよい。例えば、金属塩、金属イオンに対して無機物又は有機物が配位した金属錯体、分子中に金属−炭素結合を有する有機金属化合物等を使用することができる。上記金属源は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。   Any metal source may be used as long as it contains a metal element constituting the current collecting material and dissolves in a solvent described later. For example, a metal salt, a metal complex in which an inorganic substance or an organic substance is coordinated with a metal ion, an organometallic compound having a metal-carbon bond in the molecule, or the like can be used. The said metal source may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.

上記集電材料を構成する金属元素は特に限定されないが、例えばCa、Cr、Sr、Nb、Mo、Sb、Te、Ba、W、Mg、Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Ag、In、Sn、Ce、Sm、Pb、La、Hf、Sc、Gd、Ga及びTaから選ばれる少なくとも一つの金属元素であることが好ましい。これらの金属元素は、プールベ線図において、金属酸化物として存在する領域(以下、「金属酸化物領域」という)、又は金属水酸化物として存在する領域(以下、「金属水酸化物領域」という)を有しているため、金属酸化物の主用構成元素として適している。   Although the metal element which comprises the said current collection material is not specifically limited, For example, Ca, Cr, Sr, Nb, Mo, Sb, Te, Ba, W, Mg, Al, Si, Ti, V, Mn, Fe, Co, It is preferably at least one metal element selected from Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Ag, In, Sn, Ce, Sm, Pb, La, Hf, Sc, Gd, Ga and Ta. In the Pourbaille diagram, these metal elements are regions that exist as metal oxides (hereinafter referred to as “metal oxide regions”) or regions that exist as metal hydroxides (hereinafter referred to as “metal hydroxide regions”). Therefore, it is suitable as a main constituent element of a metal oxide.

上記金属塩としては、上記金属元素を含む塩化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩、リン酸塩、臭素酸塩等を挙げることができる。中でも、本発明においては、塩化物、硝酸塩、酢酸塩を使用することが好ましい。これらの化合物は汎用品として入手が容易だからである。   Examples of the metal salt include chlorides, nitrates, sulfates, perchlorates, acetates, phosphates, bromates and the like containing the above metal elements. Among these, in the present invention, it is preferable to use chloride, nitrate, and acetate. This is because these compounds are easily available as general-purpose products.

また、上記金属錯体や上記有機金属化合物の具体例としては、マグネシウムジエトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、カルシウムアセチルアセトナート二水和物、カルシウムジ(メトキシエトキシド)、グルコン酸カルシウム一水和物、クエン酸カルシウム四水和物、サリチル酸カルシウム二水和物、チタンラクテート、チタンアセチルアセトネート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、ブチルチタネートダイマー、チタニウムビス(エチルヘキソキシ)ビス(2−エチル−3−ヒドロキシヘキソキシド)、ジイソプロポキシチタンビス(トリエタノールアミネート)、ジヒドロキシビス(アンモニウムラクテート)チタニウム、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、チタンペロキソクエン酸アンモニウム四水和物、ジシクロペンタジエニル鉄(II)、乳酸鉄(II)三水和物、鉄(III)アセチルアセトナート、コバルト(II)アセチルアセトナート、ニッケル(II)アセチルアセトナート二水和物、銅(II)アセチルアセトナート、銅(II)ジピバロイルメタナート、エチルアセト酢酸銅(II)、亜鉛アセチルアセトナート、乳酸亜鉛三水和物、サリチル酸亜鉛三水和物、ステアリン酸亜鉛、ストロンチウムジピバロイルメタナート、イットリウムジピバロイルメタナート、ジルコニウムテトラ−n−ブトキシド、ジルコニウム(IV)エトキシド、ジルコニウムノルマルプロピレート、ジルコニウムノルマルブチレート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムモノアセチルアセトネート、ジルコニウムアセチルアセトネートビスエチルアセトアセテート、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムモノステアレート、ペンタ−n−ブトキシニオブ、ペンタエトキシニオブ、ペンタイソプロポキシニオブ、トリス(アセチルアセトナト)インジウム(III)、2−エチルヘキサン酸インジウム(III)、テトラエチルスズ、酸化ジブチルスズ(IV)、トリシクロヘキシルスズ(IV)ヒドロキシド、ランタンアセチルアセトナート二水和物、トリ(メトキシエトキシ)ランタン、ペンタイソプロポキシタンタル、ペンタエトキシタンタル、タンタル(V)エトキシド、セリウム(III)アセチルアセトナートn水和物、クエン酸鉛(II)三水和物、シクロヘキサン酪酸鉛等を挙げることができる。さらには、クロム(III)アセチルアセトナート、トリフルオロメタンスルホン酸ガリウム(III)、ストロンチウムジピバロイルメタナート、五塩化ニオブ、モリブデニルアセチルアセトナート、パラジウム(II)アセチルアセトナート、塩化アンチモン(III)、テルル酸ナトリウム、塩化バリウム二水和物、塩化タングステン(VI)等であってもよい。   Specific examples of the metal complex and the organometallic compound include magnesium diethoxide, aluminum acetylacetonate, calcium acetylacetonate dihydrate, calcium di (methoxyethoxide), and calcium gluconate monohydrate. , Calcium citrate tetrahydrate, calcium salicylate dihydrate, titanium lactate, titanium acetylacetonate, tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, tetra (2-ethylhexyl) titanate, butyl titanate dimer, titanium bis (ethylhexoxy) Bis (2-ethyl-3-hydroxyhexoxide), diisopropoxytitanium bis (triethanolamate), dihydroxybis (ammonium lactate) titanium, diisopropoxytita Bis (ethyl acetoacetate), Titanium peroxo ammonium citrate tetrahydrate, Dicyclopentadienyl iron (II), Iron lactate (II) trihydrate, Iron (III) acetylacetonate, Cobalt (II) Acetylacetonate, nickel (II) acetylacetonate dihydrate, copper (II) acetylacetonate, copper (II) dipivaloylmethanate, copper (II) ethylacetoacetate, zinc acetylacetonate, zinc lactate Hydrates, zinc salicylate trihydrate, zinc stearate, strontium dipivaloylmethanate, yttrium dipivaloylmethanate, zirconium tetra-n-butoxide, zirconium (IV) ethoxide, zirconium normal propyrate, zirconium Normal butyrate, zirconium tetraacetylacetonate, zirconium monoacetylate Tonate, zirconium acetylacetonate bisethylacetoacetate, zirconium acetate, zirconium monostearate, penta-n-butoxyniobium, pentaethoxyniobium, pentaisopropoxyniobium, tris (acetylacetonato) indium (III), 2-ethylhexane Indium (III) oxide, tetraethyltin, dibutyltin (IV) oxide, tricyclohexyltin (IV) hydroxide, lanthanum acetylacetonate dihydrate, tri (methoxyethoxy) lanthanum, pentaisopropoxytantalum, pentaethoxytantalum, tantalum (V) Ethoxide, cerium (III) acetylacetonate n-hydrate, lead (II) citrate trihydrate, lead cyclohexanebutyrate and the like. In addition, chromium (III) acetylacetonate, gallium trifluoromethanesulfonate (III), strontium dipivaloylmethanate, niobium pentachloride, molybdenylacetylacetonate, palladium (II) acetylacetonate, antimony chloride (III ), Sodium tellurate, barium chloride dihydrate, tungsten chloride (VI), and the like.

上記金属源を含む溶液に用いられる溶媒は、上記金属源を溶解することができるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、金属源が金属塩の場合は、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、ブタノール等の総炭素数が5以下の低級アルコール、水、トルエン、これらの混合溶媒等を使用することができ、金属源が金属錯体又は有機金属化合物の場合は、水、上述した低級アルコール、トルエン、これらの混合溶媒等を使用することができる。また、本発明においては、上記溶媒を組み合わせて使用してもよい。例えば、水への溶解性は低いが有機溶媒への溶解性は高い金属錯体と、有機溶媒への溶解性は低いが水への溶解性は高い材料(例えば後述する還元剤)とを使用する場合は、水と有機溶媒との混合溶媒を使用して両者を溶解させ、均一な上記溶液とすることができる。   The solvent used for the solution containing the metal source is not particularly limited as long as it can dissolve the metal source. For example, when the metal source is a metal salt, a lower alcohol having a total carbon number of 5 or less such as methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol, butanol, water, toluene, a mixed solvent thereof or the like may be used. In the case where the metal source is a metal complex or an organometallic compound, water, the above-described lower alcohol, toluene, a mixed solvent thereof or the like can be used. In the present invention, the above solvents may be used in combination. For example, a metal complex having low solubility in water but high solubility in an organic solvent and a material having low solubility in an organic solvent but high solubility in water (for example, a reducing agent described later) are used. In the case, a mixed solvent of water and an organic solvent is used to dissolve both of them, and a uniform solution can be obtained.

上記溶液における上記金属源の濃度としては、通常0.001〜10mol/リットルであり、中でも0.01〜1mol/リットルであることが好ましい。濃度が0.001mol/リットル未満であると、金属酸化物の生成反応が起こり難く、所望の金属酸化物を得ることができない可能性があり、濃度が10mol/リットルを超えると、沈殿物が生成する可能性があるからである。   The concentration of the metal source in the solution is usually 0.001 to 10 mol / liter, and preferably 0.01 to 1 mol / liter. If the concentration is less than 0.001 mol / liter, the metal oxide formation reaction is unlikely to occur, and the desired metal oxide may not be obtained. If the concentration exceeds 10 mol / liter, a precipitate is formed. Because there is a possibility of doing.

上記溶液は、上記金属源の他に、酸化剤及び還元剤から選ばれる少なくとも一つを更に含むことが好ましい。金属酸化物の生成反応を促進させることができるからである。例えば、上記溶液に酸化剤が含まれていると、上記金属源が溶解してなる金属イオン等の酸化が速やかに行われるため、金属酸化物の生成反応が促進する。また、例えば、上記溶液に還元剤が含まれていると、この還元剤が分解して電子を放出することにより水(溶媒)の電気分解反応を誘発すると考えられる。水の電気分解反応が起こると水酸化物イオンが発生し、これにより、上記溶液のpHが上昇し、プールベ線図における金属酸化物領域又は金属水酸化物領域へとシフトするため、金属酸化物の生成反応が促進する。   The solution preferably further contains at least one selected from an oxidizing agent and a reducing agent in addition to the metal source. This is because the formation reaction of the metal oxide can be promoted. For example, when an oxidizing agent is contained in the solution, oxidation of metal ions or the like formed by dissolving the metal source is rapidly performed, and thus a metal oxide generation reaction is promoted. In addition, for example, when a reducing agent is included in the solution, it is considered that the reducing agent decomposes and emits electrons to induce an electrolysis reaction of water (solvent). When water electrolysis occurs, hydroxide ions are generated, which increases the pH of the solution and shifts to the metal oxide region or metal hydroxide region in the Pourbaix diagram. The production reaction of is promoted.

上記酸化剤としては、上述した溶媒に溶解し、かつ上記金属源が溶解してなる金属イオン等を酸化することができるものであれば特に限定されず、例えば、過酸化水素、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、酸化銀、二クロム酸、過マンガン酸カリウム等が挙げられ、中でも過酸化水素、亜硝酸カリウムを使用するのが好ましい。   The oxidizing agent is not particularly limited as long as it can be dissolved in the above-described solvent and can oxidize a metal ion or the like formed by dissolving the metal source. For example, hydrogen peroxide, sodium nitrite, Examples thereof include potassium nitrite, sodium bromate, potassium bromate, silver oxide, dichromic acid, and potassium permanganate. Among them, hydrogen peroxide and potassium nitrite are preferably used.

上記溶液における上記酸化剤の濃度は、酸化剤の種類に応じて異なるが、通常0.001〜1mol/リットルであり、中でも0.01〜0.1mol/リットルであることが好ましい。濃度が0.001mol/リットル未満であると、金属酸化物の生成反応を促進させる効果を充分に発揮することができない可能性があり、濃度が1mol/リットルを超えると、濃度の増加に見合う効果が得られず、コスト上好ましくないからである。   The concentration of the oxidizing agent in the solution varies depending on the kind of the oxidizing agent, but is usually 0.001 to 1 mol / liter, and preferably 0.01 to 0.1 mol / liter. If the concentration is less than 0.001 mol / liter, the effect of promoting the metal oxide formation reaction may not be sufficiently exhibited. If the concentration exceeds 1 mol / liter, the effect is commensurate with the increase in concentration. Is not preferable in terms of cost.

上記還元剤としては、上述した溶媒に溶解し、かつ分解反応により電子を放出することができるものであれば、特に限定されず、例えば、ボラン−tert−ブチルアミン錯体、ボラン−N,Nジエチルアニリン錯体、ボラン−ジメチルアミン錯体、ボラン−トリメチルアミン錯体等のボラン系錯体、水酸化シアノホウ素ナトリウム、水酸化ホウ素ナトリウム等を挙げることができ、中でもボラン系錯体を使用することが好ましい。   The reducing agent is not particularly limited as long as it is soluble in the above-described solvent and can release electrons by a decomposition reaction. For example, borane-tert-butylamine complex, borane-N, N diethylaniline. Examples include complexes, borane complexes such as borane-dimethylamine complex and borane-trimethylamine complex, sodium cyanoborohydride, sodium borohydride, etc. Among them, it is preferable to use borane complex.

上記溶液における上記還元剤の濃度は、還元剤の種類に応じて異なるが、通常0.001〜1mol/リットルであり、中でも0.01〜0.1mol/リットルであることが好ましい。濃度が0.001mol/リットル未満であると、金属酸化物の生成反応を促進させる効果を充分に発揮することができない可能性があり、濃度が1mol/リットルを超えると、濃度の増加に見合う効果が得られず、コスト上好ましくないからである。   The concentration of the reducing agent in the solution varies depending on the type of the reducing agent, but is usually 0.001 to 1 mol / liter, and preferably 0.01 to 0.1 mol / liter. If the concentration is less than 0.001 mol / liter, the effect of promoting the metal oxide formation reaction may not be sufficiently exhibited. If the concentration exceeds 1 mol / liter, the effect is commensurate with the increase in concentration. Is not preferable in terms of cost.

また、上記溶液は、補助イオン源や界面活性剤等の添加剤を含有していても良い。   The solution may contain additives such as an auxiliary ion source and a surfactant.

上記補助イオン源は、電子と反応して水酸化物イオンを発生するものであり、上記溶液のpHを上昇させ、金属酸化物の生成反応を促進させることができる。これは、プールベ線図において、金属酸化物領域や金属水酸化物領域へと誘導する働きのことである。従って、上記補助イオン源は、熱で分解して電子を放出する還元剤と組み合わせることで効果を発揮するが、上記溶液に還元剤が含まれていなくても、加熱により酸素と分離するため、単独で酸化剤としても使用できる。なお、上記補助イオン源の使用量は、使用する金属源等に応じて適宜設定すればよい。   The auxiliary ion source generates hydroxide ions by reacting with electrons, and can raise the pH of the solution and promote the formation reaction of metal oxides. This is a function of guiding to a metal oxide region or a metal hydroxide region in the Pourbaix diagram. Therefore, the auxiliary ion source is effective when combined with a reducing agent that decomposes by heat and emits electrons, but even if the solution does not contain a reducing agent, it is separated from oxygen by heating. It can be used alone as an oxidizing agent. In addition, what is necessary is just to set the usage-amount of the said auxiliary ion source suitably according to the metal source etc. to be used.

このような補助イオン源としては、具体的には、塩素酸イオン、過塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、次亜塩素酸イオン、臭素酸イオン、次臭素酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン等のイオン種を挙げることができる。これらの補助イオン源は、溶液中で下記の反応を起こすと考えられている。
(化1) ClO4 - + H2O + 2e- ⇔ ClO3 - + 2OH-
(化2) ClO3 - + H2O + 2e- ⇔ ClO2 - + 2OH-
(化3) ClO2 - + H2O + 2e- ⇔ ClO- + 2OH-
(化4) 2ClO- + 2H2O + 2e- ⇔ Cl2 + 4OH-
(化5) BrO3 - + 2H2O + 4e- ⇔ BrO- + 4OH-
(化6) 2BrO- + 2H2O + 2e- ⇔ Br2 + 4OH-
(化7) NO3 - + H2O + 2e- ⇔ NO2 - + 2OH-
(化8) NO2 - + 3H2O + 3e- ⇔ NH3 + 3OH-
上記反応式に従って発生した水酸化物イオンは、上記溶液のpHを上昇させ、金属酸化物の生成反応を促進させることができる。
Specific examples of such auxiliary ion sources include chlorate ions, perchlorate ions, chlorite ions, hypochlorite ions, bromate ions, hypobromate ions, nitrate ions, nitrite ions, etc. Can be mentioned. These auxiliary ion sources are believed to cause the following reactions in solution.
(Chemical formula 1) ClO 4 + H 2 O + 2e ⇔ ClO 3 + 2OH
(Chemical Formula 2) ClO 3 + H 2 O + 2e ⇔ ClO 2 + 2OH
(Chemical Formula 3) ClO 2 + H 2 O + 2e ⇔ ClO + 2OH
(Formula 4) 2ClO - + 2H 2 O + 2e - ⇔ Cl 2 + 4OH -
(Formula 5) BrO 3 - + 2H 2 O + 4e - ⇔ BrO - + 4OH -
(Of 6) 2BrO - + 2H 2 O + 2e - ⇔ Br 2 + 4OH -
(Chemical Formula 7) NO 3 + H 2 O + 2e NO NO 2 + 2OH
(Chemical Formula 8) NO 2 + 3H 2 O + 3e NH NH 3 + 3OH
The hydroxide ions generated according to the above reaction formula can increase the pH of the solution and promote the metal oxide formation reaction.

上記界面活性剤は、多孔質電極層の気孔壁面に対する上記溶液の濡れ性を向上させ、金属酸化物の生成反応を促進させることができる。このような界面活性剤としては、具体的にはサーフィノール485、サーフィノールSE、サーフィノールSE−F、サーフィノール504、サーフィノールGA、サーフィノール104A、サーフィノール104BC、サーフィノール104PPM、サーフィノール104E、サーフィノール104PA等のサーフィノールシリーズ(以上、全て日信化学工業社製商品名)、NIKKOL AM301、NIKKOL AM313ON(以上、全て日光ケミカル社製商品名)等を挙げることができる。なお、上記界面活性剤の使用量は、使用する金属源等に応じて適宜設定すればよい。   The said surfactant can improve the wettability of the said solution with respect to the pore wall surface of a porous electrode layer, and can promote the production | generation reaction of a metal oxide. Specific examples of such surfactants include Surfinol 485, Surfinol SE, Surfinol SE-F, Surfinol 504, Surfinol GA, Surfinol 104A, Surfinol 104BC, Surfinol 104PPM, Surfinol 104E. Surfynol series such as Surfinol 104PA (all are trade names manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), NIKKOL AM301, NIKKOL AM313ON (all are trade names manufactured by Nikko Chemical Co., Ltd.), and the like. In addition, what is necessary is just to set the usage-amount of the said surfactant suitably according to the metal source etc. to be used.

上記溶液に上記多孔質電極層を浸漬する際、上記溶液及び上記多孔質電極層のうち少なくとも一方(好ましくは双方)を、10℃以上の温度に保持してもよい。金属酸化物の生成反応を促進させることができるからである。金属酸化物の生成反応をより促進させるためには、50℃以上の温度に加熱することが好ましく、60℃以上の温度に加熱することがより好ましい。この場合、加熱温度は、作業性の観点から、上記溶液の沸点以下の温度とすることが好ましい。例えば、上記溶液及び上記多孔質電極層のうち少なくとも一方(好ましくは双方)を、通常10〜100℃の範囲に保持すればよく、生産性の観点から50〜90℃の範囲に加熱することが好ましい。   When immersing the porous electrode layer in the solution, at least one (preferably both) of the solution and the porous electrode layer may be maintained at a temperature of 10 ° C. or higher. This is because the formation reaction of the metal oxide can be promoted. In order to further promote the formation reaction of the metal oxide, heating to a temperature of 50 ° C. or higher is preferable, and heating to a temperature of 60 ° C. or higher is more preferable. In this case, the heating temperature is preferably set to a temperature not higher than the boiling point of the solution from the viewpoint of workability. For example, at least one (preferably both) of the solution and the porous electrode layer may be normally maintained in a range of 10 to 100 ° C, and may be heated to a range of 50 to 90 ° C from the viewpoint of productivity. preferable.

上記溶液に上記多孔質電極層を浸漬する際、上記多孔質電極層と上記溶液とが接触している部分に、気泡状の酸化性ガスを接触させてもよい。上記金属源が溶解してなる金属イオン等の酸化が速やかに行われるため、金属酸化物の生成反応が促進するからである。このような酸化性ガスとしては、上記金属源が溶解してなる金属イオン等を酸化することができるものであれば特に限定されず、例えば、酸素、オゾン、亜硝酸ガス、二酸化窒素、二酸化塩素、ハロゲンガス等が挙げられ、中でも酸素、オゾンを使用することが好ましく、特にオゾンを使用することが好ましい。工業的に入手が容易であり、低コスト化が実現できるからである。また、上述した気泡状の酸化性ガスの導入方法については、特に限定されるものではないが、例えば、バブラーを使用する方法を挙げることができる。バブラーを使用することにより、上記多孔質電極層と上記溶液とが接触している部分と、酸化性ガスとの接触面積を増大させることができ、金属酸化物の生成速度を効率よく向上させることができるからである。このようなバブラーとしては、一般的なバブラーを使用することができ、例えば、ナフロンバブラー(アズワン社製)等を挙げることができる。また、上記酸化性ガスは、通常ガスボンベから上記溶液に供給することができ、オゾンに関しては、オゾン発生装置から上記溶液に供給することができる。   When the porous electrode layer is immersed in the solution, a bubble-like oxidizing gas may be brought into contact with a portion where the porous electrode layer and the solution are in contact with each other. This is because oxidation of metal ions or the like formed by dissolving the metal source is promptly performed, so that the formation reaction of the metal oxide is promoted. Such an oxidizing gas is not particularly limited as long as it can oxidize metal ions and the like obtained by dissolving the metal source. For example, oxygen, ozone, nitrous acid gas, nitrogen dioxide, chlorine dioxide In particular, oxygen and ozone are preferably used, and ozone is particularly preferably used. This is because it is easy to obtain industrially and can realize cost reduction. Moreover, the method for introducing the bubble-like oxidizing gas described above is not particularly limited, and examples thereof include a method using a bubbler. By using a bubbler, the contact area between the porous electrode layer and the solution in contact with the oxidizing gas can be increased, and the metal oxide production rate can be improved efficiently. Because you can. As such a bubbler, a general bubbler can be used, and examples thereof include a Naflon bubbler (manufactured by ASONE). In addition, the oxidizing gas can be normally supplied to the solution from a gas cylinder, and ozone can be supplied to the solution from an ozone generator.

また、上記溶液に上記多孔質電極層を浸漬する際、上記多孔質電極層と上記溶液とが接触している部分に、紫外線を照射してもよい。紫外線を照射することによって、水の電気分解反応を促進させたり、上述した還元剤の分解を促進させたりすることができると考えられ、発生した水酸化物イオンによって、上述したように金属酸化物の生成反応を促進させることができるからである。また、紫外線を照射することにより、上述した補助イオン源から水酸化物イオンを発生させたり、得られる金属酸化物の結晶性を向上させたりすることもできる。なお、上記紫外線としては、波長が470nm以下の近紫外光も含むものとする。   Further, when the porous electrode layer is immersed in the solution, the portion where the porous electrode layer and the solution are in contact may be irradiated with ultraviolet rays. By irradiating with ultraviolet rays, it is considered that the electrolysis reaction of water can be promoted or the decomposition of the reducing agent described above can be promoted. It is because the production | generation reaction of can be accelerated | stimulated. Moreover, by irradiating with ultraviolet rays, hydroxide ions can be generated from the auxiliary ion source described above, and the crystallinity of the resulting metal oxide can be improved. The ultraviolet light includes near ultraviolet light having a wavelength of 470 nm or less.

上記紫外線の波長としては、通常185〜470nmであり、生成反応をより促進させるためには、185〜260nmであることが好ましい。また、上記紫外線の強度としては、通常1〜20mW/cm2であり、生成反応をより促進させるためには、5〜15mW/cm2であることが好ましい。このような紫外線照射を行う紫外線照射装置としては、例えば市販の紫外線照射装置を使用することができ、具体的には、SEN特殊光源社製のHB400X−21等を使用することができる。 The wavelength of the ultraviolet light is usually 185 to 470 nm, and preferably 185 to 260 nm in order to further accelerate the production reaction. The intensity of the ultraviolet rays is usually 1 to 20 mW / cm 2 , and preferably 5 to 15 mW / cm 2 in order to further promote the production reaction. As an ultraviolet irradiation apparatus for performing such ultraviolet irradiation, for example, a commercially available ultraviolet irradiation apparatus can be used, and specifically, HB400X-21 manufactured by SEN Special Light Source Co., Ltd. can be used.

上記方法によって上記一方の多孔質電極層の気孔壁面の少なくとも一部に沿って金属酸化物(即ち集電材料)を付着させた後、上記電解質基板における上記一方の多孔質電極層が接する主面とは反対側の主面に、スクリーン印刷等の手段を用いて他方の多孔質電極層を形成する。以上の方法により、本発明の固体酸化物形燃料電池が得られる。   After the metal oxide (that is, the current collecting material) is attached along at least a part of the pore wall surface of the one porous electrode layer by the above method, the main surface of the electrolyte substrate in contact with the one porous electrode layer The other porous electrode layer is formed on the main surface on the opposite side by using a method such as screen printing. With the above method, the solid oxide fuel cell of the present invention is obtained.

なお、多孔質電極層の気孔壁面に集電材料を付着させる方法としては、上記方法以外の方法を使用してもよい。例えば、上記溶液と上記一方の多孔質電極層とを接触させることによって、上記多孔質電極層の気孔壁面に集電材料を付着させてもよい。   In addition, as a method for attaching the current collecting material to the pore wall surface of the porous electrode layer, a method other than the above method may be used. For example, the current collecting material may be attached to the pore wall surface of the porous electrode layer by bringing the solution into contact with the one porous electrode layer.

上記溶液と上記一方の多孔質電極層とを接触させる方法は、特に限定されるものではないが、上記溶液と多孔質電極層とが接触した際に、多孔質電極層の温度を低下させない方法であることが好ましい。多孔質電極層の温度が低下すると金属酸化物の生成反応が起こり難くなり、所望の金属酸化物(即ち集電材料)を得ることができなくなる可能性があるからである。多孔質電極層の温度を低下させない方法としては、例えば、上記溶液を液滴として多孔質電極層上に接触させる方法等が挙げられる。この際、上記液滴は、例えば0.001〜1000μm程度の小さい径を有することが好ましい。上記液滴の径が上記範囲内であれば、上記溶液の溶媒が瞬時に蒸発し、多孔質電極層の温度の低下を抑制することができる上、液滴の径が小さいことで、均質な金属酸化物を得ることができるからである。   The method of bringing the solution into contact with the one porous electrode layer is not particularly limited, but the method does not lower the temperature of the porous electrode layer when the solution and the porous electrode layer are in contact with each other. It is preferable that This is because when the temperature of the porous electrode layer is lowered, a metal oxide formation reaction is difficult to occur, and a desired metal oxide (that is, a current collecting material) may not be obtained. Examples of a method that does not lower the temperature of the porous electrode layer include a method of bringing the above solution into contact with the porous electrode layer as droplets. At this time, the droplets preferably have a small diameter of, for example, about 0.001 to 1000 μm. If the diameter of the droplet is within the above range, the solvent of the solution can be instantly evaporated, and the temperature drop of the porous electrode layer can be suppressed. This is because a metal oxide can be obtained.

上記溶液の液滴を多孔質電極層上に接触させる方法は、特に限定されるものではないが、具体的には、上記溶液を噴霧することにより多孔質電極層上に上記溶液を接触させる方法や、上記溶液をミスト状にした空間の中に多孔質電極層を通過させることにより多孔質電極層上に上記溶液を接触させる方法等が挙げられる。上記方法によれば、上記多孔質電極層表面に形成された気孔の開口から上記溶液が浸入し、上記多孔質電極層の気孔壁面に上記溶液が付着する。   The method of bringing the solution droplets into contact with the porous electrode layer is not particularly limited. Specifically, the method of bringing the solution into contact with the porous electrode layer by spraying the solution. For example, a method of bringing the solution into contact with the porous electrode layer by passing the porous electrode layer through a space in which the solution is mist-like may be used. According to the above method, the solution enters from the pore opening formed on the surface of the porous electrode layer, and the solution adheres to the pore wall surface of the porous electrode layer.

上記溶液を多孔質電極層上に噴霧する方法は、例えばスプレー装置等を用いて噴霧する方法等が挙げられる。上記スプレー装置等を用いて噴霧する場合、液滴の径は、通常0.001〜1000μm、中でも0.01〜100μmであることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、多孔質電極層の温度の低下を抑制することができ、均質な金属酸化物を得ることができるからである。   Examples of the method of spraying the solution onto the porous electrode layer include a method of spraying using a spray device or the like. When spraying using the said spray apparatus etc., the diameter of a droplet is 0.001-1000 micrometers normally, It is preferable that it is 0.01-100 micrometers especially. This is because, if the diameter of the droplet is within the above range, a decrease in the temperature of the porous electrode layer can be suppressed, and a homogeneous metal oxide can be obtained.

また、上記スプレー装置の噴射ガスとしては、金属酸化物の生成を阻害しない限り特に限定されるものではないが、例えば、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、酸素等を挙げることができ、中でも不活性な気体である窒素、アルゴン、ヘリウムが好ましい。また、上記スプレー装置は、固定されているもの、可動式のもの、回転によって上記溶液を噴射させるもの、圧力によって上記溶液を噴射させるもの等であってもよい。このようなスプレー装置としては、一般的に用いられるスプレー装置を用いることができ、例えばハンドスプレー(アズワン社製)、超音波ネプライザ(オムロン社製)等を用いることができる。   Further, the spray gas of the spray device is not particularly limited as long as it does not inhibit the production of metal oxides, and examples thereof include air, nitrogen, argon, helium, oxygen, etc. Preferred gases are nitrogen, argon, and helium. The spray device may be a fixed device, a movable device, a device that ejects the solution by rotation, a device that ejects the solution by pressure, or the like. As such a spray device, a commonly used spray device can be used. For example, a hand spray (manufactured by ASONE), an ultrasonic nepriser (manufactured by OMRON), or the like can be used.

上記溶液をミスト状にした空間の中に多孔質電極層を通過させる方法を用いる場合、液滴の径は、通常0.001〜1000μmであり、中でも0.01〜100μmであることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、多孔質電極層の温度の低下を抑制することができ、均質な金属酸化物を得ることができるからである。   In the case of using a method in which the porous electrode layer is passed through a mist-like space of the above solution, the droplet diameter is usually 0.001 to 1000 μm, and preferably 0.01 to 100 μm. This is because, if the diameter of the droplet is within the above range, a decrease in the temperature of the porous electrode layer can be suppressed, and a homogeneous metal oxide can be obtained.

また、金属酸化物の生成反応を促進させるために、上記溶液を多孔質電極層上に接触させる際、上記多孔質電極層を加熱することが好ましい。例えば、上記多孔質電極層を金属酸化物生成温度以上に加熱すればよい。ここで、「金属酸化物生成温度」とは、上述した金属源を構成する金属元素が酸素と結合して上記多孔質電極層上に金属酸化物が生成する最低温度のことである。上記金属酸化物生成温度は、金属源の種類や溶媒等の上記溶液の組成によって大きく異なり、通常300〜1000℃の範囲内である。特に、生産性の観点から、400〜700℃の範囲内となるように、金属源の種類や溶媒等を選択するのが好ましい。一方、上記溶液が酸化剤や還元剤を含む場合、上記金属酸化物生成温度は、通常150〜800℃の範囲内であり、特に、生産性の観点から、300〜500℃の範囲内となるように、金属源の種類や溶媒等を選択するのが好ましい。   Moreover, in order to promote the production | generation reaction of a metal oxide, when making the said solution contact on a porous electrode layer, it is preferable to heat the said porous electrode layer. For example, the porous electrode layer may be heated to the metal oxide generation temperature or higher. Here, the “metal oxide formation temperature” is the lowest temperature at which the metal element forming the metal source combines with oxygen to form a metal oxide on the porous electrode layer. The metal oxide formation temperature varies greatly depending on the type of the metal source and the composition of the solution such as a solvent, and is usually in the range of 300 to 1000 ° C. In particular, from the viewpoint of productivity, it is preferable to select the type of metal source, the solvent, and the like so as to be within a range of 400 to 700 ° C. On the other hand, when the solution contains an oxidizing agent or a reducing agent, the metal oxide formation temperature is usually in the range of 150 to 800 ° C., and particularly in the range of 300 to 500 ° C. from the viewpoint of productivity. Thus, it is preferable to select the type of metal source, the solvent, and the like.

上記金属酸化物生成温度は、以下の方法により測定することができる。まず、所望の金属源を含む上記溶液を調製する。次に、多孔質電極層を加熱することによって多孔質電極層の表面温度を変化させながら、上記多孔質電極層上に上記溶液を接触させることにより、金属酸化物が生成する多孔質電極層の表面温度のうち、最低の表面温度を測定する。この最低の表面温度を本明細書における「金属酸化物生成温度」とすることができる。この際、金属酸化物が生成したか否かは、得られる金属酸化物が結晶性を有する場合、例えばX線回折装置(リガク製、RINT−1500)により得られた結果から判断し、得られる金属酸化物がアモルファス膜の場合、例えば光電子分光分析装置(V.G.Scientific社製、ESCALAB 200i−XL)により得られた結果から判断することができる。   The metal oxide formation temperature can be measured by the following method. First, the above solution containing a desired metal source is prepared. Next, by changing the surface temperature of the porous electrode layer by heating the porous electrode layer, the solution is brought into contact with the porous electrode layer to thereby form a metal electrode to generate a metal oxide. Of the surface temperatures, the lowest surface temperature is measured. This minimum surface temperature can be referred to as a “metal oxide formation temperature” in the present specification. At this time, whether or not the metal oxide is generated is obtained by judging from the result obtained by, for example, an X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku, RINT-1500) when the obtained metal oxide has crystallinity. In the case where the metal oxide is an amorphous film, it can be judged from the result obtained by, for example, a photoelectron spectroscopic analyzer (manufactured by VG Scientific, ESCALAB 200i-XL).

また、多孔質電極層の加熱方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ホットプレート、オーブン、焼成炉、赤外線ランプ、熱風送風機等による加熱方法を挙げることができ、中でも、ホットプレートを使用すると、多孔質電極層の温度を所望の温度に確実に保持できるため好ましい。   The heating method for the porous electrode layer is not particularly limited, and examples thereof include a heating method using a hot plate, oven, firing furnace, infrared lamp, hot air blower, etc. Is preferable because the temperature of the porous electrode layer can be reliably maintained at a desired temperature.

本方法においては、酸化性ガス雰囲気下で多孔質電極層上に上記溶液を接触させてもよい。上記金属源が溶解してなる金属イオン等の酸化が速やかに行われるため、金属酸化物の生成反応が促進するからである。このような酸化性ガスとしては、上記金属源が溶解してなる金属イオン等を酸化することができるものであれば特に限定されず、例えば、酸素、オゾン、亜硝酸ガス、二酸化窒素、二酸化塩素、ハロゲンガス等が挙げられ、中でも酸素、オゾンを使用することが好ましく、特にオゾンを使用することが好ましい。工業的に入手が容易であり、低コスト化が実現できるからである。   In this method, the solution may be contacted on the porous electrode layer in an oxidizing gas atmosphere. This is because oxidation of metal ions or the like formed by dissolving the metal source is promptly performed, so that the formation reaction of the metal oxide is promoted. Such an oxidizing gas is not particularly limited as long as it can oxidize metal ions and the like obtained by dissolving the metal source. For example, oxygen, ozone, nitrous acid gas, nitrogen dioxide, chlorine dioxide In particular, oxygen and ozone are preferably used, and ozone is particularly preferably used. This is because it is easy to obtain industrially and can realize cost reduction.

また、本方法においては、多孔質電極層上に上記溶液を接触させる際に、多孔質電極層と上記溶液とが接触する箇所に紫外線を照射してもよい。紫外線を照射することによって、水の電気分解反応を促進させたり、上述した還元剤の分解を促進させたりすることができると考えられ、発生した水酸化物イオンによって、上述したように金属酸化物の生成反応を促進させることができるからである。また、紫外線を照射することにより、上述した補助イオン源から水酸化物イオンを発生させたり、得られる金属酸化物の結晶性を向上させたりすることもできる。なお、上記紫外線としては、波長が470nm以下の近紫外光も含むものとする。   Moreover, in this method, when contacting the said solution on a porous electrode layer, you may irradiate an ultraviolet-ray to the location where a porous electrode layer and the said solution contact. By irradiating with ultraviolet rays, it is considered that the electrolysis reaction of water can be promoted or the decomposition of the reducing agent described above can be promoted. It is because the production | generation reaction of can be accelerated | stimulated. Moreover, by irradiating with ultraviolet rays, hydroxide ions can be generated from the auxiliary ion source described above, and the crystallinity of the resulting metal oxide can be improved. The ultraviolet light includes near ultraviolet light having a wavelength of 470 nm or less.

上記紫外線の波長としては、通常185〜470nmであり、生成反応をより促進させるためには、185〜260nmであることが好ましい。また、上記紫外線の強度としては、通常1〜20mW/cm2であり、生成反応をより促進させるためには、5〜15mW/cm2であることが好ましい。このような紫外線照射を行う紫外線照射装置としては、例えば市販の紫外線照射装置を使用することができ、具体的には、SEN特殊光源社製のHB400X−21等を使用することができる。なお、本方法においては、上述した酸化性ガス雰囲気下で、多孔質電極層と上記溶液とが接触する箇所に紫外線を照射してもよい。 The wavelength of the ultraviolet light is usually 185 to 470 nm, and preferably 185 to 260 nm in order to further accelerate the production reaction. The intensity of the ultraviolet rays is usually 1 to 20 mW / cm 2 , and preferably 5 to 15 mW / cm 2 in order to further promote the production reaction. As an ultraviolet irradiation apparatus for performing such ultraviolet irradiation, for example, a commercially available ultraviolet irradiation apparatus can be used, and specifically, HB400X-21 manufactured by SEN Special Light Source Co., Ltd. can be used. In the present method, ultraviolet rays may be irradiated to a portion where the porous electrode layer and the solution are in contact with each other in the above-described oxidizing gas atmosphere.

以下、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照して説明する。参照する図1は、本発明の一実施形態に係る固体酸化物形燃料電池を示す模式断面図である。また、参照する図2は、図1に示す固体酸化物形燃料電池の燃料極層の模式断面拡大図である。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 to be referred to is a schematic cross-sectional view showing a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 to be referred to is a schematic cross-sectional enlarged view of the fuel electrode layer of the solid oxide fuel cell shown in FIG.

図1に示すように、固体酸化物形燃料電池10は、電解質層11と、電解質層11を挟持する燃料極層12及び空気極層13とを有する。また、図2に示すように、燃料極層12の気孔壁面12aの一部に沿って、集電材料14が付着している。これにより、集電材料14と燃料極層12との接触面を増大させることができるため、集電性能を向上させることができる。   As shown in FIG. 1, the solid oxide fuel cell 10 includes an electrolyte layer 11, and a fuel electrode layer 12 and an air electrode layer 13 that sandwich the electrolyte layer 11. As shown in FIG. 2, the current collecting material 14 adheres along a part of the pore wall surface 12 a of the fuel electrode layer 12. Thereby, since the contact surface of the current collection material 14 and the fuel electrode layer 12 can be increased, current collection performance can be improved.

また、図1に示すように、集電材料14は、燃料極層12の表面12bにも付着している。これにより、燃料極層12の表面12bに付着した集電材料14から電気を取り出すことができる。   Further, as shown in FIG. 1, the current collecting material 14 is also attached to the surface 12 b of the fuel electrode layer 12. Thereby, electricity can be taken out from the current collecting material 14 attached to the surface 12 b of the fuel electrode layer 12.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、上記実施形態では燃料極層の気孔壁面の一部に沿って集電材料が付着している場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、空気極層の気孔壁面の一部に沿って集電材料が付着していてもよいし、燃料極層及び空気極層の双方の気孔壁面の一部に沿って集電材料が付着していてもよい。   Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the current collecting material is attached along a part of the pore wall surface of the fuel electrode layer has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the pore wall surface of the air electrode layer The current collecting material may adhere along a part, or the current collecting material may adhere along a part of the pore wall surfaces of both the fuel electrode layer and the air electrode layer.

次に、上述した固体酸化物形燃料電池10の製造方法の一例について、図面を参照して説明する。参照する図3A,B及び図4A,Bは、上述した固体酸化物形燃料電池10の製造方法の一例を示す概略工程図である。なお、図3及び図4において、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。   Next, an example of a method for manufacturing the above-described solid oxide fuel cell 10 will be described with reference to the drawings. FIGS. 3A and 3B and FIGS. 4A and 4B to be referred to are schematic process diagrams showing an example of a method for manufacturing the solid oxide fuel cell 10 described above. 3 and 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

まず、図3Aに示すように、電解質層11(電解質基板)上に、スクリーン印刷等の手段を用いて燃料極層12を形成する。次に、集電材料14(図1参照)となる金属を有する金属源と、例えば還元剤とを、水等の溶媒に溶解させて溶液1(図3B参照)を調製する。そして、図3Bに示すように、溶液1に燃料極層12を浸漬する。これにより、図4Aに示すように、燃料極層12の気孔壁面12aの一部に沿って、集電材料14が付着する。その後、燃料極層12を溶液1から取り出す。   First, as shown in FIG. 3A, the fuel electrode layer 12 is formed on the electrolyte layer 11 (electrolyte substrate) by means of screen printing or the like. Next, a metal source having a metal to be the current collecting material 14 (see FIG. 1) and, for example, a reducing agent are dissolved in a solvent such as water to prepare a solution 1 (see FIG. 3B). Then, as shown in FIG. 3B, the fuel electrode layer 12 is immersed in the solution 1. Thereby, as shown in FIG. 4A, the current collecting material 14 adheres along a part of the pore wall surface 12 a of the fuel electrode layer 12. Thereafter, the fuel electrode layer 12 is taken out from the solution 1.

次に、図4Bに示すように、電解質層11上に、スクリーン印刷法等の手段を用いて空気極層13を形成し、固体酸化物形燃料電池10が得られる。   Next, as shown in FIG. 4B, the air electrode layer 13 is formed on the electrolyte layer 11 by means of screen printing or the like, and the solid oxide fuel cell 10 is obtained.

以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, this invention is not limited to a following example.

本実施例では、上述した図1に示すような構造を有する単セルを作製した。まず、GDC(Ce0.9Gd0.11.9)粉末(平均粒径:0.5μm)を耐圧容器に入れ、一軸プレス機にて1t/cm2の圧力で成形後、これを真空パックで包装し、静水圧プレス機にて2t/cm2の圧力で再度成形した。その後、焼結(1450℃、10時間)を行い、電解質基板(厚み:0.5mm)を作製した。 In this example, a single cell having the structure shown in FIG. 1 was manufactured. First, GDC (Ce 0.9 Gd 0.1 O 1.9 ) powder (average particle size: 0.5 μm) is placed in a pressure-resistant container, molded with a uniaxial press at a pressure of 1 t / cm 2 , packaged in a vacuum pack, Molding was again performed at a pressure of 2 t / cm 2 with a hydraulic press. Then, sintering (1450 degreeC, 10 hours) was performed, and the electrolyte substrate (thickness: 0.5 mm) was produced.

次に、エチルカルピトールに、NiO粉末(平均粒径:1μm)及びSDC(Ce0.8Sm0.21.9)粉末(平均粒径:1μm)を、質量比(NiO:SDC)が7:3となるように加え、更にバインダーとしてエチルセルロースを加えた後、これらをボールミルで混合して燃料極層を形成するための燃料極ペースト(粘度:5×105mPa・s)を調製した。次に、スクリーン印刷法により上記電解質基板上に上記燃料極ペーストを印刷した。その後、これらをオーブンにて130℃で15分間乾燥させ、1450℃で1時間焼成を行い、上記電解質基板上に燃料極層(厚み:50μm)を形成した。 Next, NiO powder (average particle size: 1 μm) and SDC (Ce 0.8 Sm 0.2 O 1.9 ) powder (average particle size: 1 μm) are added to ethyl carbitol, and the mass ratio (NiO: SDC) is 7: 3. In addition, ethyl cellulose was further added as a binder, and these were mixed by a ball mill to prepare a fuel electrode paste (viscosity: 5 × 10 5 mPa · s) for forming a fuel electrode layer. Next, the fuel electrode paste was printed on the electrolyte substrate by a screen printing method. Thereafter, these were dried in an oven at 130 ° C. for 15 minutes and fired at 1450 ° C. for 1 hour to form a fuel electrode layer (thickness: 50 μm) on the electrolyte substrate.

次に、エチルカルピトールに、Sm0.5Sr0.5CoO3(平均粒径:3μm)を加え、更にバインダーとしてエチルセルロースを加えた後、これらをボールミルで混合して空気極層を形成するための空気極ペースト(粘度:5×105mPa・s)を調製した。次に、スクリーン印刷法により、上記電解質基板の上記燃料極層を形成した面とは反対面に上記空気極ペーストを印刷した。その後、これらをオーブンにて130℃で15分間乾燥させ、1200℃で1時間焼成を行い、上記電解質基板上に空気極層(厚み:50μm)を形成した。上記工程にて、燃料極/電解質基板/空気極からなる積層体を得た。 Next, Sm 0.5 Sr 0.5 CoO 3 (average particle size: 3 μm) is added to ethyl carpitol, and ethyl cellulose is further added as a binder, and these are mixed by a ball mill to form an air electrode layer. A paste (viscosity: 5 × 10 5 mPa · s) was prepared. Next, the air electrode paste was printed on the surface of the electrolyte substrate opposite to the surface on which the fuel electrode layer was formed by a screen printing method. Thereafter, these were dried in an oven at 130 ° C. for 15 minutes and fired at 1200 ° C. for 1 hour to form an air electrode layer (thickness: 50 μm) on the electrolyte substrate. In the above process, a laminate comprising a fuel electrode / electrolyte substrate / air electrode was obtained.

続いて、水とイソプロピルアルコール(IPA)との混合溶媒(水:IPAの容量比が80:20)に、塩化インジウム四水和物(InCl3・4H2O)、塩化スズ及び還元剤であるボラン−ジメチルアミン錯体(関東化学社製)を、それぞれの濃度が0.01mol/リットル、0.001mol/リットル及び0.02mol/リットルとなるよう溶解させた溶液を用意した。そして、上記溶液(温度:70℃)に上記積層体を24時間浸漬して、上記燃料極層の気孔壁面の一部、及び上記空気極層の気孔壁面の一部に沿ってITO(酸化インジウムスズ)からなる集電材料を付着させて単セルを作製した。 Subsequently, in a mixed solvent of water and isopropyl alcohol (IPA) (volume ratio of water: IPA is 80:20), indium chloride tetrahydrate (InCl 3 .4H 2 O), tin chloride, and a reducing agent. A solution in which borane-dimethylamine complex (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was dissolved so as to have respective concentrations of 0.01 mol / liter, 0.001 mol / liter, and 0.02 mol / liter was prepared. Then, the laminate is immersed in the solution (temperature: 70 ° C.) for 24 hours, and ITO (indium oxide) is formed along a part of the pore wall surface of the fuel electrode layer and a part of the pore wall surface of the air electrode layer. A single cell was fabricated by attaching a current collecting material made of tin.

本発明の一実施形態に係る固体酸化物形燃料電池を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention. 図1に示す固体酸化物形燃料電池の燃料極層の模式断面拡大図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional enlarged view of a fuel electrode layer of the solid oxide fuel cell shown in FIG. 1. A,Bは、本発明の一実施形態に係る固体酸化物形燃料電池の製造方法の一例を示す概略工程図である。A and B are schematic process diagrams showing an example of a method for producing a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention. A,Bは、本発明の一実施形態に係る固体酸化物形燃料電池の製造方法の一例を示す概略工程図である。A and B are schematic process diagrams showing an example of a method for producing a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 溶液
10 固体酸化物形燃料電池
11 電解質層
12 燃料極層
12a 気孔壁面
12b 表面
13 空気極層
14 集電材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solution 10 Solid oxide fuel cell 11 Electrolyte layer 12 Fuel electrode layer 12a Porous wall surface 12b Surface 13 Air electrode layer 14 Current collection material

Claims (7)

電解質層と、前記電解質層を挟持する一対の多孔質電極層とを有する固体酸化物形燃料電池の製造方法であって、A method for producing a solid oxide fuel cell comprising an electrolyte layer and a pair of porous electrode layers sandwiching the electrolyte layer,
前記一対の多孔質電極層の少なくとも一方を形成した後、集電材料となる金属を有する金属源を含む溶液に前記一方の多孔質電極層を浸漬することにより、前記多孔質電極層の気孔壁面の少なくとも一部に沿って金属酸化物を付着させることを特徴とする固体酸化物形燃料電池の製造方法。After forming at least one of the pair of porous electrode layers, the porous wall surface of the porous electrode layer is immersed in a solution containing a metal source having a metal as a current collecting material. A metal oxide is deposited along at least a part of the solid oxide fuel cell.
前記溶液は、酸化剤及び還元剤から選ばれる少なくとも一つを更に含む請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法。The method for producing a solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the solution further includes at least one selected from an oxidizing agent and a reducing agent. 前記溶液は、塩素酸イオン、過塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、次亜塩素酸イオン、臭素酸イオン、次臭素酸イオン、硝酸イオン及び亜硝酸イオンから選ばれる少なくとも一つのイオン種を更に含む請求項1又は2に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法。 The solution further includes at least one ionic species selected from chlorate ion, perchlorate ion, chlorite ion, hypochlorite ion, bromate ion, hypobromate ion, nitrate ion and nitrite ion. The method for producing a solid oxide fuel cell according to claim 1 or 2. 前記溶液に前記一方の多孔質電極層を浸漬する際、前記溶液及び前記一方の多孔質電極層のうち少なくとも一方を、10℃以上の温度に保持する請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法。The solid oxide fuel according to claim 1, wherein when immersing the one porous electrode layer in the solution, at least one of the solution and the one porous electrode layer is maintained at a temperature of 10 ° C or higher. Battery manufacturing method. 前記溶液に前記一方の多孔質電極層を浸漬する際、前記溶液及び前記一方の多孔質電極層のうち少なくとも一方を、前記溶液の沸点以下の温度に加熱する請求項4に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法。The solid oxide according to claim 4, wherein when immersing the one porous electrode layer in the solution, at least one of the solution and the one porous electrode layer is heated to a temperature not higher than the boiling point of the solution. Of manufacturing a fuel cell. 前記金属源は、金属塩、金属錯体及び有機金属化合物から選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法。The method for producing a solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the metal source is at least one selected from a metal salt, a metal complex, and an organometallic compound. 前記金属源は、Ca、Cr、Sr、Nb、Mo、Sb、Te、Ba、W、Mg、Al、Si、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Ag、In、Sn、Ce、Sm、Pb、La、Hf、Sc、Gd、Ga及びTaから選ばれる少なくとも一つの金属元素を含む請求項1又は6に記載の固体酸化物形燃料電池の製造方法。The metal source is Ca, Cr, Sr, Nb, Mo, Sb, Te, Ba, W, Mg, Al, Si, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Ag. The method for producing a solid oxide fuel cell according to claim 1 or 6, comprising at least one metal element selected from In, Sn, Ce, Sm, Pb, La, Hf, Sc, Gd, Ga, and Ta.
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