JP6365001B2 - 固体電解質型燃料電池セルおよびその固体電解質型燃料電池セルの製造方法 - Google Patents
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Description
電解質層に対し一方面側に積層され、酸化剤ガスが供給される空気極(18)と、
電解質層に対し他方面側に積層され、燃料ガスが供給される燃料極(20)とを備え、
空気極は、電解質層に沿って拡がる空気極基部(181)と、その空気極基部から電解質層側とは反対側に突き出た空気極凸部(182)とを有し、
空気極基部には、酸化剤ガスを空気極基部内に拡散させる拡散空隙(18a)が形成されており、
空気極凸部には、空気極基部の拡散空隙よりも大きい大型空隙(182a)が形成されており、
空気極凸部は、複数の金属酸化物粒子が相互に結合されることによって構成されており、
空気極凸部の大型空隙は、相互に結合される前の金属酸化物粒子と比較して大きく形成されていることを特徴とする。
図1は、本実施形態における固体電解質型燃料電池セル10の構造を示した図であり、断面図示されている。図1に示す固体電解質型燃料電池セル10(以下、単に電池セル10と呼ぶ)は、特許文献1に示されているのと同様に、複数積層されることにより不図示の燃料電池スタックを構成する。そして、燃料電池スタックにおいて電池セル10相互間には金属集電体12がそれぞれ介装されている。すなわち、電池セル10は、燃料電池スタックにおける発電の最小単位となっている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明し、第1実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。
(1)上述の各実施形態において、空気極凸部182は空気極基部181と同じ材料で構成されているが、空気極基部181とは異なる材料で構成されていても差し支えない。
16 電解質層
16a 一方面
16b 他方面
18 空気極
18a 拡散空隙
20 燃料極
181 空気極基部
182 空気極凸部
182a 大型空隙
Claims (10)
- 一方面(16a)と該一方面に対する反対側に設けられた他方面(16b)とを有する電解質層(16)と、
前記電解質層に対し前記一方面側に積層され、酸化剤ガスが供給される空気極(18)と、
前記電解質層に対し前記他方面側に積層され、燃料ガスが供給される燃料極(20)とを備え、
前記空気極は、前記電解質層に沿って拡がる空気極基部(181)と、該空気極基部から前記電解質層側とは反対側に突き出た空気極凸部(182)とを有し、
前記空気極基部には、前記酸化剤ガスを空気極基部内に拡散させる拡散空隙(18a)が形成されており、
前記空気極凸部には、前記空気極基部の拡散空隙よりも大きい大型空隙(182a)が形成されており、
前記空気極凸部は、複数の金属酸化物粒子が相互に結合されることによって構成されており、
前記空気極凸部の大型空隙は、相互に結合される前の前記金属酸化物粒子と比較して大きく形成されていることを特徴とする固体電解質型燃料電池セル。 - 前記空気極凸部には、金属集電体(12)の一部を構成し前記空気極凸部へ向かって突き出た集電体凸部(121)が接合されていることを特徴とする請求項1に記載の固体電解質型燃料電池セル。
- 前記空気極凸部の大型空隙は、前記空気極凸部の中で前記集電体凸部側に開口した開口部分(182b)を有し、該開口部分は前記集電体凸部によって塞がれていることを特徴とする請求項2に記載の固体電解質型燃料電池セル。
- 前記空気極凸部の大型空隙は、該空気極凸部の前記集電体凸部側にある一端(182d)から該空気極凸部の前記空気極基部側にある他端(182e)にわたって形成されていることを特徴とする請求項2に記載の固体電解質型燃料電池セル。
- 一方面(16a)と該一方面に対する反対側に設けられた他方面(16b)とを有する電解質層(16)と、
前記電解質層に対し前記一方面側に積層され、酸化剤ガスが供給される空気極(18)と、
前記電解質層に対し前記他方面側に積層され、燃料ガスが供給される燃料極(20)とを備え、
前記空気極は、前記電解質層に沿って拡がる空気極基部(181)と、該空気極基部から前記電解質層側とは反対側に突き出た空気極凸部(182)とを有し、
前記空気極基部には、前記酸化剤ガスを空気極基部内に拡散させる拡散空隙(18a)が形成されており、
前記空気極凸部には、前記空気極基部の拡散空隙よりも大きい大型空隙(182a)が形成されており、
また、前記空気極凸部には、金属集電体(12)の一部を構成し前記空気極凸部へ向かって突き出た集電体凸部(121)が接合されており、
前記空気極凸部の大型空隙は、前記空気極凸部の中で前記集電体凸部側に開口した開口部分(182b)を有し、該開口部分は前記集電体凸部によって塞がれていることを特徴とする固体電解質型燃料電池セル。 - 一方面(16a)と該一方面に対する反対側に設けられた他方面(16b)とを有する電解質層(16)と、
前記電解質層に対し前記一方面側に積層され、酸化剤ガスが供給される空気極(18)と、
前記電解質層に対し前記他方面側に積層され、燃料ガスが供給される燃料極(20)とを備え、
前記空気極は、前記電解質層に沿って拡がる空気極基部(181)と、該空気極基部から前記電解質層側とは反対側に突き出た空気極凸部(182)とを有し、
前記空気極基部には、前記酸化剤ガスを空気極基部内に拡散させる拡散空隙(18a)が形成されており、
前記空気極凸部には、前記空気極基部の拡散空隙よりも大きい大型空隙(182a)が形成されており、
また、前記空気極凸部には、金属集電体(12)の一部を構成し前記空気極凸部へ向かって突き出た集電体凸部(121)が接合されており、
前記空気極凸部の大型空隙は、該空気極凸部の前記集電体凸部側にある一端(182d)から該空気極凸部の前記空気極基部側にある他端(182e)にわたって形成されていることを特徴とする固体電解質型燃料電池セル。 - 前記空気極凸部の電気伝導率は前記空気極基部の電気伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の固体電解質型燃料電池セル。
- 一方面(16a)と該一方面に対する反対側に設けられた他方面(16b)とを有する電解質層(16)と、
前記電解質層に対し前記一方面側に積層され、酸化剤ガスが供給される空気極(18)と、
前記電解質層に対し前記他方面側に積層され、燃料ガスが供給される燃料極(20)とを備え、
前記空気極は、前記電解質層に沿って拡がる空気極基部(181)と、該空気極基部から前記電解質層側とは反対側に突き出た空気極凸部(182)とを有し、
前記空気極基部には、前記酸化剤ガスを空気極基部内に拡散させる拡散空隙(18a)が形成されており、
前記空気極凸部には、前記空気極基部の拡散空隙よりも大きい大型空隙(182a)が形成されている固体電解質型燃料電池セルの製造方法であって、
前記燃料極と前記電解質層と前記空気極基部とを含む基材に、ペースト状にされた前記空気極凸部の材料を塗布する塗布工程(S105)と、
前記空気極凸部の材料の塗布後に、該空気極凸部の材料に対して金属集電体(12)を積層する積層工程(S106)と、
前記金属集電体が積層された状態で前記空気極凸部の材料を乾燥し、それにより前記大型空隙を形成して、前記空気極凸部を焼成する乾燥焼成工程(S107)とを備えていることを特徴とする固体電解質型燃料電池セルの製造方法。 - 前記空気極凸部の材料は、金属酸化物粒子を含んで構成されており、
前記乾燥焼成工程では、前記空気極凸部の材料を乾燥することにより、前記金属酸化物粒子よりも大きい前記大型空隙を形成することを特徴とする請求項8に記載の固体電解質型燃料電池セルの製造方法。 - 前記乾燥焼成工程において、前記大型空隙は、前記空気極凸部の成形時における材料全体の収縮に起因して形成されることを特徴とする請求項8または9に記載の固体電解質型燃料電池セルの製造方法。
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