JP6208499B2 - 燃料電池セル又は電解セル、セルスタック装置、モジュールおよびモジュール収納装置 - Google Patents
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Description
Niを含有してなる多孔質の導電性の支持体1を備えている。支持体1の内部には、適当な間隔で複数の燃料ガス通路2が燃料電池セル10の長さ方向Lに貫通して形成されており、燃料電池セル10は、この支持体1上に各種の部材が設けられた構造を有している。
の有効面積が狭くなるので発電効率が低下するからである。第1電解質層4aの空隙率V1は、特に8〜15%が望ましい。
体電解質材料は、例えば、ジルコニア系酸化物、ランタンガレード系酸化物等を用いることができる。特には、希土類元素を含有するZrO2から構成されていることが望ましく、この場合、補強層7は、固体電解質層4よりも希土類元素の含有量が少ないことが望ましい。
ば、Niおよび/またはNiOと、無機酸化物、例えば特定の希土類酸化物とにより形成されることが好ましい。
O2からなるセラミックスに限定されるものではなく、従来、公知の、例えば、ランタンガレード系の固体電解質層であっても良いことは勿論である。
イトにMgが存在するLaCrMgO3系酸化物が用いられる。インターコネクタ層8材料は導電性セラミックスであればよく、特に限定されるものではない。
、体積比で40:60〜60:40の範囲とすることが好ましい。
タ層用シートを作製し、固体電解質成形体の両端部上に、インターコネクタ層用シートの両端部が積層されるように、密着層成形体上面にインターコネクタ層用シートを積層し、積層成形体を作製することもできる。
分との境界で高い応力が発生し易いが、補強層7cの上端部は接着剤17から露出しているため、燃料電池セル10における上記境界部分を補強することができる。接着剤17から露出する補強層7cの長さは、2〜10mmあることが望ましい。
ができる。
する第2電解質層用シートを作製した。また、同じスラリーに造孔材を所定量だけ添加し、ドクターブレード法にて第1電解質層4aを構成する第1電解質層用シートを作製し、第1電解質層用シートに第2電解質層用シートを積層し、固体電解質層シートを作製した。また、第1電解質層4a、第2電解質層4bの空隙率は、ZrO2粉末の粒径、造孔材量を変化させて作製した。
た。
ク発生有無を、目視にて確認した。
クラックの発生を抑制できることがわかる。
2:燃料ガス通路
3:燃料極層
4:固体電解質層
4a:第1電解質層
4b:第2電解質層
6:酸素極層
7、7a、7b、7c:補強層
8:インターコネクタ層
11:セルスタック装置
18:燃料電池モジュール
23:燃料電池装置
Claims (7)
- 支持体に、Niを含有する第1電極層、希土類元素酸化物を含有した部分安定化又は安定化ZrO 2 を含んでなる固体電解質層および第2電極層を順次配置してなり、前記固体電解質層が、前記支持体側の第1電解質層と、該第1電解質層上に配置された第2電解質層とを具備するとともに、前記第1電解質層の空隙率が5〜20%、前記第2電解質層の空隙率が5%未満であり、前記第1電解質層の厚みt1が5〜9μm、前記第2電解質層の厚みt2が1〜5μmであり、t2/t1が0.1〜1の範囲であることを特徴とする燃料電池セル又は電解セル。
- Niを含有する第1電極層となる支持体に、希土類元素酸化物を含有した部分安定化又は安定化ZrO 2 を含んでなる固体電解質層および第2電極層を順次配置してなり、前記固体電解質層が、前記支持体側の第1電解質層と、該第1電解質層上に配置された第2電解質層とを具備するとともに、前記第1電解質層の空隙率が5〜20%、前記第2電解質層の空隙率が5%未満であり、前記第1電解質層の厚みt1が5〜9μm、前記第2電解質層の厚みt2が1〜5μmであり、t2/t1が0.1〜1の範囲であることを特徴とする燃料電池セル又は電解セル。
- 前記第1電解質層を構成する希土類元素酸化物を含有した部分安定化又は安定化ZrO 2 粒子の平均粒径d1が0.2〜1.5μm、前記第2電解質層を構成する希土類元素酸化物を含有した部分安定化又は安定化ZrO 2 粒子の平均粒径d2が1〜3.5μmであり、d2>d1であることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池セル又は電解セル。
- 前記固体電解質層上に、固体電解質材料からなる補強層が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかに記載の燃料電池セル又は電解セル。
- 請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の燃料電池セル又は電解セルの一方を複数具備してなるとともに、該複数の燃料電池セル又は電解セルを電気的に接続してなることを特徴とするセルスタック装置。
- 請求項5に記載のセルスタック装置を収納容器内に収納してなることを特徴とするモジュール。
- 請求項6に記載のモジュールと、該モジュールを作動させるための補機とを、外装ケー
ス内に収納してなることを特徴とするモジュール収納装置。
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