JP4992206B2 - Method for producing electrode layer for solid oxide fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell.

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(H、CO、CH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(HO、CO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 a 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 side passes through pores in the air electrode layer and reaches the vicinity of the interface with the electrolyte layer. At this portion, electrons are received from the air electrode layer and converted into oxide ions (O 2− ). Ionized. The oxide ions move (diffuse) in the electrolyte layer toward the fuel electrode layer. The oxide ions that have reached 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(1/2O+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)、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 materials satisfying these requirements, stabilized zirconia (hereinafter abbreviated as “YSZ”) added with yttria, scandia stabilized zirconia (hereinafter abbreviated as “ScSZ”), samaria doped ceria ( Hereinafter, a metal oxide film made of gadolinium-doped ceria (hereinafter abbreviated as “GDC”), lanthanum garade, or the like 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LaMnOやLaCoO、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 replaced 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)を兼ねる多孔質支持基板上に、薄膜状の電解質層と他方の電極層(燃料極層又は空気極層)とを順次形成したものがある(例えば特許文献2参照)。   As this type of solid oxide fuel cell, for example, on a porous support substrate that also serves as one electrode layer (fuel electrode layer or air electrode layer), a thin-film electrolyte layer and the other electrode layer (fuel electrode layer or And an air electrode layer) are formed sequentially (see, for example, Patent Document 2).

上記電極層を形成する方法としては、電極材料となるセラミックス粉とバインダーとを溶剤に加えることによりペーストを調製し、このペーストをスクリーン印刷法やドクターブレード法などを用いて基板上に塗布し、これらを1000〜1500℃の温度で焼成する方法がある。この方法では、セラミックス粉の粒度や焼結条件を制御することにより、多孔質な電極層を形成することができる。また、多孔質燃料極基板を形成する方法として、例えばセラミックス粉末に、アセチレンブラック等のカーボン材料を数%添加し、これらをエタノール中で混合・粉砕した後、1400℃で5時間焼結する方法がある。
特開2004−79332号公報 特開2002−323362号公報
As a method for forming the electrode layer, a paste is prepared by adding ceramic powder and a binder as an electrode material to a solvent, and this paste is applied on a substrate using a screen printing method or a doctor blade method, There is a method of firing these at a temperature of 1000 to 1500 ° C. In this method, a porous electrode layer can be formed by controlling the particle size and sintering conditions of the ceramic powder. Further, as a method of forming a porous fuel electrode substrate, for example, a method of adding several percent of a carbon material such as acetylene black to ceramic powder, mixing and pulverizing them in ethanol, and sintering at 1400 ° C. for 5 hours There is.
JP 2004-79332 A JP 2002-323362 A

しかしながら、上記方法では、1000℃以上の熱処理工程が必要となるため、電極層が熱収縮することによって、破損、反り、基板からの剥離等が発生する問題があった。   However, the above-described method requires a heat treatment step of 1000 ° C. or higher, and thus there is a problem in that the electrode layer is thermally contracted to cause breakage, warpage, peeling from the substrate, and the like.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、成形温度の低減が可能な固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法を提供する。   This invention is made | formed in view of such a situation, and provides the manufacturing method of the electrode layer for solid oxide fuel cells which can reduce a forming temperature.

本発明の固体酸化物形燃料電池用電極層の第1の製造方法は、多孔質基材と、前記多孔質基材上に形成された金属酸化物膜とを有する固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法であって、
金属源と酸化剤又は還元剤とを含む金属酸化物膜形成用溶液を、加熱した前記多孔質基材上に接触させることにより前記金属酸化物膜を形成しており、
前記酸化剤は、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、二クロム酸及び過マンガン酸カリウムからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする。
A first manufacturing method of an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to the present invention is for a solid oxide fuel cell having a porous base material and a metal oxide film formed on the porous base material. A method for producing an electrode layer, comprising:
The metal oxide film is formed by bringing a metal oxide film forming solution containing a metal source and an oxidizing agent or a reducing agent into contact with the heated porous substrate ,
The oxidizing agent is at least one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, sodium nitrite, potassium nitrite, sodium bromate, potassium bromate, silver oxide, dichromic acid and potassium permanganate. To do.

本発明の固体酸化物形燃料電池用電極層の第2の製造方法は、多孔質基材と、前記多孔質基材上に形成された金属酸化物膜とを有する固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法であって、
金属源と酸化剤又は還元剤とを含む金属酸化物膜形成用ゾルを、加熱した前記多孔質基材上に接触させることにより前記金属酸化物膜を形成しており、
前記酸化剤は、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、二クロム酸及び過マンガン酸カリウムからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする。
A second method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to the present invention is for a solid oxide fuel cell having a porous substrate and a metal oxide film formed on the porous substrate. A method for producing an electrode layer, comprising:
The metal oxide film is formed by contacting a sol for forming a metal oxide film containing a metal source and an oxidizing agent or a reducing agent on the heated porous substrate ,
The oxidizing agent is at least one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, sodium nitrite, potassium nitrite, sodium bromate, potassium bromate, silver oxide, dichromic acid and potassium permanganate. To do.

本発明の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法によれば、金属源を含む金属酸化物膜形成用溶液又は金属酸化物膜形成用ゾルを、加熱した多孔質基材上に接触させることにより金属酸化物膜を形成するため、例えば電極材料層を構成する粒子間の接合のための熱処理工程が不要となり、成形温度の低減が可能となる。これにより、例えば、得られる固体酸化物形燃料電池用電極層の熱収縮によるセルの劣化を防ぐことができる。   According to the method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell of the present invention, a metal oxide film-forming solution containing a metal source or a metal oxide film-forming sol is brought into contact with a heated porous substrate. Thus, since the metal oxide film is formed, for example, a heat treatment step for joining particles constituting the electrode material layer becomes unnecessary, and the molding temperature can be reduced. Thereby, for example, deterioration of the cell due to thermal contraction of the obtained electrode layer for a solid oxide fuel cell can be prevented.

本発明の固体酸化物形燃料電池用電極層(以下、単に「電極層」という)の製造方法では、金属源を含む金属酸化物膜形成用溶液又は金属酸化物膜形成用ゾルを、加熱した多孔質基材上に接触させることにより金属酸化物膜を形成する。よって、例えば電極材料層を構成する粒子間の接合のための熱処理工程(通常1000℃以上)が不要となり、成形温度の低減が可能となる。これにより、例えば、得られる電極層の熱収縮によるセルの劣化を防ぐことができる。また、例えば、安価な材料で電極層を製造することができる。更に、製造工程をより簡便にすることもできる。   In the method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell of the present invention (hereinafter simply referred to as “electrode layer”), a metal oxide film-forming solution containing a metal source or a metal oxide film-forming sol is heated. A metal oxide film is formed by contacting on the porous substrate. Therefore, for example, a heat treatment step (usually 1000 ° C. or higher) for joining the particles constituting the electrode material layer becomes unnecessary, and the molding temperature can be reduced. Thereby, for example, deterioration of the cell due to thermal contraction of the obtained electrode layer can be prevented. Further, for example, the electrode layer can be manufactured with an inexpensive material. Furthermore, the manufacturing process can be simplified.

上記金属源としては、上記金属酸化物膜を構成する金属を含むものであればよい。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 the metal constituting the metal oxide film. 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.

上記金属源を構成する金属元素としては、所望の金属組成の金属酸化物膜を得ることができれば特に限定されるものではないが、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。上記金属元素は、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、金属酸化物膜の主用構成元素として適している。更に好ましくは、電極材料として広く知られているCo、Ni、Pb、Zr、Y、Ce、Gd、Smが適している。上記金属源(1種又は複数種)は、上記金属元素を2種類以上含有していてもよい。   The metal element constituting the metal source is not particularly limited as long as a metal oxide film having a desired metal composition can be obtained, but 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, the metal element is a region present as a metal oxide (hereinafter referred to as “metal oxide region”) or a region present as a metal hydroxide (hereinafter referred to as “metal hydroxide region”). Therefore, it is suitable as a main constituent element of the metal oxide film. More preferably, Co, Ni, Pb, Zr, Y, Ce, Gd, and Sm, which are widely known as electrode materials, are suitable. The said metal source (1 type or multiple types) may contain 2 or more types of the said metal element.

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)、テトラエチルすず、酸化ジブチルすず(IV)、トリシクロヘキシルすず(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、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。中でも、入手が容易で扱いやすい点から、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、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、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、乳酸鉄(II)三水和物、鉄(III)アセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート、乳酸亜鉛三水和物、ストロンチウムジピバロイルメタナート、ペンタエトキシニオブ、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)、テトラエチルすず、酸化ジブチルすず(IV)、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、セリウム(III)アセチルアセトナートを使用することが好ましい。   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 (ethylacetoacetate), Titanium peroxo ammonium citrate tetrahydrate, Dicyclopentadienyl iron (II), Iron (II) lactate 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 monoacetylacetonate , Zirconium acetylacetonate bisethylacetoacetate, zirconium acetate, zirconium monostearate, penta-n-butoxyniobium, pentaethoxyniobium, pentaisopropoxyniobium, tris (acetylacetonato) indium (III), 2-ethyl Indium hexanoate (III), tetraethyltin, dibutyltin oxide (IV), tricyclohexyltin (IV) hydroxide, lanthanum acetylacetonate dihydrate, tri (methoxyethoxy) lanthanum, pentaisopropoxytantalum, pentaethoxytantalum Tantalum (V) ethoxide, cerium (III) acetylacetonate, lead (II) citrate trihydrate, lead cyclohexanebutyrate and the like. Among these, magnesium diethoxide, aluminum acetylacetonate, calcium acetylacetonate dihydrate, titanium lactate, titanium acetylacetonate, tetraisopropyl titanate, tetranormal butyl titanate, tetra (2) are easily available and easy to handle. -Ethylhexyl) titanate, butyl titanate dimer, diisopropoxytitanium bis (ethyl acetoacetate), iron (II) lactate trihydrate, iron (III) acetylacetonate, zinc acetylacetonate, zinc lactate trihydrate, strontium Dipivaloylmethanate, pentaethoxyniobium, tris (acetylacetonato) indium (III), indium (III) 2-ethylhexanoate, tetraethyltin, dibutyltin oxide (IV), lanthanum acetylacetate Over preparative dihydrate, tri (methoxyethoxy) lanthanum, it is preferable to use a cerium (III) acetylacetonate.

上記金属酸化物膜形成用溶液に用いられる溶媒は、上述した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、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−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、均一な金属酸化物膜形成用溶液とすることができる。   The solvent used in the metal oxide film forming solution is not particularly limited as long as it can dissolve the metal source described above. For example, lower alcohols having a total carbon number of 5 or less, such as methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, and butanol, water, toluene, a mixed solvent thereof and 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 metal oxide film forming solution can be obtained.

上記金属酸化物膜形成用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、金属酸化物膜の成膜反応が起こり難く、所望の金属酸化物膜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 metal oxide film forming 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 film formation reaction hardly occurs and the desired metal oxide film may not be obtained. If the concentration exceeds 10 mol / liter, precipitation occurs. This is because things may be generated.

本発明においては、上記金属酸化物膜形成用溶液が、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んでいてもよい。金属酸化物膜の成膜反応を促進させることができるからである。例えば、上記金属酸化物膜形成用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、金属酸化物膜の成膜反応が促進する。また、例えば、上記金属酸化物膜形成用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、これにより金属酸化物膜形成用溶液の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、金属酸化物膜の成膜反応が促進する。   In the present invention, the metal oxide film forming solution may further contain at least one selected from an oxidizing agent and a reducing agent. This is because the deposition reaction of the metal oxide film can be promoted. For example, if the metal oxide film forming solution contains an oxidizing agent, the metal ions dissolved by the metal source are rapidly oxidized, which accelerates the metal oxide film formation reaction. To do. Further, for example, when a reducing agent is contained in the metal oxide film forming solution, it is considered that this reducing agent decomposes and emits electrons, thereby inducing an electrolysis reaction of water (solvent). When water electrolysis occurs, hydroxide ions are generated, which raises the pH of the metal oxide film forming solution and shifts to the metal oxide region or metal hydroxide region in the Pourbaix diagram. The film formation reaction of the metal oxide film 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.

上記金属酸化物膜形成用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、金属酸化物膜の成膜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 metal oxide film forming solution varies depending on the type of the oxidizing agent, but is usually 0.001 to 1 mol / liter, particularly 0.01 to 0.1 mol / liter. Is preferred. If the concentration is less than 0.001 mol / liter, there is a possibility that the effect of promoting the film formation reaction of the metal oxide film may not be sufficiently exhibited. If the concentration exceeds 1 mol / liter, the concentration increases. This is because a suitable effect cannot be obtained and this 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.

上記金属酸化物膜形成用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、金属酸化物膜の成膜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 metal oxide film forming solution varies depending on the type of the reducing agent, but is usually 0.001 to 1 mol / liter, particularly 0.01 to 0.1 mol / liter. Is preferred. If the concentration is less than 0.001 mol / liter, there is a possibility that the effect of promoting the film formation reaction of the metal oxide film may not be sufficiently exhibited. If the concentration exceeds 1 mol / liter, the concentration increases. This is because a suitable effect cannot be obtained and this is not preferable in terms of cost.

また、本発明に用いられる金属酸化物膜形成用溶液は、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。   Further, the metal oxide film forming solution used in the present invention may contain additives such as an auxiliary ion source and a surfactant.

上記補助イオン源は、電子と反応し水酸化物イオンを発生するものであり、金属酸化物膜形成用溶液のpHを上昇させ、金属酸化物膜の成膜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、金属酸化物膜形成用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 reacts with electrons to generate hydroxide ions, and can raise the pH of the metal oxide film forming solution and promote the film forming reaction of the metal oxide film. 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. Even if the reducing agent is not contained in the metal oxide film forming solution, oxygen is generated by heating. 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) ClO + HO + 2e ⇔ ClO + 2OH
(化2) ClO + HO + 2e ⇔ ClO + 2OH
(化3) ClO + HO + 2e ⇔ ClO + 2OH
(化4) 2ClO + 2HO + 2e ⇔ Cl + 4OH
(化5) BrO + 2HO + 4e ⇔ BrO + 4OH
(化6) 2BrO + 2HO + 2e ⇔ Br + 4OH
(化7) NO + HO + 2e ⇔ NO + 2OH
(化8) NO + 3HO + 3e ⇔ NH + 3OH
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.
(Formula 1) ClO 4 - + H 2 O + 2e - ⇔ ClO 3 - + 2OH -
(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 -
Embedded image 2BrO + 2H 2 O + 2e OBr 2 + 4OH
(Chemical Formula 7) NO 3 + H 2 O + 2e ⇔ NO 2 + 2OH
(Chemical Formula 8) NO 2 + 3H 2 O + 3e NH NH 3 + 3OH

上記界面活性剤は、多孔質基材表面に対する金属酸化物膜形成用溶液の濡れ性を向上させ、金属酸化物膜の成膜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 surfactant can improve the wettability of the metal oxide film forming solution with respect to the surface of the porous substrate and promote the film formation reaction of the metal oxide film. 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.

上記金属酸化物膜形成用ゾルの溶媒としては、金属源を加水分解できる溶媒が好ましく、例えばエタノール等のアルコールを含む溶媒が好ましい。上記金属酸化物膜形成用ゾルのその他の条件(例えば添加剤等)については、上記金属酸化物膜形成用溶液と同様である。なお、加水分解される金属源としては、上記金属酸化物膜を構成する金属を含む金属アルコキシドが好ましい。   As a solvent for the metal oxide film forming sol, a solvent capable of hydrolyzing a metal source is preferable. For example, a solvent containing an alcohol such as ethanol is preferable. Other conditions (for example, additives) of the metal oxide film forming sol are the same as those of the metal oxide film forming solution. In addition, as a metal source hydrolyzed, the metal alkoxide containing the metal which comprises the said metal oxide film is preferable.

本発明に用いられる多孔質基材の材料としては、例えばセラミックスや金属等が挙げられる。特に金属は、集電効果があるため好ましい。使用できる金属としては、ステンレス鋼や鉄−ニッケル等の合金などであってもよく、ニッケル、鉄、金、白金などの純金属であってもよい。また、使用できるセラミックスとしては、アルミナやシリカ等が挙げられる。上記多孔質基材内の気孔の平均径は、通常1μm〜1mm程度である。上記多孔質基材の気孔率は、通常20〜50体積%であり、得られる電極層のガス透過性を向上させるためには、30〜40体積%であることが好ましい。なお、上記多孔質基材の製造方法については、特に限定されず、例えば特開2003−346843号公報に提案された方法などの公知の方法を使用することができる。   Examples of the material for the porous substrate used in the present invention include ceramics and metals. In particular, a metal is preferable because of its current collecting effect. The metal that can be used may be an alloy such as stainless steel or iron-nickel, or a pure metal such as nickel, iron, gold, or platinum. Examples of ceramics that can be used include alumina and silica. The average diameter of the pores in the porous substrate is usually about 1 μm to 1 mm. The porosity of the porous substrate is usually 20 to 50% by volume, and preferably 30 to 40% by volume in order to improve the gas permeability of the obtained electrode layer. In addition, it does not specifically limit about the manufacturing method of the said porous base material, For example, well-known methods, such as the method proposed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-346843, can be used.

上記電極層として燃料極層を形成する場合、上記金属源として、例えば、セラミックス粉末材料等の酸化物イオン伝導体を構成する金属と、金属触媒を構成する金属とを含むもの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挙げることができる。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。上記金属の中では、水素酸化の活性が高いニッケルが好ましい。なお、燃料極層の気孔率は、通常20〜50体積%であり、望ましくは30〜40体積%である。また、燃料極層の厚みは、通常5〜50μmである。   When the fuel electrode layer is formed as the electrode layer, for example, a metal source including a metal constituting an oxide ion conductor such as a ceramic powder material and a metal constituting a metal catalyst can be used as the metal source. . Examples of the oxide ion conductor include those having a fluorite-type or perovskite-type crystal structure. 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. In addition, examples of those having a perovskite-type 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 metals, nickel having high hydrogen oxidation activity is preferable. The porosity of the fuel electrode layer is usually 20 to 50% by volume, and preferably 30 to 40% by volume. The thickness of the fuel electrode layer is usually 5 to 50 μm.

また、上記電極層として空気極層を形成する場合、上記金属源として、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構成する金属を含むものを用いることができる。上記金属酸化物の具体例としては、(Sm,Sr)CoO、(La,Sr)MnO、(La,Sr)CoO、(La,Sr)(Fe,Co)O、(La,Sr)(Fe,Co,Ni)O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)MnOが好ましい。また、空気極層を形成するための上記金属源として、白金、ルテニウム、パラジウム等の貴金属を含むものも使用できる。なお、空気極層の気孔率は、通常20〜50体積%であり、望ましくは30〜40体積%である。また、空気極層の厚みは、通常5〜50μmである。 When an air electrode layer is formed as the electrode layer, for example, a metal source containing a metal constituting a metal oxide having a perovskite crystal structure can be used. Specific examples of the metal oxide include (Sm, Sr) CoO 3 , (La, Sr) MnO 3 , (La, Sr) CoO 3 , (La, Sr) (Fe, Co) O 3 , (La, Examples thereof include metal oxides such as Sr) (Fe, Co, Ni) O 3, and (La, Sr) MnO 3 is preferable from the viewpoint of stability in an oxidizing atmosphere. Moreover, what contains noble metals, such as platinum, ruthenium, palladium, can also be used as said metal source for forming an air electrode layer. In addition, the porosity of an air electrode layer is 20-50 volume% normally, Preferably it is 30-40 volume%. The thickness of the air electrode layer is usually 5 to 50 μm.

次に、本発明における多孔質基材上への金属酸化物膜形成用溶液又は金属酸化物膜形成用ゾル(以下、これらを「金属酸化物膜形成液」という)の接触方法について説明する。本発明における上記接触方法は、特に限定されるものではないが、金属酸化物膜形成液と多孔質基材とが接触した際に、多孔質基材の温度を低下させない方法であることが好ましい。多孔質基材の温度が低下すると成膜反応が起こり難くなり、所望の金属酸化物膜を得ることができなくなる可能性があるからである。多孔質基材の温度を低下させない方法としては、例えば、金属酸化物膜形成液を液滴として多孔質基材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0.1〜1000μm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、金属酸化物膜形成液の溶媒が瞬時に蒸発し、多孔質基材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、均一な金属酸化物膜を得ることができるからである。   Next, a method for contacting the metal oxide film forming solution or the metal oxide film forming sol (hereinafter referred to as “metal oxide film forming liquid”) on the porous substrate in the present invention will be described. The contact method in the present invention is not particularly limited, but is preferably a method that does not lower the temperature of the porous substrate when the metal oxide film-forming liquid and the porous substrate come into contact with each other. . This is because when the temperature of the porous base material is lowered, the film formation reaction is difficult to occur, and a desired metal oxide film may not be obtained. Examples of a method that does not lower the temperature of the porous substrate include a method of bringing the metal oxide film forming liquid into contact with the porous substrate as droplets. At this time, the droplet preferably has a small diameter of, for example, about 0.1 to 1000 μm. If the diameter of the droplet is within the above range, the solvent of the metal oxide film forming liquid can be instantly evaporated to prevent the temperature of the porous substrate from being lowered, and the droplet diameter is small. This is because a uniform metal oxide film can be obtained.

金属酸化物膜形成液の液滴を多孔質基材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、金属酸化物膜形成液を噴霧することにより多孔質基材上に上記金属酸化物膜形成液を接触させる方法や、金属酸化物膜形成液をミスト状にした空間の中に多孔質基材を通過させることにより多孔質基材上に上記金属酸化物膜形成液を接触させる方法等が挙げられる。なお、本発明における多孔質基材上への金属酸化物膜形成液の接触方法は、金属酸化物膜形成液を液滴として多孔質基材上に接触させる方法以外の方法であってもよい。例えば金属酸化物膜形成液の液面に、多孔質基材表面を直に接触させてもよい。   The method of bringing the metal oxide film-forming liquid droplets into contact with the porous substrate is not particularly limited. Specifically, the porous substrate is sprayed with the metal oxide film-forming liquid. A method of bringing the metal oxide film forming liquid into contact therewith, or passing the porous base material through a space in which the metal oxide film forming liquid is made into a mist, so that the metal oxide film is formed on the porous base material. The method etc. which make a forming liquid contact are mentioned. In addition, the method of contacting the metal oxide film forming liquid onto the porous substrate in the present invention may be a method other than the method of bringing the metal oxide film forming liquid into contact with the porous substrate as droplets. . For example, the porous substrate surface may be brought into direct contact with the liquid surface of the metal oxide film forming liquid.

金属酸化物膜形成液を多孔質基材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0.1〜1000μmであり、中でも0.5〜300μmであることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、多孔質基材の温度の低下を抑制することができ、均一な金属酸化物膜を得ることができるからである。   Examples of the method of spraying the metal oxide film forming liquid onto the porous substrate 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 0.1-1000 micrometers normally, and it is preferable that it is 0.5-300 micrometers especially. This is because, if the diameter of the droplet is within the above range, a decrease in the temperature of the porous substrate can be suppressed, and a uniform metal oxide film can be obtained.

また、上記スプレー装置の噴射ガスとしては、金属酸化物膜の形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、金属酸化物膜形成液の噴射量としては、通常0.001〜1リットル/minであり、より均一な金属酸化物膜を得るためには、0.001〜0.05リットル/minであることが好ましい。この際、形成される金属酸化物膜の厚みは、繰り返し噴霧することによって任意に調整できる。本発明によって形成される金属酸化物膜では、多孔質基材上に存在する領域の厚みは、10nm以上であることが好ましい。10nm以上であれば均一な金属酸化物膜とすることができるからである。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)等を用いることができる。   The spray gas of the spray device is not particularly limited as long as it does not inhibit the formation of the metal oxide film, and examples thereof include air, nitrogen, argon, helium, oxygen and the like. Active gases such as nitrogen, argon and helium are preferred. Further, the injection amount of the metal oxide film forming liquid is usually 0.001 to 1 liter / min. In order to obtain a more uniform metal oxide film, 0.001 to 0.05 liter / min. Preferably there is. At this time, the thickness of the formed metal oxide film can be arbitrarily adjusted by spraying repeatedly. In the metal oxide film formed according to the present invention, the thickness of the region existing on the porous substrate is preferably 10 nm or more. This is because a uniform metal oxide film can be obtained when the thickness is 10 nm or more. 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, and for example, hand spray (manufactured by ASONE) or the like can be used.

本発明において、例えば上述した金属酸化物膜形成液を多孔質基材上に噴霧する方法を用いて金属酸化物膜を形成すると、得られる金属酸化物膜が、その積層方向に結晶成長した柱状構造を有する結晶の集合体を含む。このような金属酸化物膜では、電子及びイオンの伝導性が向上し、抵抗が低くなる。上記効果を確実に発揮させるためには、上記結晶における上記金属酸化物膜の積層方向の結晶長さを、上記結晶における上記金属酸化物膜の積層方向と直交する方向の結晶径で除した値が、2以上となるように、材料や溶媒を選定することが好ましい。   In the present invention, for example, when the metal oxide film is formed by using the above-described method of spraying the metal oxide film forming liquid onto the porous substrate, the resulting metal oxide film has a columnar shape in which crystals are grown in the stacking direction. Includes a collection of crystals having a structure. In such a metal oxide film, the conductivity of electrons and ions is improved and the resistance is lowered. In order to exert the above-mentioned effect reliably, a value obtained by dividing the crystal length in the stacking direction of the metal oxide film in the crystal by the crystal diameter in a direction perpendicular to the stacking direction of the metal oxide film in the crystal. However, it is preferable to select a material and a solvent so that it becomes 2 or more.

なお、本発明において形成される金属酸化物膜は、上記多孔質基材の外表面だけでなく、上記多孔質基材内の気孔を形成する壁面(以下、「内表面」ともいう)の少なくとも一部を被覆していてもよい。例えば、上記多孔質基材と上記金属酸化物膜との界面近傍における上記多孔質基材の表面層において、上記金属酸化物膜の一部が上記内表面の少なくとも一部を被覆していると、上記金属酸化物膜と上記多孔質基材との密着性が向上するため好ましい。また、上記金属酸化物膜の一部が上記内表面の少なくとも一部を被覆していると、電極反応場が増大するため、電極反応の円滑化を促進させることもできる。上記効果をより確実に発揮させるためには、上記多孔質基材と上記金属酸化物膜との界面から、上記多孔質基材の深さ方向に少なくとも10nm(より好ましくは少なくとも100nm、特に好ましくは少なくとも1μm)までの範囲に存在する上記気孔において、上記金属酸化物膜の一部が上記内表面の少なくとも一部を被覆するように、噴霧条件等を調整すればよい。   The metal oxide film formed in the present invention includes not only the outer surface of the porous substrate but also at least the wall surface (hereinafter also referred to as “inner surface”) that forms pores in the porous substrate. A part may be covered. For example, in the surface layer of the porous substrate in the vicinity of the interface between the porous substrate and the metal oxide film, a part of the metal oxide film covers at least a part of the inner surface. Since the adhesion between the metal oxide film and the porous substrate is improved, it is preferable. In addition, when a part of the metal oxide film covers at least a part of the inner surface, the electrode reaction field is increased, so that the smoothness of the electrode reaction can be promoted. In order to exhibit the effect more reliably, at least 10 nm (more preferably at least 100 nm, particularly preferably) in the depth direction of the porous substrate from the interface between the porous substrate and the metal oxide film. The spraying conditions and the like may be adjusted so that a part of the metal oxide film covers at least a part of the inner surface in the pores existing in a range of at least 1 μm).

金属酸化物膜形成液をミスト状にした空間の中に多孔質基材を通過させる方法を用いる場合、液滴の径は、通常0.01〜300μmであり、中でも1〜100μmであることが好ましい。液滴の径が上記範囲内にあれば、多孔質基材の温度の低下を抑制することができ、均一な金属酸化物膜を得ることができるからである。この際、形成される金属酸化物膜の厚みは、多孔質基材を通過させる時間や、繰り返し通過させることによって任意に調整でき、例えば得られる金属酸化物膜の厚みを上述した範囲内に制御することができる。   When using a method in which a porous substrate is passed through a space in which the metal oxide film forming liquid is made into a mist, the diameter of the droplets is usually 0.01 to 300 μm, and in particular, 1 to 100 μm. preferable. This is because, if the diameter of the droplet is within the above range, a decrease in the temperature of the porous substrate can be suppressed, and a uniform metal oxide film can be obtained. At this time, the thickness of the formed metal oxide film can be arbitrarily adjusted by allowing the porous substrate to pass through or repeatedly passing, for example, controlling the thickness of the obtained metal oxide film within the above-described range. can do.

本発明では、金属酸化物膜の成膜反応を促進させるために、金属酸化物膜形成液を多孔質基材上に接触させる際、上記多孔質基材を加熱する。例えば、上記多孔質基材を金属酸化物膜形成温度以上に加熱すればよい。ここで、「金属酸化物膜形成温度」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基材上に金属酸化物膜が形成される最低温度のことである。上記金属酸化物膜形成温度は、金属源の種類や溶媒等の金属酸化物膜形成液の組成によって大きく異なり、通常150〜800℃の範囲内である。特に、生産性の観点から、400〜550℃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、上記金属酸化物膜形成液が酸化剤や還元剤を含む場合、上記金属酸化物膜形成温度は、通常、25〜800℃の範囲内であり、特に、生産性の観点から、70〜400℃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。   In the present invention, in order to promote the film formation reaction of the metal oxide film, the porous substrate is heated when the metal oxide film forming liquid is brought into contact with the porous substrate. For example, what is necessary is just to heat the said porous base material more than metal oxide film formation temperature. Here, the “metal oxide film forming temperature” is the lowest temperature at which the metal element constituting the metal source is combined with oxygen to form a metal oxide film on the porous substrate. . The metal oxide film forming temperature varies greatly depending on the type of metal source and the composition of the metal oxide film forming liquid such as a solvent, and is usually in the range of 150 to 800 ° C. In particular, from the viewpoint of productivity, it is preferable to select the type of metal source, the solvent, and the like so that the temperature is within a range of 400 to 550 ° C. On the other hand, when the metal oxide film forming liquid contains an oxidizing agent or a reducing agent, the metal oxide film forming temperature is usually in the range of 25 to 800 ° C., particularly from the viewpoint of productivity, 70 to It is preferable to select the type of metal source, the solvent, and the like so that the temperature is within the range of 400 ° C.

上記金属酸化物膜形成温度は、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金属酸化物膜形成液を調製する。次に、多孔質基材を加熱することによって多孔質基材の表面温度を変化させながら、上記多孔質基材上に上記金属酸化物膜形成液を接触させることにより、金属酸化物膜を形成することができる多孔質基材の表面温度のうち、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「金属酸化物膜形成温度」とすることができる。この際、金属酸化物膜が形成したか否かは、得られる金属酸化物膜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膜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 film formation temperature can be measured by the following method. First, a metal oxide film forming liquid containing a desired metal source is prepared. Next, the metal oxide film is formed by contacting the metal oxide film forming liquid on the porous substrate while changing the surface temperature of the porous substrate by heating the porous substrate. Among the surface temperatures of the porous substrate that can be measured, the lowest surface temperature is measured. This minimum surface temperature can be referred to as a “metal oxide film forming temperature” in the present specification. At this time, whether or not the metal oxide film is formed is determined from the result obtained by, for example, an X-ray diffraction apparatus (Rigaku, RINT-1500) when the obtained metal oxide film has crystallinity, When the obtained metal oxide film is an amorphous film, it can be determined from, for example, a result obtained by a photoelectron spectroscopic analyzer (manufactured by V. G. Scientific, ESCALAB 200i-XL).

また、多孔質基材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、多孔質基材の温度を所望の温度に確実に保持できるため好ましい。   Further, the heating method of the porous substrate 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 substrate can be reliably maintained at a desired temperature.

本発明においては、酸化性ガス雰囲気下で多孔質基材上に金属酸化物膜形成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、金属酸化物膜の成膜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 the present invention, the metal oxide film forming liquid may be brought into contact with the porous substrate in an oxidizing gas atmosphere. This is because oxidation of metal ions or the like formed by dissolving the metal source is rapidly performed, so that the film formation reaction of the metal oxide film 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、本発明においては、多孔質基材上に金属酸化物膜形成液を接触させる際に、多孔質基材と金属酸化物膜形成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膜の成膜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膜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 invention, when making a metal oxide film formation liquid contact on a porous base material, you may irradiate an ultraviolet-ray to the location where a porous base material and a metal oxide film formation liquid 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. This is because the film formation reaction of the film can be promoted. Further, by irradiating with ultraviolet rays, hydroxide ions can be generated from the auxiliary ion source described above, and the crystallinity of the obtained metal oxide film 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、成膜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/cmであり、成膜反応をより促進させるためには、5〜15mW/cm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、本発明においては、上述した酸化性ガス雰囲気下で、多孔質基材と金属酸化物膜形成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 promote the film forming reaction. The intensity of the ultraviolet light is usually 1 to 20 mW / cm 2 , and preferably 5 to 15 mW / cm 2 in order to further promote the film forming 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 invention, ultraviolet rays may be irradiated to the place where the porous substrate and the metal oxide film forming liquid are in contact with each other in the above-described oxidizing gas atmosphere.

また、本発明においては、得られた金属酸化物膜の洗浄及び乾燥を行ってもよい。上記金属酸化物膜の洗浄は、金属酸化物膜の表面等に存在する不純物を取り除くために行われるものである。洗浄方法としては、例えば、金属酸化物膜形成液に使用した溶媒を用いて洗浄する方法等を挙げることができる。また、上記金属酸化物膜の乾燥を行う際は、常温で放置することにより乾燥してもよいが、オーブン等の加熱装置中で乾燥してもよい。   In the present invention, the obtained metal oxide film may be washed and dried. The cleaning of the metal oxide film is performed to remove impurities present on the surface of the metal oxide film. Examples of the cleaning method include a method of cleaning using a solvent used in the metal oxide film forming liquid. In addition, when the metal oxide film is dried, it may be dried by leaving it at room temperature, or may be dried in a heating apparatus such as an oven.

本発明によって得られた電極層を用いて固体酸化物形燃料電池を作製する際は、例えばまず、この電極層上に、電解質材料を含むペーストをスクリ−ン印刷法、ドクタ−ブレ−ド法等の塗布方法により塗布し、これらを焼結することによって電解質層を形成する。次に、この電解質層上に、例えば、上記電極層とは異なる電極層の材料を含むペーストをスクリ−ン印刷法、ドクタ−ブレ−ド法等の塗布方法により塗布し、これらを焼結することによって、上記電極層とは異なる電極層(燃料極層又は空気極層)を形成すればよい。   When producing a solid oxide fuel cell using the electrode layer obtained by the present invention, for example, first, a paste containing an electrolyte material is screen-printed or doctor-bladed on the electrode layer. An electrolyte layer is formed by applying the powder by a coating method such as the above, and sintering them. Next, on the electrolyte layer, for example, a paste containing a material of an electrode layer different from the electrode layer is applied by a coating method such as a screen printing method or a doctor blade method, and these are sintered. Thus, an electrode layer (fuel electrode layer or air electrode layer) different from the above electrode layer may be formed.

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1A,Bは、本発明の一実施形態に係る電極層の製造方法を示す概略工程図である。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings as appropriate. 1A and 1B to be referred to are schematic process diagrams showing a method for manufacturing an electrode layer according to an embodiment of the present invention.

まず、金属源を水等の溶媒に溶解させ、金属酸化物膜形成用溶液1を調製する。そして、図1Aに示すように、多孔質基材11を、例えばホットプレート(図示せず)等により金属酸化物膜形成温度以上に加熱した状態で、スプレー装置2により金属酸化物膜形成用溶液1を多孔質基材11上に噴霧する。これにより、図1Bに示すように、多孔質基材11上に接触する金属酸化物膜12が形成され、多孔質基材11と金属酸化物膜12とからなる空気極層13を得ることができる。この際、多孔質基材11と金属酸化物膜12との界面近傍に位置する多孔質基材11の表面層において、その内表面11aが金属酸化物膜12の一部で被覆される。なお、本実施形態では、多孔質基材11と金属酸化物膜12とからなる空気極層13を形成したが、本発明はこれに限定されず、燃料極層を形成してもよい。また、本実施形態では、金属酸化物膜形成用溶液を使用したが、金属酸化物膜形成用溶液の代わりに金属酸化物膜形成用ゾルを使用してもよい。   First, a metal source is dissolved in a solvent such as water to prepare a metal oxide film forming solution 1. Then, as shown in FIG. 1A, the metal oxide film forming solution is sprayed by the spray device 2 in a state where the porous substrate 11 is heated to the metal oxide film forming temperature or higher by, for example, a hot plate (not shown). 1 is sprayed onto the porous substrate 11. As a result, as shown in FIG. 1B, a metal oxide film 12 in contact with the porous substrate 11 is formed, and an air electrode layer 13 composed of the porous substrate 11 and the metal oxide film 12 can be obtained. it can. At this time, the inner surface 11 a of the surface layer of the porous substrate 11 located in the vicinity of the interface between the porous substrate 11 and the metal oxide film 12 is covered with a part of the metal oxide film 12. In the present embodiment, the air electrode layer 13 composed of the porous substrate 11 and the metal oxide film 12 is formed. However, the present invention is not limited to this, and a fuel electrode layer may be formed. In this embodiment, the metal oxide film forming solution is used, but a metal oxide film forming sol may be used instead of the metal oxide film forming solution.

次に、本発明によって得られた電極層を用いて固体酸化物形燃料電池を作製する方法の一例について適宜図面を参照して説明する。参照する図2A,Bは、本発明により得られた電極層(空気極層13)を用いて固体酸化物形燃料電池を作製する方法の一例を示す概略工程図である。   Next, an example of a method for producing a solid oxide fuel cell using the electrode layer obtained by the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. 2A and 2B to be referred to are schematic process diagrams showing an example of a method for producing a solid oxide fuel cell using the electrode layer (air electrode layer 13) obtained by the present invention.

まず、図2Aに示すように、空気極層13の金属酸化物膜12上に、スクリ−ン印刷法等の手段を用いて電解質層14を形成する。次に、図2Bに示すように、電解質層14上にスクリ−ン印刷法等の手段を用いて燃料極層15を形成して、固体酸化物形燃料電池(単セル)10が得られる。   First, as shown in FIG. 2A, an electrolyte layer 14 is formed on the metal oxide film 12 of the air electrode layer 13 by using a screen printing method or the like. Next, as shown in FIG. 2B, the fuel electrode layer 15 is formed on the electrolyte layer 14 by means of a screen printing method or the like, and the solid oxide fuel cell (single 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.

(実施例1)
アルミナ粉末(粒径範囲:0.01〜10μm、平均粒径:1μm)とアセチレンブラック粉末とをエタノールに加え、これらをエタノール中で粉砕しながら混合した。次に、これらを温度100℃で15分間乾燥し、静水圧プレス機にて押し固めた後、1400℃で5時間焼結し、多孔質基材(厚み:800μm)を作製した。
Example 1
Alumina powder (particle size range: 0.01 to 10 μm, average particle size: 1 μm) and acetylene black powder were added to ethanol and mixed while being pulverized in ethanol. Next, these were dried at a temperature of 100 ° C. for 15 minutes, pressed and hardened with an isostatic press, and then sintered at 1400 ° C. for 5 hours to prepare a porous substrate (thickness: 800 μm).

次に、塩化コバルト(関東化学社製)、硝酸サマリウム(関東化学社製)及び塩化ストロンチウム(関東化学社製)を、それぞれの濃度が0.1mol/リットル、0.05mol/リットル及び0.05mol/リットルとなるように、エタノールに溶解させて金属酸化物膜形成用溶液を調製した。そして、上記多孔質基材を400℃に加熱した状態で、上記金属酸化物形成用溶液(300ミリリットル)をハンドスプレー(アズワン社製)で噴霧し、上記多孔質基材上に接触する金属酸化物膜(上記多孔質基材上の厚み:3μm)を形成して、上記多孔質基材と上記金属酸化物膜とからなる空気極層を得た。   Next, cobalt chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), samarium nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and strontium chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were added at concentrations of 0.1 mol / liter, 0.05 mol / liter and 0.05 mol, respectively. A solution for forming a metal oxide film was prepared by dissolving in ethanol so as to be 1 / liter. Then, in the state where the porous substrate is heated to 400 ° C., the metal oxide forming solution (300 ml) is sprayed by hand spray (manufactured by ASONE Co., Ltd.), and the metal oxide is brought into contact with the porous substrate. A material film (thickness on the porous substrate: 3 μm) was formed to obtain an air electrode layer composed of the porous substrate and the metal oxide film.

続いて、GDC(Ce:Gd:O=0.9:0.1:1.9)粉末(粒径範囲:0.05〜5μm、平均粒径:0.5μm)及びセルロース系バインダー樹脂を、質量比(GDC:セルロース系バインダー樹脂)が95:5となるようにジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートに加えてペーストを調製した。この際のペーストの粘度は、5×10mPa・sであった。上記ペーストをスクリーン印刷法にて上記空気極層上に塗布し、130℃で5分間乾燥させた後、1200℃で1時間焼結して、上記空気極層上にGDCからなる電解質層(厚み:50μm)を形成した。 Subsequently, GDC (Ce: Gd: O = 0.9: 0.1: 1.9) powder (particle size range: 0.05 to 5 μm, average particle size: 0.5 μm) and cellulose binder resin, A paste was prepared by adding to diethylene glycol monobutyl ether acetate so that the mass ratio (GDC: cellulose-based binder resin) was 95: 5. The viscosity of the paste at this time was 5 × 10 5 mPa · s. The paste is applied on the air electrode layer by screen printing, dried at 130 ° C. for 5 minutes, sintered at 1200 ° C. for 1 hour, and an electrolyte layer (thickness) made of GDC on the air electrode layer. : 50 μm).

続いて、NiO粉末(粒径範囲:0.01〜10μm、平均粒径:1μm)及びSDC(Ce:Sm:O=0.8:0.2:1.9)粉末(粒径範囲:1〜10μm、平均粒径:0.1μm)を、質量比(NiO:SDC)が70:30となるよう混合した後、セルロース系バインダー樹脂と共に、質量比(NiOとSDCとの混合物:バインダー樹脂)が80:20となるようにジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートに加えてペーストを調製した。そして、このペ−ストをスクリーン印刷により上記電解質層上に塗布した後、これらを1200℃で5時間焼結することにより燃料極層(厚み:30μm)を形成して、固体酸化物形燃料電池の単セルを得た。   Subsequently, NiO powder (particle size range: 0.01 to 10 μm, average particle size: 1 μm) and SDC (Ce: Sm: O = 0.8: 0.2: 1.9) powder (particle size range: 1 10 μm, average particle diameter: 0.1 μm) after mixing so that the mass ratio (NiO: SDC) is 70:30, together with the cellulose binder resin, the mass ratio (mixture of NiO and SDC: binder resin) Was added to diethylene glycol monobutyl ether acetate so as to be 80:20 to prepare a paste. And after applying this paste on the said electrolyte layer by screen printing, these are sintered at 1200 degreeC for 5 hours, a fuel electrode layer (thickness: 30 micrometers) is formed, and a solid oxide fuel cell is formed. A single cell was obtained.

(実施例2)
鉄−ニッケル粉末(粒径範囲:0.01〜10μm、平均粒径:1μm)とアセチレンブラック粉末とをエタノールに加え、これらをエタノール中で粉砕しながら混合した。次に、これらを温度100℃で15分間乾燥し、静水圧プレス機にて押し固めた後、1400℃で5時間焼結し、多孔質基材(厚み:800μm)を作製した。
(Example 2)
Iron-nickel powder (particle size range: 0.01 to 10 μm, average particle size: 1 μm) and acetylene black powder were added to ethanol and mixed while being pulverized in ethanol. Next, these were dried at a temperature of 100 ° C. for 15 minutes, pressed and hardened with an isostatic press, and then sintered at 1400 ° C. for 5 hours to prepare a porous substrate (thickness: 800 μm).

次に、硝酸ニッケル(関東化学社製)、酢酸セリウム(関東化学社製)及び硝酸サマリウム(関東化学社製)を、それぞれの濃度が0.1mol/リットル、0.1mol/リットル及び0.04mol/リットルとなるように、水及びエタノールからなる混合溶媒に溶解させて金属酸化物膜形成用溶液を調製した。使用した混合溶媒は、容量比(水:エタノール)が、40:60であった。そして、上記多孔質基材を400℃に加熱した状態で、上記金属酸化物形成用溶液(150ミリリットル)をハンドスプレー(アズワン社製)で噴霧し、上記多孔質基材上に接触する金属酸化物膜(上記多孔質基材上の厚み:1μm)を形成して、上記多孔質基材と上記金属酸化物膜とからなる燃料極層を得た。   Next, nickel nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), cerium acetate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and samarium nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were added at concentrations of 0.1 mol / liter, 0.1 mol / liter and 0.04 mol, respectively. A solution for forming a metal oxide film was prepared by dissolving in a mixed solvent consisting of water and ethanol so as to be 1 / liter. The mixed solvent used had a volume ratio (water: ethanol) of 40:60. Then, in the state where the porous substrate is heated to 400 ° C., the metal oxide forming solution (150 ml) is sprayed by hand spray (manufactured by ASONE Co., Ltd.), and the metal oxidation contacting the porous substrate is performed. A material film (thickness on the porous substrate: 1 μm) was formed to obtain a fuel electrode layer composed of the porous substrate and the metal oxide film.

続いて、GDC(Ce:Gd:O=0.9:0.1:1.9)粉末(粒径範囲:0.05〜5μm、平均粒径:0.5μm)及びセルロース系バインダー樹脂を、質量比(GDC:セルロース系バインダー樹脂)が95:5となるようにジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートに加えてペーストを調製した。この際のペーストの粘度は、5×10mPa・sであった。上記ペーストをスクリーン印刷法にて上記燃料極層上に塗布し、130℃で5分間乾燥させた後、1200℃で1時間焼結して、上記燃料極層上にGDCからなる電解質層(厚み:50μm)を形成した。 Subsequently, GDC (Ce: Gd: O = 0.9: 0.1: 1.9) powder (particle size range: 0.05 to 5 μm, average particle size: 0.5 μm) and cellulose binder resin, A paste was prepared by adding to diethylene glycol monobutyl ether acetate so that the mass ratio (GDC: cellulose-based binder resin) was 95: 5. The viscosity of the paste at this time was 5 × 10 5 mPa · s. The paste is applied onto the fuel electrode layer by a screen printing method, dried at 130 ° C. for 5 minutes, sintered at 1200 ° C. for 1 hour, and an electrolyte layer (thickness) made of GDC on the fuel electrode layer. : 50 μm).

次に、(Sm,Sr)CoO(Sm:Sr:Co:O=0.5:0.5:1:3)粉末(粒径範囲:0.1〜10μm、平均粒径:3μm)及びセルロース系バインダー樹脂を、質量比((Sm,Sr)CoO:バインダー樹脂)が80:20となるようにジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートに加えてペーストを調製した。そして、このペ−ストをスクリーン印刷により上記電解質層上に塗布した後、これらを1200℃で5時間焼結することにより空気極層(厚み:30μm)を形成して、固体酸化物形燃料電池の単セルを得た。 Next, (Sm, Sr) CoO 3 (Sm: Sr: Co: O = 0.5: 0.5: 1: 3) powder (particle size range: 0.1 to 10 μm, average particle size: 3 μm) and A paste was prepared by adding a cellulose binder resin to diethylene glycol monobutyl ether acetate so that the mass ratio ((Sm, Sr) CoO 3 : binder resin) was 80:20. And after applying this paste on the said electrolyte layer by screen printing, these are sintered at 1200 degreeC for 5 hours, an air electrode layer (thickness: 30 micrometers) is formed, and a solid oxide fuel cell is formed. A single cell was obtained.

(実施例3)
実施例2と同様の方法で形成した多孔質基材上に、実施例1と同様の方法で金属酸化物膜(上記多孔質基材上の厚み:2μm)を形成して、上記多孔質基材と上記金属酸化物膜とからなる空気極層を得た。
(Example 3)
On the porous substrate formed by the same method as in Example 2, a metal oxide film (thickness on the porous substrate: 2 μm) is formed by the same method as in Example 1, and the above porous substrate An air electrode layer composed of the material and the metal oxide film was obtained.

続いて、硝酸セリウム(III)(関東化学社製)、硝酸ガドリニウム(和光純薬社製)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0.03mol/リットル、0.0045mol/リットル及び0.05mol/リットルとなるように、エタノール及び水からなる混合溶媒に溶解させて金属酸化物膜形成用溶液を調製した。使用した混合溶媒は、容量比(エタノール:水)が、50:50であった。そして、上記金属酸化物膜形成用溶液(70℃)中に、上記空気極層を24時間浸漬して、上記空気極層上に電解質層(上記空気極層上の厚み:0.6μm)を形成した。   Subsequently, cerium (III) nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), gadolinium nitrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and borane-dimethylamine complex (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) as a reducing agent were each added at a concentration of 0.03 mol / A metal oxide film-forming solution was prepared by dissolving in a mixed solvent consisting of ethanol and water so as to be 1 liter, 0.0045 mol / liter, and 0.05 mol / liter. The mixed solvent used had a volume ratio (ethanol: water) of 50:50. Then, the air electrode layer is immersed in the metal oxide film forming solution (70 ° C.) for 24 hours, and an electrolyte layer (thickness on the air electrode layer: 0.6 μm) is formed on the air electrode layer. Formed.

そして、上記電解質層上に、実施例1と同様の方法により燃料極層(厚み:30μm)を形成して、固体酸化物形燃料電池の単セルを得た。   And on the said electrolyte layer, the fuel electrode layer (thickness: 30 micrometers) was formed by the method similar to Example 1, and the single cell of the solid oxide fuel cell was obtained.

(実施例4)
実施例2と同様の方法で形成した多孔質基材上に、実施例1と同様の方法で金属酸化物膜(上記多孔質基材上の厚み:2μm)を形成して、上記多孔質基材と上記金属酸化物膜とからなる空気極層を得た。
Example 4
On the porous substrate formed by the same method as in Example 2, a metal oxide film (thickness on the porous substrate: 2 μm) is formed by the same method as in Example 1, and the above porous substrate An air electrode layer composed of the material and the metal oxide film was obtained.

次に、ジルコニウムテトラアセチルアセトナ−ト(関東化学社製)及び硝酸イットリウム(関東化学社製)を、それぞれの濃度が0.1mol/リットル及び0.008mol/リットルとなるように、トルエン:エタノール=85:15となる混合溶媒に溶解させて金属酸化物膜形成用溶液を調製した。そして、450℃に加熱した上記空気極層上へ上記金属酸化物膜形成用溶液(100ミリリットル)をハンドスプレー(アズワン社製)で噴霧して、上記空気極層上にYSZからなる電解質層(上記空気極層上の厚み:10μm)を形成した。この際の噴射量は、0.001リットル/minであった。   Next, zirconium tetraacetylacetonate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and yttrium nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) are added to toluene: ethanol so that the respective concentrations are 0.1 mol / liter and 0.008 mol / liter. A solution for forming a metal oxide film was prepared by dissolving in a mixed solvent of = 85: 15. Then, the metal oxide film forming solution (100 ml) is sprayed onto the air electrode layer heated to 450 ° C. by hand spray (manufactured by ASONE), and an electrolyte layer made of YSZ (on the air electrode layer) A thickness on the air electrode layer: 10 μm) was formed. The injection amount at this time was 0.001 liter / min.

そして、上記電解質層上に、実施例1と同様の方法により燃料極層(厚み:30μm)を形成して、固体酸化物形燃料電池の単セルを得た。   And on the said electrolyte layer, the fuel electrode layer (thickness: 30 micrometers) was formed by the method similar to Example 1, and the single cell of the solid oxide fuel cell was obtained.

(実施例5)
実施例2と同様の方法で形成した多孔質基材上に、実施例1と同様の方法で金属酸化物膜(上記多孔質基材上の厚み:2μm)を形成して、上記多孔質基材と上記金属酸化物膜とからなる空気極層を得た。
(Example 5)
On the porous substrate formed by the same method as in Example 2, a metal oxide film (thickness on the porous substrate: 2 μm) is formed by the same method as in Example 1, and the above porous substrate An air electrode layer composed of the material and the metal oxide film was obtained.

続いて、塩化酸化ジルコニウム八水和物(関東化学社製)、硝酸イットリウム(関東化学社製)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0.02mol/リットル、0.002mol/リットル及び0.04mol/リットルとなるように、エタノール及び水からなる混合溶媒に溶解させて第1金属酸化物膜形成用溶液を調製した。使用した混合溶媒は、容量比(エタノール:水)が、50:50であった。そして、上記第1金属酸化物膜形成用溶液(60℃)中に、上記空気極層を12時間浸漬して、上記空気極層上に第1金属酸化物膜(上記空気極層上の厚み:0.1μm)を形成した。   Subsequently, zirconium chloride oxide octahydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), yttrium nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and borane-dimethylamine complex (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) as a reducing agent, each having a concentration of 0.02 mol. First metal oxide film-forming solution was prepared by dissolving in a mixed solvent consisting of ethanol and water so that it would be / liter, 0.002 mol / liter, and 0.04 mol / liter. The mixed solvent used had a volume ratio (ethanol: water) of 50:50. Then, the air electrode layer is immersed in the first metal oxide film forming solution (60 ° C.) for 12 hours, and the first metal oxide film (thickness on the air electrode layer is formed on the air electrode layer). : 0.1 μm).

次に、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート(関東化学社製)及び酢酸イットリウム(関東化学社製)を、それぞれの濃度が0.1mol/リットル及び0.008mol/リットルとなるように、トルエン及びエタノールからなる混合溶媒に溶解させて第2金属酸化物膜形成用溶液を調製した。使用した混合溶媒は、容量比(トルエン:エタノール)が、85:15であった。そして、400℃に加熱した上記第1金属酸化物膜上へ上記第2金属酸化物膜形成用溶液(200ミリリットル)をハンドスプレー(アズワン社製)で噴霧して、上記第1金属酸化物膜上に第2金属酸化物膜(厚み:10μm)を形成した。これにより、上記第1金属酸化物膜及び上記第2金属酸化物膜からなる電解質層を得た。   Next, zirconium tetraacetylacetonate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and yttrium acetate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) are made of toluene and ethanol so that the respective concentrations are 0.1 mol / liter and 0.008 mol / liter. A second metal oxide film forming solution was prepared by dissolving in a mixed solvent. The mixed solvent used had a volume ratio (toluene: ethanol) of 85:15. Then, the second metal oxide film-forming solution (200 ml) is sprayed on the first metal oxide film heated to 400 ° C. by hand spray (manufactured by ASONE), and the first metal oxide film A second metal oxide film (thickness: 10 μm) was formed thereon. Thus, an electrolyte layer composed of the first metal oxide film and the second metal oxide film was obtained.

そして、上記電解質層上に、実施例1と同様の方法により燃料極層(厚み:30μm)を形成して、固体酸化物形燃料電池の単セルを得た。   And on the said electrolyte layer, the fuel electrode layer (thickness: 30 micrometers) was formed by the method similar to Example 1, and the single cell of the solid oxide fuel cell was obtained.

(実施例6)
実施例6は、上述した実施例1に対し、空気極層の形成方法のみが異なるので、空気極層の形成方法のみ説明する。
(Example 6)
Since Example 6 differs from Example 1 described above only in the formation method of the air electrode layer, only the formation method of the air electrode layer will be described.

アルミナ粉末(粒径範囲:0.01〜10μm、平均粒径:1μm)とアセチレンブラック粉末とをエタノールに加え、これらをエタノール中で粉砕しながら混合した。次に、これらを温度100℃で15分間乾燥し、静水圧プレス機にて押し固めた後、1400℃で5時間焼結し、多孔質基材(厚み:800μm)を作製した。   Alumina powder (particle size range: 0.01 to 10 μm, average particle size: 1 μm) and acetylene black powder were added to ethanol and mixed while being pulverized in ethanol. Next, these were dried at a temperature of 100 ° C. for 15 minutes, pressed and hardened with an isostatic press, and then sintered at 1400 ° C. for 5 hours to prepare a porous substrate (thickness: 800 μm).

次に、コバルト(III)アセチルアセトナート(関東化学社製)、硝酸サマリウム(関東化学社製)及び塩化ストロンチウム(関東化学社製)を、それぞれの濃度が0.1mol/リットル、0.05mol/リットル及び0.05mol/リットルとなるように、トルエン、エタノール及び水からなる混合溶媒に溶解させて金属酸化物膜形成用ゾルを調製した。使用した混合溶媒は、容量比(トルエン:エタノール:水)が、70:25:5であった。そして、上記多孔質基材を450℃に加熱した状態で、上記金属酸化物形成用ゾル(200ミリリットル)をハンドスプレー(アズワン社製)で噴霧し、上記多孔質基材上に接触する金属酸化物膜(上記多孔質基材上の厚み:2μm)を形成して、上記多孔質基材と上記金属酸化物膜とからなる空気極層を得た。   Next, cobalt (III) acetylacetonate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), samarium nitrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and strontium chloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were added at concentrations of 0.1 mol / liter and 0.05 mol / liter, respectively. A sol for forming a metal oxide film was prepared by dissolving in a mixed solvent consisting of toluene, ethanol and water so as to be 1 liter and 0.05 mol / liter. The mixed solvent used had a volume ratio (toluene: ethanol: water) of 70: 25: 5. Then, with the porous substrate heated to 450 ° C., the metal oxide-forming sol (200 ml) is sprayed with a hand spray (manufactured by AS ONE), and the metal oxide is brought into contact with the porous substrate. A material film (thickness on the porous substrate: 2 μm) was formed to obtain an air electrode layer composed of the porous substrate and the metal oxide film.

A,Bは、本発明の一実施形態に係る電極層の製造方法を示す概略工程図である。A and B are schematic process diagrams showing a method for manufacturing an electrode layer according to an embodiment of the present invention. A,Bは、本発明により得られた電極層を用いて固体酸化物形燃料電池を作製する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 using the electrode layer obtained according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 金属酸化物膜形成用溶液
2 スプレー装置
10 固体酸化物形燃料電池(単セル)
11 多孔質基材
11a 内表面
12 金属酸化物膜
13 空気極層
14 電解質層
15 燃料極層
1 Solution for forming metal oxide film 2 Spray device 10 Solid oxide fuel cell (single cell)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Porous base material 11a Inner surface 12 Metal oxide film 13 Air electrode layer 14 Electrolyte layer 15 Fuel electrode layer

Claims (17)

多孔質基材と、前記多孔質基材上に形成された金属酸化物膜とを有する固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法であって、
金属源と酸化剤又は還元剤とを含む金属酸化物膜形成用溶液を、加熱した前記多孔質基材上に接触させることにより前記金属酸化物膜を形成しており、
前記酸化剤は、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、二クロム酸及び過マンガン酸カリウムからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。
A method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell comprising a porous substrate and a metal oxide film formed on the porous substrate,
The metal oxide film is formed by bringing a metal oxide film forming solution containing a metal source and an oxidizing agent or a reducing agent into contact with the heated porous substrate ,
The oxidizing agent is at least one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, sodium nitrite, potassium nitrite, sodium bromate, potassium bromate, silver oxide, dichromic acid and potassium permanganate. A method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell.
前記金属酸化物膜形成用溶液を前記多孔質基材上に接触させる際、前記金属源を構成する金属元素が酸素と結合して前記多孔質基材上に前記金属酸化物膜が形成される最低温度以上に前記多孔質基材を加熱する請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   When the metal oxide film forming solution is brought into contact with the porous substrate, the metal element constituting the metal source is combined with oxygen to form the metal oxide film on the porous substrate. The manufacturing method of the electrode layer for solid oxide fuel cells of Claim 1 which heats the said porous base material more than minimum temperature. 前記金属酸化物膜形成用溶液を前記多孔質基材上に噴霧することによって、前記金属酸化物膜形成用溶液を前記多孔質基材上に接触させて前記金属酸化物膜を形成する請求項1又は請求項2に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   The metal oxide film is formed by spraying the metal oxide film forming solution onto the porous substrate to bring the metal oxide film forming solution into contact with the porous substrate. A method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to claim 1 or 2. 前記金属酸化物膜形成用溶液は、金属源と還元剤とを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。 The method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal oxide film forming solution contains a metal source and a reducing agent . 前記金属酸化物膜形成用溶液は、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1〜4のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   The metal oxide film forming solution is at least one selected from chlorate ions, perchlorate ions, chlorite ions, hypochlorite ions, bromate ions, hypobromate ions, nitrate ions and nitrite ions. The method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 4, further comprising one ionic species. 多孔質基材と、前記多孔質基材上に形成された金属酸化物膜とを有する固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法であって、
金属源と酸化剤又は還元剤とを含む金属酸化物膜形成用ゾルを、加熱した前記多孔質基材上に接触させることにより前記金属酸化物膜を形成しており、
前記酸化剤は、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、二クロム酸及び過マンガン酸カリウムからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。
A method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell comprising a porous substrate and a metal oxide film formed on the porous substrate,
The metal oxide film is formed by contacting a sol for forming a metal oxide film containing a metal source and an oxidizing agent or a reducing agent on the heated porous substrate ,
The oxidizing agent is at least one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, sodium nitrite, potassium nitrite, sodium bromate, potassium bromate, silver oxide, dichromic acid and potassium permanganate. A method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell.
前記金属酸化物膜形成用ゾルを前記多孔質基材上に接触させる際、前記金属源を構成する金属元素が酸素と結合して前記多孔質基材上に前記金属酸化物膜が形成される最低温度以上に前記多孔質基材を加熱する請求項6に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   When the metal oxide film-forming sol is brought into contact with the porous substrate, the metal element constituting the metal source is combined with oxygen to form the metal oxide film on the porous substrate. The manufacturing method of the electrode layer for solid oxide fuel cells of Claim 6 which heats the said porous base material more than minimum temperature. 前記金属酸化物膜形成用ゾルを前記多孔質基材上に噴霧することによって、前記金属酸化物膜形成用ゾルを前記多孔質基材上に接触させて前記金属酸化物膜を形成する請求項6又は請求項7に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   The metal oxide film is formed by spraying the metal oxide film-forming sol onto the porous substrate to bring the metal oxide film-forming sol into contact with the porous substrate. A method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to claim 6 or 7. 前記金属酸化物膜形成用ゾルは、金属源と還元剤とを含む請求項6〜8のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。 The method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to any one of claims 6 to 8, wherein the sol for forming a metal oxide film includes a metal source and a reducing agent . 前記金属酸化物膜形成用ゾルは、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6〜9のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   The sol for forming a metal oxide film is at least one selected from chlorate ion, perchlorate ion, chlorite ion, hypochlorite ion, bromate ion, hypobromate ion, nitrate ion and nitrite ion. The method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to any one of claims 6 to 9, further comprising one ionic species. 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1,2,6,7のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方
法。
The said metal source is at least one chosen from a metal salt, a metal complex, and an organometallic compound, The manufacture of the electrode layer for solid oxide fuel cells of any one of Claim 1, 2, 6, 7 Method.
前記金属源は、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1,2,6,7,11のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   The metal source is Mg, Al, Si, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Ag, In, Sn, Ce, Sm, Pb, La, Hf, Sc, Gd. The method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to any one of claims 1, 2, 6, 7, and 11, comprising at least one metal element selected from Ga, Ta, and Ga. 前記固体酸化物形燃料電池用電極層は燃料極層であり、
前記金属酸化物膜は、蛍石型又はペロブスカイト型の結晶構造を有する酸化物イオン伝導体と金属触媒とを含む請求項1〜3,6〜8のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。
The electrode layer for the solid oxide fuel cell is a fuel electrode layer,
The solid oxide form according to claim 1, wherein the metal oxide film includes an oxide ion conductor having a fluorite-type or perovskite-type crystal structure and a metal catalyst. A method for producing an electrode layer for a fuel cell.
前記固体酸化物形燃料電池用電極層は空気極層であり、
前記金属酸化物膜は、ペロブスカイト型の結晶構造を有する金属酸化物及び貴金属から選ばれる少なくとも一つを含む請求項1〜3,6〜8のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。
The electrode layer for the solid oxide fuel cell is an air electrode layer,
9. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the metal oxide film includes at least one selected from a metal oxide having a perovskite crystal structure and a noble metal. Method for manufacturing an electrode layer.
前記多孔質基材は、セラミックス又は金属からなる請求項1〜3,6〜8のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   The method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 3 and 6 to 8, wherein the porous substrate is made of ceramics or metal. 前記金属酸化物膜のうち前記多孔質基材上に存在する領域の厚みが、10nm以上である請求項1〜3,6〜8のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   The electrode for a solid oxide fuel cell according to any one of claims 1 to 3 and 6 to 8, wherein a thickness of a region existing on the porous substrate in the metal oxide film is 10 nm or more. Layer manufacturing method. 前記金属酸化物膜の一部は、前記多孔質基材内の気孔を形成する壁面の少なくとも一部を被覆している請求項1〜3,6〜8,16のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池用電極層の製造方法。   The part of the metal oxide film covers at least a part of a wall surface that forms pores in the porous substrate, according to any one of claims 1 to 3, 6 to 8, and 16. A method for producing an electrode layer for a solid oxide fuel cell.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003086033A (en) * 2001-09-11 2003-03-20 Nagase Chemtex Corp Manufacturing method of solid electrolyte membrane
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