JP5501882B2 - 固体酸化物型燃料電池及びその製造方法 - Google Patents
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Description
R=(1/σ)×(L/SF)
L=(Lmax−Lmin)/2
なお、Lmaxは、基体管11の軸方向において隣り合う燃料極12の間隔の最大長さ、Lminは、基体管11の軸方向において隣り合う燃料極12の間隔の最小長さである。
R=(L/σ・SF)≧1000
一般的に、セルチューブ202の性能を維持するために、燃料極12の間隔の平均長さLを変更することは難しい。従って、燃料極12間に導電率がゼロに近い絶縁膜16を設け、当該燃料極12同士の対向面積を減らすことにより、上述の式を満足する燃料極12の間の電気抵抗値に設定する。
上述過程にて焼成したセルチューブに空気極材料膜24を積層し,焼結(例えば,1300℃にて、1時間保持)する。
12 燃料極
13 固体電解質
14 空気極
15 インターコネクタ
16 絶縁膜(絶縁部)
17 反応防止膜(反応防止部)
28 電解質反応膜
101 燃料電池モジュール
202 セルチューブ(燃料電池)
210 燃料電池セル(発電素子)
Claims (11)
- 筒形状をなす基体管と、
前記基体管の外周面に当該基体管の軸方向に沿って複数配置され、燃料極と電解質と空気極とが積層されて成る発電素子と、
隣り合う当該発電素子を直列に接続するインターコネクタとを有し、
隣り合う前記燃料極の間に、電子とイオンの移動を抑制する絶縁部を有し、
前記絶縁部が、La 2 Zr 2 O 7 、Y 3 Zr 5 O 12 、SrTi 1+X O 3 (+Al 2 O 3 )、MgO+MgAl 2 O 4 であることを特徴とする固体酸化物型燃料電池。 - 筒形状をなす基体管と、
前記基体管の外周面に当該基体管の軸方向に沿って複数配置され、燃料極と電解質と空気極とが積層されて成る発電素子と、
隣り合う当該発電素子を直列に接続するインターコネクタとを有し、
隣り合う前記燃料極の間に、電子とイオンの移動を抑制する絶縁部を有し、
前記絶縁部は、前記電解質と化学反応して形成される電解質反応膜として設けられる
ことを特徴とする固体酸化物型燃料電池。 - 前記絶縁部は、隣り合う前記発電素子において、一方の前記発電素子の前記燃料極と他方の前記発電素子の前記燃料極との間で、且つ、一方の前記発電素子の前記固体電解質と前記基体管との間に設けられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記絶縁部は、隣り合う前記発電素子において、一方の前記発電素子の前記燃料極と他方の前記発電素子の前記燃料極との間で、且つ、一方の前記発電素子の前記固体電解質と前記インターコネクタとの間に設けられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の固体酸化物型燃料電池。
- 前記発電素子と前記絶縁部との間に反応防止部が設けられることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の固体酸化物型燃料電池。
- 隣り合う燃料極の間に、電子とイオンの移動を抑制する絶縁部を有し、
前記絶縁部が、La 2 Zr 2 O 7 、Y 3 Zr 5 O 12 、SrTi 1+X O 3 (+Al 2 O 3 )、MgO+MgAl 2 O 4 である固体酸化物型燃料電池の製造方法において、
基体管を形成する工程と、
前記基体管の外周面に、当該基体管の軸方向に沿って複数の燃料極用材料膜を形成する工程と、
前記燃料極用材料膜の上面に固体電解質用材料膜とインターコネクタ用材料膜を順次積層する工程と、
前記基体管の外周面に、当該基体管の軸方向に沿って複数の絶縁部用材料膜を形成する工程と、
前記絶縁部用材料膜と前記燃料極用材料膜と前記固体電解質用材料膜と前記インターコネクタ用材料膜とを焼結し、絶縁部と燃料極と固体電解質とインターコネクタとを形成する工程とを有する、
ことを特徴とする固体酸化物型燃料電池の製造方法。 - 前記絶縁部用材料膜を形成した後、前記燃料極用材料膜を形成し、その後前記固体電解質用材料膜と前記インターコネクタ用材料膜を順次積層することを特徴とする請求項6に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
- 前記燃料極用材料膜を形成した後、前記絶縁部用材料膜を形成し、その後前記固体電解質用材料膜と前記インターコネクタ用材料膜を順次積層することを特徴とする請求項6に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
- 前記固体電解質用材料膜と前記インターコネクタ用材料膜を順次積層した後、前記絶縁部用材料膜を形成することを特徴とする請求項6に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
- 前記絶縁部用材料膜を形成した後、当該絶縁部用材料膜の外面に反応防止部用材料膜を形成することを特徴とする請求項7から請求項9に記載の固体酸化物型燃料電池の製造方法。
- 基体管を形成する工程と、
前記基体管の外周面に、当該基体管の軸方向に沿って複数の燃料極用材料膜を形成する工程と、
前記燃料極用材料膜の上面に固体電解質用材料膜とインターコネクタ用材料膜を順次積層する工程と、
前記基体管の外周面に、当該基体管の軸方向に沿って複数の絶縁部用材料膜を形成する工程と、
前記絶縁部用材料膜と前記燃料極用材料膜と前記固体電解質用材料膜と前記インターコネクタ用材料膜とを焼結し、絶縁部と燃料極と固体電解質とインターコネクタとを形成する工程とを有し、
前記燃料極用材料膜を形成した後、前記基体管の軸方向において隣り合う前記燃料極用材料膜の対向面に電解質反応部を塗布する工程を有し、
前記燃料極用材料膜と前記電解質反応部と前記固体電解質用材料膜と前記インターコネクタ用材料膜とを焼結して、前記基体管上に前記燃料極、前記絶縁部、前記固体電解質、前記インターコネクタを形成することを特徴とする固体酸化物型燃料電池の製造方法。
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