JP6045881B2 - 電気化学セル及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態における電気化学セルの概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態では、電気化学セルを固体電解質燃料電池として使用する場合について説明するが、本実施形態の電気化学セルは固体電解質セルとしても使用することができる。
図2は、本実施形態における電気化学セルの概略構成を示す断面図である。なお、図1に示す電気化学セル10と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。
図3は、本実施形態における電気化学セルの概略構成を示す断面図である。なお、図1に示す電気化学セル10及び図2に示す電気化学セル20と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。
図4は、本実施形態における電気化学セルの概略構成を示す断面図である。なお、図1に示す電気化学セル10及び図2に示す電気化学セル20と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。
電解質膜11は、厚さ6μm、7μm及び12μmの1mol%CeO2含有のスカンジア安定化ジルコニア(10Sc1CeSz)を用い、空気極12には、厚さ30μm〜50μmのLaSrCoFe酸化物を用い、燃料極13には、厚さ30μmのNiO−YSZを用いた。反応抑制層14には、厚さ1μm〜5μmのCeO2−Gd2O3固溶体(GDC)を用いた。また、支持体21も、同じく厚さ0.5mm〜0.7mmのNiO−YSZを用い、電極セル20とした。
11 電解質膜
11A 凹凸部
12 空気極
13 燃料極
14 反応抑制層
21 支持体
35 混合層
Claims (7)
- 電気的に絶縁性であって、酸素イオン導電性を呈する電解質膜と、
前記電解質膜の一方の主面側に形成されたセリアを含む反応抑制層と、
前記反応抑制層の、前記電解質膜と相対する側の主面に形成された空気極又は酸素極と、
前記電解質膜の他方の主面側に形成された、燃料極又は水素極と、
を具え、
前記電解質膜は、10μm未満の厚さを有し、かつCeO 2 を含有する安定化ジルコニアからなり、
前記反応抑制層は、少なくともCeO 2 固溶体を含む
ことを特徴とする、電気化学セル。 - 前記空気極又は酸素極及び前記燃料極又は水素極の少なくとも一方を保持するための多孔質支持体を具えることを特徴とする、請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記電解質膜及び前記反応抑制層間に、前記電解質膜の構成材料と前記反応抑制層の構成材料とを含む混合層を具えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の電気化学セル。
- 前記電解質の前記一方の主面が凹凸状に形成されたことを特徴とする、請求項1又は2に記載の電気化学セル。
- 請求項1乃至4のいずれか1項記載の電気化学セルの製造方法であって、
電気的に絶縁性であって、酸素イオン導電性を呈する電解質膜と、燃料極又は水素極との積層体を焼成によって形成する工程と、
前記積層体の、前記燃料極又は水素極と相対する側において、反応抑制層のセリアを含む原料の溶液あるいはスラリーを塗布した後に焼成して、前記反応抑制層を形成する工程と、
前記反応抑制層の、前記積層体と相対する側において、空気極又は酸素極を焼成によって形成する工程と、
を具えることを特徴とする、電気化学セルの製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項記載の電気化学セルの製造方法であって、
電気的に絶縁性であって、酸素イオン導電性を呈する電解質膜と、燃料極又は水素極との積層体を焼成によって形成する工程と、
前記積層体の、前記燃料極又は水素極と相対する側において、反応抑制層のセリアを含む原料からなる膜を蒸着法又は表面処理法によって形成して、前記反応抑制層を形成する工程と、
前記反応抑制層の、前記積層体と相対する側において、空気極又は酸素極を焼成によって形成する工程と、
を具えることを特徴とする、電気化学セルの製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項記載の電気化学セルの製造方法であって、
電気的に絶縁性であって、酸素イオン導電性を呈する電解質膜と、燃料極又は水素極との積層体を焼成によって形成する工程と、
前記積層体の、前記燃料極又は水素極と相対する側において、反応抑制層のセリアを含む原料のグリーンシートを積層し、当該グリーンシートを焼成して、前記反応抑制層を形成する工程と、
前記反応抑制層の、前記積層体と相対する側において、空気極又は酸素極を焼成によって形成する工程と、
を具えることを特徴とする、電気化学セルの製造方法。
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