JP6545986B2 - Solid oxide fuel cell - Google Patents

Solid oxide fuel cell

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JP6545986B2 JP2015057215A JP2015057215A JP6545986B2 JP 6545986 B2 JP6545986 B2 JP 6545986B2 JP 2015057215 A JP2015057215 A JP 2015057215A JP 2015057215 A JP2015057215 A JP 2015057215A JP 6545986 B2 JP6545986 B2 JP 6545986B2
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Description

本発明は、燃料極層と、電解質層と、反応防止層と、空気極層とがこの順で積層されてなる固体電解質型燃料電池セル（ＳＯＦＣ：Solid Oxide Fuel Cell）に関する。   The present invention relates to a solid oxide fuel cell (SOFC) in which a fuel electrode layer, an electrolyte layer, a reaction prevention layer, and an air electrode layer are stacked in this order.

この種の燃料電池セルとしては、例えば特許文献１に記載の燃料電池セルがある。特許文献１に記載の燃料電池セルでは、空気極層にプロブスカイト型複合酸化物が用いられている。プロブスカイト型複合酸化物としては、例えばＡサイトにストロンチウム（Ｓｒ）とランタン（Ｌａ）とが共存するランタンストロンチウムコバルタイト（ＬＳＣ）が用いられている。   As a fuel cell of this type, for example, there is a fuel cell described in Patent Document 1. In the fuel cell described in Patent Document 1, a prosquito complex oxide is used for the air electrode layer. For example, lanthanum strontium cobaltite (LSC), in which strontium (Sr) and lanthanum (La) coexist at the A site, is used as the provocation complex oxide.

特開２０１４−２６９２６号公報JP, 2014-26926, A

ところで、特許文献１に記載の燃料電池セルのように空気極層にＳｒ等のアルカリ土類金属が存在する場合、当該アルカリ土類金属に空気中のＳＯx（硫黄酸化物）が付着し、空気極層が被毒するおそれがある。すなわち、空気極層の触媒活性が低下するおそれがある。また、空気極層が被毒すると、空気極層の電子導電性が低下して集電面の接触抵抗が増加するため、燃料電池セルとしての発電性能が低下するおそれがある。 By the way, when an alkaline earth metal such as Sr is present in the air electrode layer as in a fuel cell described in Patent Document 1, SO x (sulfur oxide) in the air adheres to the alkaline earth metal, The air electrode layer may be poisoned. That is, the catalytic activity of the air electrode layer may be reduced. In addition, when the air electrode layer is poisoned, the electron conductivity of the air electrode layer is reduced and the contact resistance of the current collecting surface is increased, so that the power generation performance as a fuel cell may be deteriorated.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気中のＳＯxに起因する空気極層の被毒を抑制することのできる固体電解質型燃料電池セルを提供することにある。 The present invention has been made in view of these circumstances, and its object is to provide a solid oxide fuel cell capable of suppressing the poisoning of the air electrode layer due to the SO x in the air is there.

上記課題を解決するために、燃料極層（２）と、電解質層（３）と、反応防止層（４）と、空気極層（５）とがこの順で積層されてなる固体電解質型燃料電池セル（１）では、前記空気極層が、前記反応防止層側から電極反応層（５０）、ＳＯx吸着層（５１）、及び集電層（５２）が順に積層されて構成されている。
上記課題を解決する一態様による個体電解質型燃料電池セルでは、ＳＯ x 吸着層の構成元素中のアルカリ土類金属の割合が、電極反応層及び集電層のそれぞれの構成元素中のアルカリ土類金属の割合よりも大きく、集電層の構成元素中のアルカリ土類金属の割合が、電極反応層の構成元素中のアルカリ土類金属の割合よりも小さい。
上記課題を解決する他の態様による個体電解質型燃料電池セルでは、ＳＯ x 吸着層が、構成元素中のアルカリ土類金属の割合の異なる複数種の材料により構成されている。
上記課題を解決する他の態様による個体電解質型燃料電池セルでは、ＳＯ x 吸着層が、構成元素中のアルカリ金属の割合の異なる複数種の材料により構成されている。
上記課題を解決する他の態様による個体電解質型燃料電池セルでは、ＳＯ x 吸着層が、電極反応層及び集電層よりも厚い。
上記課題を解決する他の態様による個体電解質型燃料電池セルでは、ＳＯ x 吸着層の気孔率が、電極反応層及び集電層のそれぞれの気孔率よりも高い。 In order to solve the above-mentioned subject, solid electrolyte type fuel by which fuel pole layer (2), electrolyte layer (3), reaction prevention layer (4), and air pole layer (5) are laminated in this order In the battery cell (1), the air electrode layer is configured by sequentially laminating an electrode reaction layer (50), an SO x adsorption layer (51), and a current collection layer (52) from the reaction prevention layer side. .
In the solid electrolyte fuel cell according to one aspect of the present invention for solving the above problems, the ratio of the alkaline earth metal in the constituent elements of the SO x adsorption layer is the alkaline earth metal in the constituent elements of the electrode reaction layer and the collector layer. It is larger than the proportion of metals, and the proportion of alkaline earth metals in the constituent elements of the current collection layer is smaller than the proportion of alkaline earth metals in the constituent elements of the electrode reaction layer.
In the solid electrolyte fuel cell according to another aspect for solving the above-mentioned problems, the SO x adsorption layer is made of plural kinds of materials having different proportions of alkaline earth metals in the constituent elements.
In the solid electrolyte fuel cell according to another aspect for solving the above-mentioned problems, the SO x adsorption layer is made of plural kinds of materials having different proportions of alkali metals in the constituent elements.
In the solid electrolyte fuel cell according to another aspect that solves the above problems, the SO x adsorption layer is thicker than the electrode reaction layer and the current collection layer.
The solid oxide fuel cell according to another aspect for solving the above problems, the porosity of the SO x adsorption layer is higher than the respective porosity of electrode reaction layer and the collector layer.

この構成によれば、電極反応層により触媒活性を、また集電層により電子導電性を確保することができる。さらに、ＳＯx吸着層により空気中のＳＯxを選択的に吸着することができる。すなわち、空気極層の機能を確保しつつ、空気極層のＳＯxの被毒を抑制することができる。 According to this configuration, catalytic activity can be secured by the electrode reaction layer, and electron conductivity can be secured by the current collection layer. Furthermore, it is possible to selectively adsorb SO x in the air by SO x adsorption layer. That is, poisoning of SO x in the air electrode layer can be suppressed while securing the function of the air electrode layer.

本発明によれば、空気中のＳＯxに起因する空気極層の被毒を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the poisoning of the air electrode layer due to the SO x in the air.

固体電解質型燃料電池セルの一実施形態についてその断面構造を示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the cross-section about one Embodiment of a solid electrolyte type fuel cell. 固体電解質型燃料電池セルの他の実施形態についてその断面構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-section about another embodiment of a solid electrolyte type fuel cell.

以下、固体電解質型燃料電池セルの一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a solid electrolyte fuel cell will be described.

図１に示されるように、本実施形態の固体電解質型燃料電池セル１は、燃料極層（アノード電極層）２と、電解質層３と、反応防止層４と、空気極層（カソード電極層）５とがこの順で積層された構造を有している。以下、固体電解質型燃料電池セル１を「ＳＯＦＣ１」と略記する。ＳＯＦＣ１は、燃料極層２に供給される燃料と、空気極層５に供給される空気中の酸素との化学反応に基づき発電する。本実施形態では、燃料極層２に供給される燃料として水素が用いられている。ＳＯＦＣ１により発電される電力は、例えば蓄電池等の負荷１０に供給される。   As shown in FIG. 1, in the solid electrolyte fuel cell 1 of this embodiment, a fuel electrode layer (anode electrode layer) 2, an electrolyte layer 3, a reaction prevention layer 4, and an air electrode layer (cathode electrode layer). And 5) have a stacked structure in this order. Hereinafter, the solid electrolyte fuel cell 1 is abbreviated as "SOFC1". The SOFC 1 generates electricity based on a chemical reaction between the fuel supplied to the fuel electrode layer 2 and the oxygen in the air supplied to the air electrode layer 5. In the present embodiment, hydrogen is used as the fuel supplied to the fuel electrode layer 2. The power generated by the SOFC 1 is supplied to, for example, a load 10 such as a storage battery.

燃料極層２は、例えばＮｉ（ニッケル）とＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）とを含んで構成される多孔質の薄板状の焼成体からなる。燃料極層２は、ＳＯＦＣ１を構成する各層２〜５のうち、最も大きい厚さを有しており、ＳＯＦＣ１の支持基板としての機能も有している。燃料極層２は、空気極層５から電解質層３を介して移動する酸素イオン（Ｏ2-）と、燃料としての水素との間で化学反応を起こすことにより水を生成する機能を有している。 The fuel electrode layer 2 is made of, for example, a porous thin plate-like fired body including Ni (nickel) and YSZ (yttria-stabilized zirconia). The fuel electrode layer 2 has the largest thickness among the layers 2 to 5 constituting the SOFC 1 and also has a function as a support substrate of the SOFC 1. The fuel electrode layer 2 has a function of generating water by causing a chemical reaction between oxygen ions (O 2− ) moving from the air electrode layer 5 through the electrolyte layer 3 and hydrogen as a fuel. ing.

電解質層３は、Ｚｒ（ジルコニウム）を含む材料、例えばＹＳＺを含んで構成される緻密な薄板状の焼成体からなる。電解質層３は、空気極層５で生成される酸素イオンを燃料極層２に移動させる機能を有している。   The electrolyte layer 3 is made of a compact thin plate-like fired body configured to include a material containing Zr (zirconium), for example, YSZ. The electrolyte layer 3 has a function of moving oxygen ions generated in the air electrode layer 5 to the fuel electrode layer 2.

反応防止層４は、セリアを含んで構成される薄板状の焼成体からなる。反応防止層４は、例えばＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）やＳＤＣ（サマリウムドープセリア）により構成されている。反応防止層４は、ＳＯＦＣ１の製造時又は作動時に電解質層３内のＺｒと空気極層５内のＳｒ（ストロンチウム）とが反応することにより電解質層３と空気極層５との間に高抵抗層が形成される現象を抑制する機能を有している。   The reaction prevention layer 4 is formed of a thin plate-like fired body configured to contain ceria. The reaction prevention layer 4 is made of, for example, GDC (gadolinium-doped ceria) or SDC (samarium-doped ceria). The reaction prevention layer 4 has a high resistance between the electrolyte layer 3 and the air electrode layer 5 by the reaction between Zr in the electrolyte layer 3 and Sr (strontium) in the air electrode layer 5 during production or operation of the SOFC 1. It has a function to suppress the phenomenon in which a layer is formed.

空気極層５は、触媒活性が高い材料、例えばプロブスカイト型複合酸化物を含んで構成される多孔質の薄板状の焼成体により構成されている。プロブスカイト型複合酸化物は、プロブスカイト型酸化物のＡサイトの一部がアルカリ土類金属に置換された構造からなる。アルカリ土類金属としては、例えばＳｒが用いられる。プロブスカイト型複合酸化物としては、例えばＬＳＣ（ランタンストロンチウムコバルタイト）やＬＳＣＦ（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）等が用いられる。空気極層５は、プロブスカイト型複合酸化物を主材料として、反応防止層４側から電極反応層５０と、ＳＯx吸着層５１と、集電層５２とが順に積層された構造からなる。 The air electrode layer 5 is formed of a porous thin plate-like fired body including a material having high catalytic activity, for example, a prosquitotic complex oxide. The prosquisite-type composite oxide has a structure in which a part of the A site of the prosquito-type oxide is substituted by an alkaline earth metal. For example, Sr is used as the alkaline earth metal. For example, LSC (lanthanum strontium cobaltite), LSCF (lanthanum strontium cobalt ferrite) or the like is used as the provocation complex oxide. The air electrode layer 5 has a structure in which an electrode reaction layer 50, an SO x adsorption layer 51, and a current collection layer 52 are laminated in order from the reaction prevention layer 4 side, using a prosquito-type complex oxide as a main material.

電極反応層５０は、反応防止層４への焼付けを容易にするために、また反応防止層４との熱膨張係数の差異に起因する熱ひずみを抑制するために、空気極層５の主材料に反応防止層４の材料が添加された材料により構成されている。例えば空気極層５の主材料としてＬＳＣが用いられ、且つ反応防止層４の材料としてＧＤＣが用いられている場合には、電極反応層５０は、ＬＳＣにＧＤＣが添加された材料により構成される。電極反応層５０は、空気極層５に供給される空気中の酸素と、集電層５２に集電される電子との間で化学反応を起こすことにより酸素イオンを生成する機能を有している。   The electrode reaction layer 50 is a main material of the air electrode layer 5 in order to facilitate the baking to the reaction prevention layer 4 and to suppress the thermal strain caused by the difference of the thermal expansion coefficient with the reaction prevention layer 4. And the material of the reaction prevention layer 4 is added. For example, when LSC is used as the main material of the air electrode layer 5 and GDC is used as the material of the reaction prevention layer 4, the electrode reaction layer 50 is made of a material in which GDC is added to LSC. . The electrode reaction layer 50 has a function of generating oxygen ions by causing a chemical reaction between oxygen in the air supplied to the air electrode layer 5 and electrons collected in the current collection layer 52. There is.

集電層５２は空気極層５の主材料からなる。集電層５２は、負荷１０から供給される電子を集電する機能を有している。   The current collecting layer 52 is made of the main material of the air electrode layer 5. The current collecting layer 52 has a function of collecting electrons supplied from the load 10.

ＳＯx吸着層５１は、空気中の硫黄酸化物（ＳＯx）を選択的に吸着する部分である。ＳＯx吸着層５１のＳＯxの吸着率を電極反応層５０及び集電層５２よりも高めるために、ＳＯx吸着層５１の構成元素中のアルカリ土類金属の割合は、電極反応層５０及び集電層５２のそれぞれの構成元素中のアルカリ土類金属の割合よりも大きくなっている。例えば電極反応層５０及び集電層５２がＬａ0.6Ｓｒ0.4ＣｏＯ3により構成されている場合、ＳＯx吸着層５１はＬａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3により構成される。 The SO x adsorption layer 51 is a portion that selectively adsorbs sulfur oxides (SO x ) in air. To increase than SO x electrode reaction layer 50 and the current collecting layer 52 the adsorption rate of the SO x adsorption layer 51, an alkaline earth ratio of the metal of the constituent elements in of the SO x adsorption layer 51, the electrode reaction layers 50 and The ratio of the alkaline earth metal to the constituent elements of the current collection layer 52 is larger. For example, when the electrode reaction layer 50 and the collector layer 52 is composed of La 0.6 Sr 0.4 CoO 3, SO x adsorption layer 51 is formed of La 0.5 Sr 0.5 CoO 3.

次に、ＳＯＦＣ１の動作について説明する。   Next, the operation of the SOFC 1 will be described.

空気極層５では、空気極層５に供給される空気中の酸素と、集電層５２に集電される電子との間の化学反応が電極反応層５０において起こることにより、酸素イオンが生成される。この酸素イオンは電解質層３を介して燃料極層２に移動する。燃料極層２では、電解質層３を移動する酸素イオンと、燃料としての水素との間で化学反応が起こることにより水が生成される。この化学反応の際に生成される電子が負荷１０を介して空気極層５の集電層５２に移動する。このような電子の移動により負荷１０に電力が供給される。   In the air electrode layer 5, a chemical reaction between oxygen in the air supplied to the air electrode layer 5 and electrons collected in the current collection layer 52 occurs in the electrode reaction layer 50 to generate oxygen ions. Be done. The oxygen ions move to the fuel electrode layer 2 through the electrolyte layer 3. In the fuel electrode layer 2, water is generated by a chemical reaction occurring between oxygen ions moving in the electrolyte layer 3 and hydrogen as a fuel. Electrons generated during this chemical reaction move to the current collection layer 52 of the air electrode layer 5 through the load 10. Power is supplied to the load 10 by such movement of electrons.

以上説明した本実施形態のＳＯＦＣ１によれば、以下の（１）及び（２）の作用及び効果を得ることができる。   According to the SOFC 1 of the present embodiment described above, the actions and effects of the following (1) and (2) can be obtained.

（１）空気極層５では、電極反応層５０により触媒活性を、また集電層５２により電子伝導性を確保することができる。また、ＳＯx吸着層５１により空気中のＳＯxを選択的に吸着することができる。これにより、空気極層５の機能を確保しつつ、空気極層５のＳＯxの被毒を抑制することができる。 (1) In the air electrode layer 5, catalytic activity can be ensured by the electrode reaction layer 50, and electron conductivity can be ensured by the current collection layer 52. Further, it is possible to selectively adsorb SO x in the air by SO x adsorption layer 51. Thereby, poisoning of SO x of the air electrode layer 5 can be suppressed while securing the function of the air electrode layer 5.

（２）ＳＯx吸着層５１の構成元素中のアルカリ土類金属の割合を、電極反応層５０及び集電層５２のそれぞれの構成元素中のアルカリ土類金属の割合よりも大きくすることとした。これにより、より効果的に空気中のＳＯxを吸着することができるため、空気極層５の被毒を更に抑制することができる。 (2) The proportion of the alkaline earth metal in the constituent elements of the SO x adsorption layer 51 is made larger than the proportion of the alkaline earth metal in the constituent elements of the electrode reaction layer 50 and the current collection layer 52 . Thereby, the more effectively it is possible to adsorb SO x in the air, it is possible to further suppress the poisoning of the air electrode layer 5.

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。   In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms.

・上記実施形態では、ＳＯx吸着層５１におけるＳＯxの吸着率を電極反応層５０及び集電層５２よりも高めるために、ＳＯx吸着層５１の構成元素中のアルカリ土類金属の割合を電極反応層５０及び集電層５２のそれぞれの構成元素中のアルカリ土類金属の割合よりも大きくした。これに代えて、空気極層５の主材料に適宜の材料を添加することにより、ＳＯx吸着層５１におけるＳＯxの吸着率を高めてもよい。例えば空気極層５の主材料がＬＳＣの場合には、ＳＯx吸着層５１の材料として、ＬＳＣにＢａＯやＳｒＯを添加した材料を用いてもよい。 In the above embodiment, in order to increase the adsorption rate of SO x in the SO x adsorption layer 51 more than the electrode reaction layer 50 and the current collection layer 52, the ratio of the alkaline earth metal in the constituent elements of the SO x adsorption layer 51 is set. The ratio of the alkaline earth metal to the constituent element of each of the electrode reaction layer 50 and the current collection layer 52 is larger. Alternatively, by adding an appropriate material into the main material of the air electrode layer 5 may be increased adsorption rate of the SO x in the SO x adsorption layer 51. For example, when the main material of the air electrode layer 5 is LSC as a material of the SO x adsorption layer 51 may be used the added materials of BaO and SrO in LSC.

・空気極層５は、Ａサイトの一部がアルカリ金属により置換された構造からなるプロブスカイト型複合酸化物により構成されていてもよい。この場合、ＳＯx吸着層５１の構成元素中のアルカリ金属の割合を、電極反応層５０及び集電層５２のそれぞれの構成元素中のアルカリ金属の割合よりも大きくすれば、上記の（２）と同様の作用及び効果を得ることができる。 The air electrode layer 5 may be made of a prosquitotic complex oxide having a structure in which a part of the A site is substituted by an alkali metal. In this case, if the proportion of the alkali metal in the constituent elements of the SO x adsorption layer 51 is made larger than the proportion of the alkali metal in the constituent elements of the electrode reaction layer 50 and the current collection layer 52, the above (2) The same operation and effect as the above can be obtained.

・集電層５２は、電極反応層５０及びＳＯx吸着層５１と比較すると、空気との接触面積が大きいため、ＳＯxにより被毒し易い。これを回避するために、集電層５２の構成元素中のアルカリ土類金属の割合を、電極反応層５０の構成元素中のアルカリ土類金属の割合よりも小さくしてもよい。具体的には、電極反応層５０の主材料がＬＳＣの場合には、電極反応層５０の材料としてＬＮＦ（ランタンニッケルフェライト）を用いる。これにより、集電層５２の被毒を抑制することができる。同様に、集電層５２の構成元素中のアルカリ金属の割合を、電極反応層５０の構成元素中のアルカリ金属の割合よりも小さくしてもよい。 The current collecting layer 52 is easily poisoned by SO x because it has a large contact area with air as compared with the electrode reaction layer 50 and the SO x adsorption layer 51. In order to avoid this, the proportion of the alkaline earth metal in the constituent elements of the current collection layer 52 may be smaller than the proportion of the alkaline earth metal in the constituent elements of the electrode reaction layer 50. Specifically, when the main material of the electrode reaction layer 50 is LSC, LNF (lanthanum nickel ferrite) is used as the material of the electrode reaction layer 50. Thereby, poisoning of the current collection layer 52 can be suppressed. Similarly, the proportion of the alkali metal in the constituent elements of the current collection layer 52 may be smaller than the proportion of the alkali metal in the constituent elements of the electrode reaction layer 50.

・ＳＯx吸着層５１は、構成元素中のアルカリ土類金属の割合の異なる複数種の材料により構成されていてもよい。具体的には、ＳＯx吸着層５１を、Ｌａ0.6Ｓｒ0.4ＣｏＯ3と、Ｌａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3とにより構成してもよい。この構成によれば、後者のＳｒの割合の大きい材料によりＳＯxを選択的に吸着しつつ、前者のＳｒの割合の小さい材料によりＳＯx吸着層５１の電子導電性を確保することができる。同様に、ＳＯx吸着層５１は、構成元素中のアルカリ金属の割合の異なる複数種の材料により構成されていてもよい。 · SO x adsorption layer 51 may be composed of a plurality of kinds of materials having different proportions of alkaline earth metal in the constituent elements. Specifically, the SO x adsorption layer 51 may be composed of La 0.6 Sr 0.4 CoO 3 and La 0.5 Sr 0.5 CoO 3 . According to this configuration, while selectively adsorb SO x by a material having a large proportion of the latter Sr, it is possible to ensure the electron conductivity of the SO x adsorption layer 51 by a material having a low proportion of the former Sr. Similarly, SO x adsorption layer 51 may be composed of a plurality of kinds of materials having different proportions of the alkali metal in the constituent elements.

・図２に示されるように、電極反応層５０及び集電層５２よりもＳＯx吸着層５１を厚くしてもよい。また、電極反応層５０及び集電層５２のそれぞれの気孔率よりもＳＯx吸着層５１の気孔率を高くしてもよい。いずれの構成であっても、より効果的にＳＯxを吸着することが可能となるため、空気極層５の被毒を更に抑制することができる。 As shown in FIG. 2, the SO x adsorption layer 51 may be thicker than the electrode reaction layer 50 and the current collection layer 52. It is also possible to increase the porosity of the SO x adsorption layer 51 than the respective porosity of electrode reaction layer 50 and the collector layer 52. With any configuration, SO x can be adsorbed more effectively, so that poisoning of the air electrode layer 5 can be further suppressed.

・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above specific example. That is, to the above specific examples, those skilled in the art may appropriately modify the design as long as the features of the present invention are included in the scope of the present invention. For example, each element included in each specific example described above and its arrangement, material, conditions, shape, size, and the like are not limited to those illustrated, and can be appropriately changed. Moreover, each element with which the above-mentioned embodiment is equipped can be combined as much as technically possible, and what combined these is also included in the scope of the present invention as long as the feature of the present invention is included.

１：固体電解質型燃料電池セル（ＳＯＦＣ）
２：燃料極層
３：電解質層
４：反応防止層
５：空気極層
５０：電極反応層
５１：ＳＯx吸着層
５２：集電層 1: Solid oxide fuel cell (SOFC)
2: fuel electrode layer 3: an electrolyte layer 4: reaction-preventing layer 5: Air electrode layer 50: electrode reaction layer 51: SO x adsorption layer 52: the collector layer

Claims (7)

燃料極層（２）と、電解質層（３）と、反応防止層（４）と、空気極層（５）とがこの順で積層されてなる固体電解質型燃料電池セル（１）であって、
前記空気極層は、前記反応防止層側から電極反応層（５０）、ＳＯx吸着層（５１）、及び集電層（５２）が順に積層されて構成され、
前記ＳＯ x 吸着層の構成元素中のアルカリ土類金属の割合が、前記電極反応層及び前記集電層のそれぞれの構成元素中のアルカリ土類金属の割合よりも大きく、
前記集電層の構成元素中のアルカリ土類金属の割合が、前記電極反応層の構成元素中のアルカリ土類金属の割合よりも小さいことを特徴とする固体電解質型燃料電池セル。 A solid electrolyte fuel cell (1) in which a fuel electrode layer (2), an electrolyte layer (3), a reaction prevention layer (4), and an air electrode layer (5) are stacked in this order. ,
The air electrode layer is configured by sequentially laminating an electrode reaction layer (50), an SO x adsorption layer (51), and a current collection layer (52) from the reaction prevention layer side ,
The proportion of alkaline earth metals in the constituent elements of the SO x adsorption layer is greater than the proportion of alkaline earth metals in the constituent elements of the electrode reaction layer and the current collection layer,
The ratio of the alkaline earth metal in the constituent elements of the current collection layer is smaller than the proportion of the alkaline earth metal in the constituent elements of the electrode reaction layer . 燃料極層（２）と、電解質層（３）と、反応防止層（４）と、空気極層（５）とがこの順で積層されてなる固体電解質型燃料電池セル（１）であって、
前記空気極層は、前記反応防止層側から電極反応層（５０）、ＳＯ x 吸着層（５１）、及び集電層（５２）が順に積層されて構成され、
前記ＳＯx吸着層の構成元素中のアルカリ金属の割合が、前記電極反応層及び前記集電層のそれぞれの構成元素中のアルカリ金属の割合よりも大きいことを特徴とする固体電解質型燃料電池セル。 A solid electrolyte fuel cell (1) in which a fuel electrode layer (2), an electrolyte layer (3), a reaction prevention layer (4), and an air electrode layer (5) are stacked in this order. ,
The air electrode layer is configured by sequentially laminating an electrode reaction layer (50), an SO x adsorption layer (51), and a current collection layer (52) from the reaction prevention layer side ,
The ratio of the alkali metal in the constituent elements of the SO x adsorption layer is larger than the proportion of the alkali metal in each constituent element of the electrode reaction layer and the current collection layer. . 請求項２に記載の固体電解質型燃料電池セルにおいて、
前記集電層の構成元素中のアルカリ金属の割合が、前記電極反応層の構成元素中のアルカリ金属の割合よりも小さいことを特徴とする固体電解質型燃料電池セル。 In the solid electrolyte fuel cell according to claim 2 ,
The ratio of the alkali metal in the constituent elements of the current collection layer is smaller than the proportion of the alkali metal in the constituent elements of the electrode reaction layer. 燃料極層（２）と、電解質層（３）と、反応防止層（４）と、空気極層（５）とがこの順で積層されてなる固体電解質型燃料電池セル（１）であって、
前記空気極層は、前記反応防止層側から電極反応層（５０）、ＳＯ x 吸着層（５１）、及び集電層（５２）が順に積層されて構成され、
前記ＳＯx吸着層は、構成元素中のアルカリ土類金属の割合の異なる複数種の材料により構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。 A solid electrolyte fuel cell (1) in which a fuel electrode layer (2), an electrolyte layer (3), a reaction prevention layer (4), and an air electrode layer (5) are stacked in this order. ,
The air electrode layer is configured by sequentially laminating an electrode reaction layer (50), an SO x adsorption layer (51), and a current collection layer (52) from the reaction prevention layer side ,
The SO x adsorption layer is a solid electrolyte type fuel cell, characterized by being composed of a plurality of kinds of materials having different proportions of alkaline earth metal in the constituent elements. 燃料極層（２）と、電解質層（３）と、反応防止層（４）と、空気極層（５）とがこの順で積層されてなる固体電解質型燃料電池セル（１）であって、
前記空気極層は、前記反応防止層側から電極反応層（５０）、ＳＯ x 吸着層（５１）、及び集電層（５２）が順に積層されて構成され、
前記ＳＯx吸着層は、構成元素中のアルカリ金属の割合の異なる複数種の材料により構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。 A solid electrolyte fuel cell (1) in which a fuel electrode layer (2), an electrolyte layer (3), a reaction prevention layer (4), and an air electrode layer (5) are stacked in this order. ,
The air electrode layer is configured by sequentially laminating an electrode reaction layer (50), an SO x adsorption layer (51), and a current collection layer (52) from the reaction prevention layer side ,
The SO x adsorption layer is a solid electrolyte type fuel cell, characterized by being composed of a plurality of kinds of materials having different proportions of the alkali metal in the constituent elements. 燃料極層（２）と、電解質層（３）と、反応防止層（４）と、空気極層（５）とがこの順で積層されてなる固体電解質型燃料電池セル（１）であって、
前記空気極層は、前記反応防止層側から電極反応層（５０）、ＳＯ x 吸着層（５１）、及び集電層（５２）が順に積層されて構成され、
前記ＳＯx吸着層は、前記電極反応層及び前記集電層よりも厚いことを特徴とする固体電解質型燃料電池セル。 A solid electrolyte fuel cell (1) in which a fuel electrode layer (2), an electrolyte layer (3), a reaction prevention layer (4), and an air electrode layer (5) are stacked in this order. ,
The air electrode layer is configured by sequentially laminating an electrode reaction layer (50), an SO x adsorption layer (51), and a current collection layer (52) from the reaction prevention layer side ,
The SO x adsorption layer is a solid electrolyte type fuel cell, characterized by thicker than the electrode reaction layer and the collector layer. 燃料極層（２）と、電解質層（３）と、反応防止層（４）と、空気極層（５）とがこの順で積層されてなる固体電解質型燃料電池セル（１）であって、
前記空気極層は、前記反応防止層側から電極反応層（５０）、ＳＯ x 吸着層（５１）、及び集電層（５２）が順に積層されて構成され、
前記ＳＯx吸着層の気孔率は、前記電極反応層及び前記集電層のそれぞれの気孔率よりも高いことを特徴とする固体電解質型燃料電池セル。 A solid electrolyte fuel cell (1) in which a fuel electrode layer (2), an electrolyte layer (3), a reaction prevention layer (4), and an air electrode layer (5) are stacked in this order. ,
The air electrode layer is configured by sequentially laminating an electrode reaction layer (50), an SO x adsorption layer (51), and a current collection layer (52) from the reaction prevention layer side ,
The SO porosity of x adsorption layer, solid electrolyte type fuel cell, wherein a higher than each of the porosity of the electrode reaction layer and the collector layer.
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