JP5060068B2 - 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 - Google Patents
固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5060068B2 JP5060068B2 JP2006173878A JP2006173878A JP5060068B2 JP 5060068 B2 JP5060068 B2 JP 5060068B2 JP 2006173878 A JP2006173878 A JP 2006173878A JP 2006173878 A JP2006173878 A JP 2006173878A JP 5060068 B2 JP5060068 B2 JP 5060068B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- electrode layer
- pattern
- solid oxide
- oxide fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
図1には、本発明のSOFCのセルの一例を示し、図2及び図3には、チャンネル状パターンの各種平面形態を示し、図4には、チャンネル状パターンにおけるキャビティの構成形態を示す。
本SOFC2における固体電解質層6は、従来公知の形態を採ることができるとともに、その材料についても、同様に従来公知の各種の固体電解質材料を特に限定しないで用いることができる。固体電解質層6は、空気雰囲気および燃料ガス雰囲気において酸化物イオン伝導性が高く、ガス透過性が無く、電子伝導性が無い層を形成できる材料により構成されることが好ましい。例えば、固体電解質材料としては、イットリアあるいはスカンジアを固溶させたジルコニア、イットリアとスカンジアを固溶させたジルコニアが挙げられる。これらの各種ジルコニア固溶体におけるイットリアおよびスカンジアの固溶量としては特に限定しないが、例えば、3〜12mol%程度とすることができる。
本SOFC2の空気極層10は、固体電解質層6に対して積層され、固体電解質層6との間で電極界面を構成している。空気極層10は、従来公知の各種形態を採ることができるとともに、その材料についても同様に従来公知の各種の空気極材料を特に限定しないで用いることができる。例えば、LaAMnO3(A=Sr or Ca)で表されるランタンマンガナイト、LaSrCoO3で表されるランタンコバルタイト、LaSrFeO3で表されるランタンフェライト、LaFeCoO3で表されるランタン鉄コバルタイト、LaNiO3で表されるランタンニッケル酸化物、SmSrCoO3で表されるサマリウムコバルタイト、GdSrCoO3で表されるガドリウムコバルタイトなどが挙げられる。また、ランタンマンガナイトには、Ce、Sm、Gd、Pr、Nd、Co、Al、Fe、Cr、Ni、Ca、Sr等が固溶化されていてもよい。
本SOFC2における燃料極層16は、従来公知の形態を採ることができるとともに、その材料についても、同様に従来公知の各種の燃料極材料を特に限定しないで用いることができる。燃料極材料としては、例えば、Ni/YSZが挙げられる。これらの組成も特に限定しないが、例えば重量比率で50/50〜90/10とすることができる。また、他の燃料極材料としては、Ni/ScSZ、Ni/カルシウムを固溶させたジルコニア(以下、Ni/CSZと示す)、Ni/セリウム酸化物が挙げられる。
なお、本SOFC2に用いられるセパレーター30又はインターコネクターとしては、SOFCにおいて従来公知の各種形態を採ることができるとともに従来公知のセパレーター等材料を特に限定しないで用いることができる。例えば、アルカリ土類酸化物を固溶させたランタンクロマイト、Ni-Cr合金、Crフェライト系合金が挙げられる。
図1に示すように、本SOFC2の空気極層10及び燃料極層16のいずれかあるいは双方(以下、こうした形態を一括して多孔質電極層18というものとする。)の領域内には、多孔質電極層18を構成する多孔質体により区画されたキャビティ20を備えている。多孔質電極層18におけるキャビティ20は、多孔質電極層18を構成する材料の多孔質体によって区画されて構成されている。すなわち、キャビティ20は多孔質電極層18の多孔質体における細孔(空隙)そのものではなく、多孔質電極層18において、固体電解質層6と電極界面を構成するように周囲と同様の多孔質電極層18の構造が形成されるべき領域に備えられる凹部、貫通孔、スリットのような形態を採るものである。すなわち、キャビティ20においては、多孔質電極層18の厚みは周囲の多孔質電極層18の厚みよりも小さいかあるいは0となっている。なお、このようなキャビティ20は、多孔質体からなる多孔質電極層18を区画あるいは分断するように備えられる場合もあり、多孔質電極層18自体によって区画されている場合も包含されている。
次に、本SOFC2の製造に適した製造方法について説明する。
本発明のSOFC2の製造方法は、上記したチャンネル状パターンを有する1又は2以上のキャビティ20を備える多孔質電極層18を形成する電極形成工程を備えている。キャビティ20を備える多孔質電極層18を形成するには、各種の印刷手法のほか、UVやレーザーなどのエネルギー波の照射を伴う切削加工、マイクロドリルなどのマイクロマシンによる微細機械加工などが挙げられる。
Claims (13)
- 固体酸化物形燃料電池であって、
固体電解質層と、
多孔質電極層と、
前記多孔質電極層においてチャンネル状パターンを有する1又は2以上のキャビティと、
を備え、
前記チャンネル状パターンは、全体として同心状に閉じた又は開放した複数の環状構造を有し、
その長さ方向に沿って前記チャンネル状パターンを分断する電極層からなる分断部と該分断部により区画された短線分キャビティとを有する破線状パターンを有している、固体酸化物形燃料電池。 - 前記チャンネル状パターンは、全体として同心状に閉じた複数の環状構造のみからなる、請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記キャビティの電極面積当たりの長さは、30mm/cm2以上100mm/cm2以下である、請求項1又は2に記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記分断部の長さは、0.05mm以上0.8mm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記短線分キャビティの長さは、0.5mm以上1.5mm以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記分断部の長さに対する前記短線分キャビティの長さは1.0以上7.0以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記チャンネル状パターンは、ガス流路の方向に沿って均一又は不均一に配置されている、請求項1〜6のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記キャビティは、前記多孔質電極層を貫通する、請求項1〜7のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記キャビティの前記ガス流路側への開口幅の最大寸法が50μm以上500μm以下である、請求項1〜8のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記多孔質電極層において前記キャビティは少なくともガス流路側に開口され、該開口の開口面積の合計は、全電極面積の5%以上40%以下である、請求項1〜9のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記多孔質電極層の厚さは5μm以上1mm以下である、請求項1〜10のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
- 前記電極は燃料極である、請求項1〜11のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
- 固体酸化物形燃料電池の製造方法であって、
全体として同心状に閉じた又は開放した複数の環状構造を有するチャンネル状パターンを有する1又は2以上のキャビティを備え、
前記チャンネル状パターンは、その長さ方向に沿って前記チャンネル状パターンを分断する電極層からなる分断部と該分断部により区画された短線分キャビティとを有する破線状パターンを有する多孔質電極層を形成する工程を備える、固体酸化物形燃料電池の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006173878A JP5060068B2 (ja) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006173878A JP5060068B2 (ja) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008004423A JP2008004423A (ja) | 2008-01-10 |
JP5060068B2 true JP5060068B2 (ja) | 2012-10-31 |
Family
ID=39008636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006173878A Expired - Fee Related JP5060068B2 (ja) | 2006-06-23 | 2006-06-23 | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5060068B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2711557A1 (en) | 2008-01-11 | 2009-07-16 | The University Of Tokyo | Anti-cldn6 antibody |
JP5422414B2 (ja) * | 2010-01-25 | 2014-02-19 | 日本碍子株式会社 | 固体酸化物形燃料電池のセル |
JP5819099B2 (ja) * | 2011-05-11 | 2015-11-18 | 日本特殊陶業株式会社 | 固体酸化物形燃料電池 |
JP5718194B2 (ja) * | 2011-09-05 | 2015-05-13 | 日本特殊陶業株式会社 | 固体酸化物形燃料電池セル及び固体酸化物形燃料電池 |
JP6519460B2 (ja) * | 2015-12-07 | 2019-05-29 | 株式会社デンソー | 燃料電池単セルおよび燃料電池セルスタック |
CN115064709B (zh) * | 2022-06-24 | 2024-02-13 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种高温固体氧化物燃料电池/电解池有序电极构筑的方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01313855A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Nkk Corp | 固体電解質型燃料電池の電極部材、その製造方法および固体電解質型燃料電池 |
JPH0582135A (ja) * | 1991-09-24 | 1993-04-02 | Fine Ceramics Center | 固体電解質型燃料電池用電極 |
JPH0660883A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Murata Mfg Co Ltd | 多孔質電極及びその製造方法 |
JPH06310156A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-04 | Kyocera Corp | 平板状固体電解質型燃料電池 |
JP3347561B2 (ja) * | 1995-12-21 | 2002-11-20 | 京セラ株式会社 | 固体電解質型燃料電池セル |
-
2006
- 2006-06-23 JP JP2006173878A patent/JP5060068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008004423A (ja) | 2008-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fan et al. | Nanomaterials and technologies for low temperature solid oxide fuel cells: recent advances, challenges and opportunities | |
US10431841B2 (en) | Method for manufacturing solid oxide fuel cell | |
JP5060068B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 | |
JP6658754B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池、および電解質層−アノード接合体の製造方法 | |
KR20070046084A (ko) | 나노튜브 고체산화물 연료전지 | |
KR20130022828A (ko) | 고체산화물 연료전지 전해질용 수소이온 전도체 및 이를 포함하는 고체산화물 연료전지 | |
KR20110101976A (ko) | 고체산화물 연료전지 및 이의 제조방법 | |
KR100691558B1 (ko) | 고체 산화물 연료전지의 제조 방법 | |
JP2007299690A (ja) | 固体酸化物形燃料電池及びその作製方法 | |
CN110400934A (zh) | 一种新型低应力薄膜固体氧化物燃料电池及其制备方法 | |
JP5517297B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池用単セル | |
Tarancón et al. | Emerging trends in solid oxide electrolysis cells | |
JP6174608B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 | |
KR102226103B1 (ko) | 초음파 장비를 통한 용액 침투에 의한 고체산화물 연료전지 공기극 성능 향상 방법 | |
JP6664132B2 (ja) | 多孔質構造体とその製造方法、及びそれを用いた電気化学セルとその製造方法 | |
JP2006344486A (ja) | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 | |
Gil et al. | Cathode-supported hybrid direct carbon fuel cells | |
JP5110337B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池用電極構造体およびその製造方法 | |
JP2009245717A (ja) | 固体酸化物形燃料電池の製造方法、この方法により製造された固体酸化物形燃料電池、及び固体酸化物形燃料電池用電解質・電極積層体 | |
WO2018167889A1 (ja) | 電気化学セル用酸素極および電気化学セル | |
JP5365050B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
JP2004355814A (ja) | 固体酸化物形燃料電池用セル及びその製造方法 | |
KR101335063B1 (ko) | 고출력 고체산화물 연료전지 단위셀 제조기술 | |
JP4386187B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池及びその製造方法 | |
JP5657399B2 (ja) | 固体酸化物形電気化学セルの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090602 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20090602 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090610 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20090623 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20090623 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120508 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120706 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120731 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120803 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |