JP5381639B2 - 固体電解質形燃料電池およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図7に、非特許文献1に記載のアニオン伝導塩基性酸化物形燃料電池セルの模式図を示す。電解質層1として、水酸化物イオン伝導性を有するNaCo2O4が用いられ、アノード電極2とカソード電極3とでは次の反応が進行する。
カソード反応: 1/2O2+H2O +2e-→2OH-
また、本発明の固体電解質形燃料電池の電極は、金属化合物電解質の粉末および溶媒を混合してペーストを調製する工程、前記電解質層上に前記ペーストを塗布、乾燥、焼結して、前記電解質層上に多孔質焼結体層を形成する工程、前記多孔質焼結体層中に導電性ポリマーを含浸する工程、により形成することとした。
図1は、本発明の第一の実施形態に係る固体電解質形燃料電池の電解質層4と一方の電極を表している。電極は、触媒層5と集電材6とから構成される。
図2は、本発明の第二の実施形態に係る固体電解質形燃料電池の模式構造図である。本実施形態は、触媒層5を金属化合物電解質焼結体7および導電性ポリマー8に加え、触媒9を用いて構成する。これにより、第一の実施形態に比べ、触媒能を向上させることができ、高い電池電圧を得ることができる。触媒としては、Pt、Au、Ag、Ni、Pd等の遷移金属やSnO2等の金属酸化物を用いることができる。
図4は、本発明の第四の実施形態に係る固体電解質形燃料電池の模式構造図である。本実施形態においては、触媒層5の導電性ポリマー8中に導電性材料11を混在させる。導電性材料11としては、金属やカーボンブラック,炭素繊維等を用いることができる。
実施例1から4と比較例の固体電解質形燃料電池の電池特性を図6に示す。
2 アノード電極
3 カソード電極
5 触媒層
6 集電材
7 金属化合物電解質焼結体
8 導電性ポリマー
9 触媒
10 空孔
11 導電性材料
12 金属化合物電解質粒子
Claims (6)
- アノード電極とカソード電極との間に、金属化合物からなる電解質層を備える固体電解質形燃料電池において、
前記アノード電極および前記カソード電極の少なくとも一方の電極の触媒層が、金属化合物からなる電解質の多孔質焼結体と導電性ポリマーとから構成されていることを特徴とする固体電解質形燃料電池。 - 前記少なくとも一方の電極の触媒層が、金属または金属酸化物の触媒を含有することを特徴とする請求項1に記載の固体電解質形燃料電池。
- 前記触媒が、前記多孔質焼結体の表面に存在することを特徴とする請求項2に記載の固体電解質形燃料電池。
- 前記少なくとも一方の電極の触媒層が、さらに、金属またはカーボンからなる導電性材料を含有することを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の固体電解質形燃料電池。
- アノード電極とカソード電極との間に金属化合物からなる電解質層を備える固体電解質形燃料電池の少なくとも一方の電極の形成工程が、
金属化合物電解質の粉末および溶媒を混合してペーストを調製する工程、
前記電解質層上に、前記ペーストを塗布、乾燥、焼結して、前記電解質層上に多孔質焼結体層を形成する工程、
前記多孔質焼結体層中に、導電性ポリマーを含浸する工程、
からなることを特徴とする固体電解質形燃料電池の製造方法。 - 前記ペーストを調製する工程において、前記金属化合物電解質の粉末および前記溶媒に加え、さらに、触媒、金属またはカーボンからなる導電性材料、および増孔剤の少なくとも何れかを混合することを特徴とする請求項5に記載の固体電解質形燃料電池の製造方法。
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