JP6572731B2 - Fuel cell stack - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池セルスタックに関し、さらに詳しくは、電解質として固体電解質を利用する燃料電池セルスタックに関する。   The present invention relates to a fuel cell stack, and more particularly to a fuel cell stack using a solid electrolyte as an electrolyte.

従来、特許文献1に開示されるように、アノードと固体電解質層とカソードとを有する平板形の燃料電池単セルがセパレータにより挟持されてなる燃料電池セルスタックが知られている。同文献では、カソード側のセパレータと燃料電池単セルとの接触を良好に保つため、両者の間に、カソード面に接触する舌片を有する金属製の接続部材を挿入する技術が記載されている。   Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, a fuel cell stack in which flat fuel cell single cells each having an anode, a solid electrolyte layer, and a cathode are sandwiched by a separator is known. This document describes a technique of inserting a metal connecting member having a tongue piece in contact with the cathode surface between the two in order to maintain good contact between the cathode side separator and the fuel cell single cell. .

特開2007−265896号公報JP 2007-265896 A

しかしながら、電解質として固体電解質を利用する燃料電池セルスタックは、一般に、700℃〜900℃程度で作動させることが多い。そのため、上記燃料電池セルスタックでは、高温での使用が進むにつれ、クリープによって金属製の接続部材が劣化し、カソードとセパレータとの間の接触抵抗が大きくなる。それ故、上記燃料電池セルスタックは、発電効率、耐久性を向上させることが難しい。   However, in general, a fuel cell stack that uses a solid electrolyte as an electrolyte is generally operated at about 700 ° C. to 900 ° C. Therefore, in the fuel cell stack, as the use at a high temperature proceeds, the metal connection member deteriorates due to creep, and the contact resistance between the cathode and the separator increases. Therefore, it is difficult for the fuel cell stack to improve power generation efficiency and durability.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、発電効率、耐久性を向上させるのに有利な燃料電池セルスタックを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell stack that is advantageous for improving power generation efficiency and durability.

本発明の一態様は、第1導電性酸化物(41)または上記第1導電性酸化物および酸化ジルコニウム系酸化物より構成されたカソード(23)を備え、電解質として固体電解質を利用する複数の平板形の燃料電池単セル(2)と、
該燃料電池単セル間に介在し、集電部(31)を備えるとともにその表面に第2導電性酸化物(42)より構成された被覆層(32)を備える金属製のセパレータ(3)と、
上記カソードと上記セパレータとの間に配置されたコンタクト層(4)と、を有しており、
該コンタクト層は、上記カソードに化学的に結合した内層(40a)と、該内層および上記被覆層に化学的に結合した外層(40b)とを有しており、
上記内層は、第3導電性酸化物(43)および上記第1導電性酸化物より構成されており、
上記外層は、上記第3導電性酸化物および上記第2導電性酸化物より構成されており、
上記第1導電性酸化物は、ランタンストロンチウムコバルタイト、ランタンストロンチウム鉄コバルタイト、および、ランタンストロンチウムマンガナイトからなる群より選択される少なくとも1種の遷移金属ペルブスカイト型酸化物であり、
上記第2導電性酸化物は、スピネル型構造を有するマンガンコバルト系酸化物であり、
上記第3導電性酸化物は、ランタンニッケルフェライトであ
上記外層における上記第3導電性酸化物と上記第2導電性酸化物との体積比は、6:4〜9:1の範囲内にあり、
上記内層における上記第3導電性酸化物と上記第1導電性酸化物との体積比は、6:4〜9:1の範囲内にある、
燃料電池セルスタック(1)にある。
One aspect of the present invention, the first conductive oxide (41) or with the first conductive oxide and zirconium oxide-based oxide by Ri configured cathode (23), a plurality utilizing a solid electrolyte as the electrolyte A flat plate fuel cell single cell (2),
A metal separator (3) interposed between the fuel cell single cells, provided with a current collector (31), and provided with a coating layer (32) composed of a second conductive oxide (42) on the surface thereof; ,
A contact layer (4) disposed between the cathode and the separator,
The contact layer has an inner layer (40a) chemically bonded to the cathode and an outer layer (40b) chemically bonded to the inner layer and the covering layer;
The inner layer is composed Ri by third conductive oxide (43) and said first conductive oxide,
The outer layer is composed Ri by said third conductive oxide and the second conductive oxide,
The first conductive oxide is at least one transition metal perovskite oxide selected from the group consisting of lanthanum strontium cobaltite, lanthanum strontium iron cobaltite, and lanthanum strontium manganite,
The second conductive oxide is a manganese cobalt-based oxide having a spinel structure,
The third conductive oxide, Ri lanthanum nickel ferrite der,
The volume ratio of the third conductive oxide and the second conductive oxide in the outer layer is in the range of 6: 4 to 9: 1.
The volume ratio of the third conductive oxide and the first conductive oxide in the inner layer is in the range of 6: 4 to 9: 1.
It is in the fuel cell stack (1).

上記燃料電池セルスタックによれば、カソードとセパレータとの間のコンタクト層における内層は、上記第3導電性酸化物および上記第1導電性酸化物より構成されている。つまり、内層は、カソードに含まれる上記第1導電性酸化物と同じ材料が上記第3導電性酸化物に複合化されている。また、コンタクト層における外層は、上記第3導電性酸化物および上記第2導電性酸化物より構成されている。つまり、外層は、セパレータ表面の被覆層を構成する上記第2導電性酸化物と同じ材料が上記第3導電性酸化物に複合化されている。そのため、上記燃料電池セルスタックは、製造時の熱処理等によって、内層とカソードとの界面、外層とセパレータとの界面における焼結性が促進され、化学的な結合によって内層とカソードとの接合、外層とセパレータとの接合が強固なものになる。また、内層と外層とは、いずれも同じ上記第3導電性酸化物を含んでおり、骨格が同じ材料であるため、両者の接合性も高い。それ故、上記燃料電池セルスタックは、内層とカソードとの界面、外層とセパレータとの界面における接触抵抗が低減され、発電効率、耐久性を向上させるのに有利である。なお、上記コンタクト層は、導電性酸化物により形成されているので、金属のように作動温度でクリープすることがない。そのため、上記コンタクト層は、耐久時の微構造変化を抑制することができる。それ故、上記燃料電池セルスタックは、この観点からも、耐久性の向上に有利である。 According to the fuel cell stack, the inner of the contact layer between the cathode and the separator is configured Ri by said third conductive oxide and the first conductive oxide. That is, the same material as the first conductive oxide contained in the cathode is combined with the third conductive oxide in the inner layer. Further, the outer layer is composed Ri by said third conductive oxide and said second conductive oxide in the contact layer. That is, in the outer layer, the same material as the second conductive oxide constituting the coating layer on the separator surface is combined with the third conductive oxide. Therefore, in the fuel cell stack, the sinterability at the interface between the inner layer and the cathode and the interface between the outer layer and the separator is promoted by heat treatment at the time of manufacture, and the bonding between the inner layer and the cathode by the chemical bond, And the separator are firmly joined. In addition, since the inner layer and the outer layer both contain the same third conductive oxide and are the same material, the bonding property between them is high. Therefore, the fuel cell stack is advantageous in that the contact resistance at the interface between the inner layer and the cathode and the interface between the outer layer and the separator is reduced, and the power generation efficiency and durability are improved. Since the contact layer is formed of a conductive oxide, it does not creep at the operating temperature like metal. Therefore, the contact layer can suppress microstructural changes during durability. Therefore, the fuel cell stack is advantageous in improving durability from this viewpoint.

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.

実施形態1の燃料電池セルスタックにおける断面の一部を模式的に示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a part of a cross section in the fuel cell stack of Embodiment 1. 実施形態1の燃料電池セルスタックにおける、コンタクト層周辺の微構造を模式的に示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a microstructure around a contact layer in the fuel cell stack of Embodiment 1.

(実施形態1)
実施形態1の燃料電池セルスタックについて、図1、図2を用いて説明する。図1、図2に例示されるように、本実施形態の燃料電池セルスタック1は、複数の平板形の燃料電池単セル2と、燃料電池単セル2間に介在するセパレータ3と、カソード23とセパレータ3との間に配置されており、内層40aと外層40bとを備えるコンタクト層4と、を有している。
(Embodiment 1)
The fuel cell stack according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As illustrated in FIGS. 1 and 2, the fuel cell stack 1 of the present embodiment includes a plurality of flat plate fuel cell single cells 2, a separator 3 interposed between the fuel cell single cells 2, and a cathode 23. The contact layer 4 is disposed between the separator 3 and the inner layer 40a and the outer layer 40b.

燃料電池単セル2は、電解質として固体電解質を利用する固体電解質型の燃料電池である。なお、固体電解質として固体酸化物セラミックスを用いる燃料電池は、固体酸化物形燃料電池(SOFC)と称される。燃料電池単セル2は、具体的には、アノード21と固体電解質層22とカソード23とを有している。   The fuel cell single cell 2 is a solid electrolyte fuel cell that uses a solid electrolyte as an electrolyte. A fuel cell using solid oxide ceramics as a solid electrolyte is called a solid oxide fuel cell (SOFC). Specifically, the single fuel cell 2 has an anode 21, a solid electrolyte layer 22, and a cathode 23.

本実施形態では、固体電解質層22とカソード23との間に、さらに、中間層24を有する例が示されている。中間層24は、主に、カソード材料と固体電解質層材料との反応を抑制するための層である。また、アノード21は、単層から構成されている例が示されているが、複数層から構成されていてもよい。アノード21を複数層から構成する場合、アノード21は、固体電解質層22側に配置される活性層(不図示)と、活性層における固体電解質層22側と反対側に配置される拡散層(不図示)とを有する構成とすることができる。活性層は、主に、アノード側における電気化学的反応を高めるための層である。拡散層は、供給される燃料ガスを拡散させることが可能な層である。燃料電池単セル2は、具体的には、電極であるアノード21を支持体とするアノード支持型とされている。   In the present embodiment, an example in which an intermediate layer 24 is further provided between the solid electrolyte layer 22 and the cathode 23 is shown. The intermediate layer 24 is a layer mainly for suppressing the reaction between the cathode material and the solid electrolyte layer material. Moreover, although the example in which the anode 21 is composed of a single layer is shown, it may be composed of a plurality of layers. When the anode 21 is composed of a plurality of layers, the anode 21 includes an active layer (not shown) disposed on the solid electrolyte layer 22 side and a diffusion layer (not illustrated) disposed on the active layer opposite to the solid electrolyte layer 22 side. It is possible to adopt a configuration having The active layer is mainly a layer for enhancing the electrochemical reaction on the anode side. The diffusion layer is a layer capable of diffusing the supplied fuel gas. Specifically, the single fuel cell 2 is an anode support type in which an anode 21 as an electrode is a support.

燃料電池単セル2において、アノード材料としては、例えば、Ni、NiO等の触媒と、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)、スカンジア安定化ジルコニア(ScSZ)等の酸化ジルコニウム系酸化物等の固体電解質との混合物などを例示することができる。なお、NiOは、発電時の還元雰囲気でNiとなる。本実施形態では、アノード材料は、具体的には、NiまたはNiOとイットリア安定化ジルコニアとの混合物を用いることができる。アノード21の厚みは、ガス拡散、電気抵抗、強度などの観点から、例えば、好ましくは、100〜800μm、より好ましくは、200〜700μmとすることができる。   In the fuel cell unit cell 2, as an anode material, for example, a catalyst such as Ni or NiO and a solid electrolyte such as a zirconium oxide oxide such as yttria stabilized zirconia (YSZ) or scandia stabilized zirconia (ScSZ) are used. A mixture etc. can be illustrated. NiO becomes Ni in a reducing atmosphere during power generation. In the present embodiment, specifically, the anode material can be Ni or a mixture of NiO and yttria-stabilized zirconia. From the viewpoints of gas diffusion, electrical resistance, strength, and the like, the thickness of the anode 21 is preferably 100 to 800 μm, and more preferably 200 to 700 μm, for example.

燃料電池単セル2において、電解質として利用される固体電解質としては、例えば、上記酸化ジルコニウム系酸化物を好適に用いることができる。固体電解質としては、イオン伝導度、機械的安定性、他の材料との両立、燃料ガス雰囲気での化学的な安定性等の観点から、イットリア安定化ジルコニアが好適である。固体電解質層22の厚みは、オーミック抵抗の低減などの観点から、好ましくは3〜20μm、より好ましくは5〜15μmとすることができる。   As the solid electrolyte used as the electrolyte in the fuel cell single cell 2, for example, the above-mentioned zirconium oxide-based oxide can be suitably used. As the solid electrolyte, yttria-stabilized zirconia is preferable from the viewpoints of ion conductivity, mechanical stability, compatibility with other materials, chemical stability in a fuel gas atmosphere, and the like. The thickness of the solid electrolyte layer 22 is preferably 3 to 20 μm, more preferably 5 to 15 μm, from the viewpoint of reducing ohmic resistance.

燃料電池単セル2において、中間層材料としては、例えば、CeO、または、CeOにGd、Sm、Y、La、Nd、Yb、Ca、および、Hoから選択される1種または2種以上の元素等がドープされたセリア系固溶体等の酸化セリウム系酸化物などを例示することができる。これらは1種または2種以上併用することができる。中間層24の厚みは、オーミック抵抗の低減、カソード23からの元素拡散の抑制等の観点から、好ましくは1〜20μm、より好ましくは5〜15μmとすることができる。 In the fuel cell unit 2, the intermediate layer material, for example, CeO 2, or, Gd in CeO 2, Sm, Y, La , Nd, Yb, Ca, and one or more selected from Ho Examples include cerium oxide-based oxides such as ceria-based solid solutions doped with these elements. These can be used alone or in combination of two or more. The thickness of the intermediate layer 24 is preferably 1 to 20 μm, more preferably 5 to 15 μm, from the viewpoints of reducing ohmic resistance and suppressing element diffusion from the cathode 23.

燃料電池単セル2において、カソード23は、第1導電性酸化物41を含んでいる。第1導電性酸化物41は、具体的には、ランタンストロンチウムコバルタイト(以下、「LSC」という場合がある。)、ランタンストロンチウム鉄コバルタイト(以下、「LSCF」という場合がある。)、および、ランタンストロンチウムマンガナイト(以下、「LSM」という場合がある。)からなる群より選択される少なくとも1種の遷移金属ペルブスカイト型酸化物であ。この場合には、カソードの活性向上に有利である。また、カソード23は、上記酸化ジルコニウム系酸化物を含んでいてもよい。カソード23の厚みは、ガス拡散性、電極反応抵抗、集電性などの観点から、好ましくは20〜100μm、より好ましくは30〜80μmとすることができる。なお、上述したLSCは、具体的には、La1−XSrCoO3−δ(0.2≦X≦0.7)、LSCFは、具体的には、La1−XSrCo1−YFe3−δ(0.2≦X≦0.7、0.5≦Y≦0.95)、LSMは、具体的には、La1−XSrMnO3−δ(0.1≦X≦0.5)とすることができる。 In the single fuel cell 2, the cathode 23 includes a first conductive oxide 41. The first conductive oxide 4 1, specifically, lanthanum strontium cobaltite (hereinafter, sometimes referred to as "LSC".), Lanthanum strontium iron cobaltite (hereinafter, sometimes referred to as "LSCF".), And , lanthanum strontium manganite Ru least one transition metal Perubusukaito type oxide der selected from the group consisting of (hereinafter also referred to as "LSM".). If this is advantageous to the cathode active improvements. Moreover, the cathode 23 may contain the said zirconium oxide type oxide. The thickness of the cathode 23 is preferably 20 to 100 μm, more preferably 30 to 80 μm, from the viewpoints of gas diffusibility, electrode reaction resistance, current collection, and the like. The LSC mentioned above is specifically La 1-X Sr X CoO 3-δ (0.2 ≦ X ≦ 0.7), and the LSCF is specifically La 1-X Sr X Co 1. -Y Fe Y O 3-δ ( 0.2 ≦ X ≦ 0.7,0.5 ≦ Y ≦ 0.95), LSM , specifically, La 1-X Sr X MnO 3-δ (0 .1 ≦ X ≦ 0.5).

セパレータ3は、金属製である。なお、金属には合金が含まれる。セパレータ3を構成する金属としては、具体的には、例えば、フェライト系ステンレス鋼、フェライト系耐熱クロム合金などを例示することができる。セパレータ3は、集電部31を備えるとともにその表面に第2導電性酸化物42より構成された被覆層32を備えている。なお、被複層32は、集電部31の先端等、集電部31の表面の一部を覆っていてもよいし、集電部31の表面全体を覆っていてもよい。集電部31は、具体的には、例えば、セパレータ3の表面に形成されたエンボス等の突起部、セパレータ3の表面に設けられたステンレスメッシュ等の集電体(不図示)などを例示することができる。つまり、セパレータ3は、セパレータ本体の一部が集電機能を有していてもよいし、セパレータ3に別途集電体が設けられていてもよい。本実施形態では、集電部31は、セパレータ3の表面に形成されたエンボス等の突起部とされている。なお、突起部間は、酸化剤ガスの流路とされている。 The separator 3 is made of metal. The metal includes an alloy. Specific examples of the metal constituting the separator 3 include ferritic stainless steel, ferritic heat-resistant chromium alloy, and the like. The separator 3 includes a current collector 31 and a coating layer 32 made of a second conductive oxide 42 on the surface thereof. The multi-layer 32 may cover part of the surface of the current collector 31 such as the tip of the current collector 31 or may cover the entire surface of the current collector 31. Specifically, the current collector 31 exemplifies, for example, a protrusion such as an emboss formed on the surface of the separator 3, a current collector (not shown) such as a stainless mesh provided on the surface of the separator 3, and the like. be able to. That is, as for the separator 3, a part of separator body may have a current collection function, or the current collector may be provided in the separator 3 separately. In the present embodiment, the current collector 31 is a protrusion such as an emboss formed on the surface of the separator 3. In addition, it is made into the channel | path of oxidant gas between protrusion parts.

第2導電性酸化物42は、具体的には、スピネル型構造を有するマンガンコバルト系酸化物(以下、「MC」という場合がある。)である。マンガンコバルト系酸化物は、セパレータ3にCrが含まれる場合に、Crの蒸散を防ぎ、カソード23のCr被毒抑制に効果がある。そのため、この場合には、カソード23のCr被毒抑制に有利である。なお、MCは、具体的には、Mn3−XCo(1.5≦X≦2)とすることができる。 The second conductive oxide 4 2, specifically, manganese cobalt oxide having a spinel type structure (hereinafter sometimes referred to as "MC".) Ru Der. Manganese cobalt-based oxides prevent Cr from transpiration when the separator 3 contains Cr, and are effective in suppressing Cr poisoning of the cathode 23. Therefore, in this case, it is advantageous for suppressing Cr poisoning of the cathode 23. Incidentally, MC, specifically, Mn 3-X Co X O 4 can be (1.5 ≦ X ≦ 2).

コンタクト層4において、内層40aは、カソード23に接しており、第3導電性酸化物43および第1導電性酸化物41より構成されている。一方、外層40bは、内層40aおよび被覆層32に接しており、第3導電性酸化物43および第2導電性酸化物42より構成されている。 In the contact layer 4, the inner layer 40a is in contact with the cathode 23 is configured Ri good third conductive oxide 43 and the first conductive oxide 4 1. On the other hand, the outer layer 40b is in contact with the inner layer 40a and the cover layer 32 is composed Ri good third conductive oxide 43 and the second conductive oxide 4 2.

コンタクト層4における第3導電性酸化物43は、具体的には、ランタンニッケルフェライト(以下、「LNF」という場合がある。)である。ランタンニッケルフェライトは、他の導電性酸化物に比べ、電気抵抗が低い。そのため、この場合には、コンタクト層4の骨格の電子導電性を確実なものとすることができ、カソード23とセパレータ3との間の電子導電経路を確保しやすくなる。よって、この場合には、上記作用効果と相まって、発電効率の向上に有利な燃料電池セルスタック1を得やすくなる。なお、LNFは、具体的には、LaNi1−XFe3−δ(0.3≦X≦0.7)とすることができる。 The third conductive oxide 4 3 in the contact layer 4, specifically, run-Tan nickel ferrite (hereinafter, sometimes referred to as "LNF".) Ru Der. Lanthanum nickel ferrite has a lower electrical resistance than other conductive oxides. Therefore, in this case, the electron conductivity of the skeleton of the contact layer 4 can be ensured, and an electron conduction path between the cathode 23 and the separator 3 can be easily secured. Therefore, in this case, it becomes easy to obtain the fuel cell stack 1 that is advantageous for improving the power generation efficiency, coupled with the above-described effects. Incidentally, LNF, specifically, may be a LaNi 1-X Fe X O 3 -δ (0.3 ≦ X ≦ 0.7).

内層40aにおける第1導電性酸化物41は、カソード23における第1導電性酸化物41と同じものが用いられる。第1導電性酸化物41が上述したものである場合には、内層40aの電気抵抗の増加を抑制しやすい。とりわけ、第3導電性酸化物43がLNFである場合に、第1導電性酸化物41を上述した導電性酸化物より構成することにより、内層40aとカソード23との接合性向上、内層40aとカソード23との界面における接触抵抗の低減に有利である。また、外層40bにおける第2導電性酸化物42は、被覆層32における第2導電性酸化物42と同じものが用いられる。第2導電性酸化物42が上述したものである場合には、外層40bの電気抵抗の増加を抑制しやすい。とりわけ、第3導電性酸化物43がLNFである場合に、第2導電性酸化物42を上述したMCより構成することにより、外層40bとセパレータ3との接合性向上、外層40bとセパレータ3との界面における接触抵抗の低減に有利である。なお、上記にいう「同じもの」とは、厳密に化学組成が一致していることまでが要求されるのではなく、化学組成が異なっていても導電性酸化物として同種であればよいことを意味する。例えば、La0.6Sr0.4CoO3−δとLa0.4Sr0.6CoO3−δは、化学組成が異なる。しかしながら、これらはいずれもランタンストロンチウムコバルタイトであり、同種であると評価されるものである。他の導電性酸化物についても同様である。また、上記にいう「同じもの」には、粒子径が異なるものも含まれる。 The first conductive oxide 41 in the inner layer 40 a is the same as the first conductive oxide 41 in the cathode 23. In the case where the first conductive oxide 41 is as described above, it is easy to suppress an increase in electrical resistance of the inner layer 40a. In particular, when the third conductive oxide 43 is LNF, the first conductive oxide 41 is composed of the above-described conductive oxide, thereby improving the bondability between the inner layer 40a and the cathode 23, and the inner layer 40a. This is advantageous for reducing the contact resistance at the interface with the cathode 23. The second conductive oxide 42 in the outer layer 40b is the same as the second conductive oxide 42 in the coating layer 32. When the second conductive oxide 42 is as described above, it is easy to suppress an increase in the electrical resistance of the outer layer 40b. In particular, when the third conductive oxide 43 is LNF, the second conductive oxide 42 is made of the above-described MC, thereby improving the bonding property between the outer layer 40b and the separator 3, and the outer layer 40b and the separator 3 This is advantageous for reducing the contact resistance at the interface. The “same thing” mentioned above does not require that the chemical compositions are strictly the same, but may be the same as the conductive oxide even if the chemical compositions are different. means. For example, La 0.6 Sr 0.4 CoO 3-δ and La 0.4 Sr 0.6 CoO 3-δ have different chemical compositions. However, these are all lanthanum strontium cobaltite and are evaluated as being of the same type. The same applies to other conductive oxides. The “same thing” mentioned above includes those having different particle diameters.

燃料電池セルスタック1において、内層40aは、カソード23側からセパレータ3側に向かって第1導電性酸化物41の濃度が低くなり、外層40bは、セパレータ3側からカソード23側に向かって第2導電性酸化物42の濃度が低くなる構成とすることができる。この場合には、内層40aにおけるカソード23との界面付近に、カソード23に含まれる第1導電性酸化物41と同じ材料を多く存在させることができる。また、外層40bにおけるセパレータ3との界面付近に、セパレータ3表面の被覆層32に含まれる第2導電性酸化物42と同じ材料を多く存在させることができる。そのため、この場合には、内層40aとカソード23との界面、外層40bとセパレータ3との界面における焼結性が促進されやすくなり、内層40aとカソード23との接合、外層40bとセパレータ3との接合をより強固にしやすくなる。それ故、この場合には、内層40aとカソード23、外層40bとセパレータ3との界面における接触抵抗の低減が確実なものとなり、発電効率、耐久性を向上させやすい燃料電池セルスタック1が得られる。なお、上記にいう濃度は、EDXまたはEPMAにより測定することができる。   In the fuel cell stack 1, the inner layer 40 a has a lower concentration of the first conductive oxide 41 from the cathode 23 side toward the separator 3 side, and the outer layer 40 b is a second layer from the separator 3 side toward the cathode 23 side. It can be set as the structure where the density | concentration of the conductive oxide 42 becomes low. In this case, a large amount of the same material as that of the first conductive oxide 41 included in the cathode 23 can be present near the interface with the cathode 23 in the inner layer 40a. Further, a large amount of the same material as the second conductive oxide 42 contained in the coating layer 32 on the surface of the separator 3 can be present near the interface with the separator 3 in the outer layer 40b. Therefore, in this case, the sinterability at the interface between the inner layer 40a and the cathode 23 and the interface between the outer layer 40b and the separator 3 is easily promoted, and the bonding between the inner layer 40a and the cathode 23, the outer layer 40b and the separator 3 It becomes easier to strengthen the bonding. Therefore, in this case, the contact resistance at the interface between the inner layer 40a and the cathode 23, and the outer layer 40b and the separator 3 is reliably reduced, and the fuel cell stack 1 that easily improves the power generation efficiency and durability can be obtained. . The concentration mentioned above can be measured by EDX or EPMA.

燃料電池セルスタック1において、外層40bにおける第3導電性酸化物43と第2導電性酸化物42との体積比は、具体的には、6:4〜9:1の範囲内にある。外層40bにおける第3導電性酸化物43と第2導電性酸化物42との体積比は、好ましくは、6.5:3.5〜8.5〜1.5の範囲内とすることができる。この場合には、コンタクト層4の骨格を形成する第3導電性酸化物43を十分確保することができるため、外層40bにおける電子導電経路を確保しやすくなる。この際、第3導電性酸化物43がLNFであり、第2導電性酸化物42がMCである構成によれば、MCよりもLNFの方が電気抵抗が低いため、外層40bの電気抵抗の増加が抑制されやすく、上記効果を得やすくなる。 In the fuel cell stack 1, the volume ratio of the third conductive oxide 43 and the second conductive oxide 42 in the outer layer 40b is specifically in the range of 6 : 4 to 9: 1 . The volume ratio of the third conductive oxide 43 and the second conductive oxide 42 in the outer layer 40b can be preferably in the range of 6.5: 3.5 to 8.5 to 1.5. . In this case, since the third conductive oxide 43 forming the skeleton of the contact layer 4 can be sufficiently secured, it is easy to secure an electron conduction path in the outer layer 40b. At this time, according to the configuration in which the third conductive oxide 43 is LNF and the second conductive oxide 42 is MC, the electrical resistance of the outer layer 40b is lower because LNF has a lower electrical resistance than MC. The increase is easily suppressed, and the above effect can be easily obtained.

燃料電池セルスタック1において、内層40aにおける第3導電性酸化物43と第1導電性酸化物41との体積比は、具体的には、6:4〜9:1の範囲内にある。内層40aにおける第3導電性酸化物43と第1導電性酸化物41との体積比は、好ましくは、6.5:3.5〜8.5〜1.5の範囲内とすることができる。この場合には、コンタクト層4の骨格を形成する第3導電性酸化物43を十分確保することができるため、内層40aにおける電子導電経路を確保しやすくなる。この際、第3導電性酸化物43がLNFであり、第1導電性酸化物41がLSC、LSFC、LSMより選択される少なくとも1種である構成によれば、LSC等よりもLNFの方が電気抵抗が低いため、内層40aの電気抵抗の増加を抑制しやすく、上記効果を得やすくなる。 In the fuel cell stack 1, the volume ratio of the third conductive oxide 43 and the first conductive oxide 41 in the inner layer 40a is specifically in the range of 6 : 4 to 9: 1 . The volume ratio of the third conductive oxide 43 and the first conductive oxide 41 in the inner layer 40a can be preferably in the range of 6.5: 3.5 to 8.5 to 1.5. . In this case, since the third conductive oxide 43 that forms the skeleton of the contact layer 4 can be sufficiently secured, it is easy to secure an electron conduction path in the inner layer 40a. At this time, according to the configuration in which the third conductive oxide 43 is LNF and the first conductive oxide 41 is at least one selected from LSC, LSFC, and LSM, LNF is more than LSC or the like. Since the electric resistance is low, an increase in the electric resistance of the inner layer 40a can be easily suppressed, and the above effect can be easily obtained.

燃料電池セルスタック1において、外層40bの厚みは、内層40aの厚み以下、好ましくは、内層40aの厚み未満とすることができる。第1導電性酸化物41に比べ第2導電性酸化物42の方が電気抵抗が高いものが用いられることが多い。そのため、この場合には、コンタクト層4全体の電気抵抗を低くしやすく、発電性能の向上に有利な燃料電池セルスタック1が得られる。   In the fuel cell stack 1, the thickness of the outer layer 40b can be equal to or less than the thickness of the inner layer 40a, preferably less than the thickness of the inner layer 40a. In many cases, the second conductive oxide 42 has a higher electric resistance than the first conductive oxide 41. Therefore, in this case, it is easy to reduce the electrical resistance of the entire contact layer 4, and the fuel cell stack 1 that is advantageous for improving the power generation performance can be obtained.

燃料電池セルスタック1において、内層40aの厚みは、具体的には、例えば、電気抵抗の低減、接合強度などの観点から、0.4〜0.8mm、好ましくは、0.5〜0.6mmとすることができる。また、外層40bの厚みは、具体的には、例えば、電気抵抗の低減、接合強度などの観点から、0.1〜0.4mm、好ましくは、0.2〜0.3mmとすることができる。コンタクト層4全体の厚みは、具体的には、例えば、電気抵抗の低減、接合強度などの観点から、0.5〜1.2mm、好ましくは、0.7〜0.9mmとすることができる。   In the fuel cell stack 1, the thickness of the inner layer 40a is specifically 0.4 to 0.8 mm, preferably 0.5 to 0.6 mm, from the viewpoint of, for example, reduction in electrical resistance and bonding strength. It can be. Further, the thickness of the outer layer 40b can be specifically set to 0.1 to 0.4 mm, preferably 0.2 to 0.3 mm, for example, from the viewpoint of reduction of electric resistance, bonding strength, and the like. . Specifically, the thickness of the entire contact layer 4 can be set to 0.5 to 1.2 mm, preferably 0.7 to 0.9 mm, for example, from the viewpoint of reduction in electrical resistance, bonding strength, and the like. .

燃料電池セルスタック1は、例えば、以下のようにして製造することができるが、これに限定されるものではない。   The fuel cell stack 1 can be manufactured, for example, as follows, but is not limited thereto.

燃料電池単セル2と、セパレータ3と、内層形成用ペースト(不図示)と、外層形成用ペースト(不図示)とを準備する。内層形成用ペーストは、具体的には、第3導電性酸化物粉末と、第1導電性酸化物粉末と、バインダーとを含むことができる。外層形成用ペーストは、具体的には、第3導電性酸化物粉末と、第2導電性酸化物粉末と、バインダーとを含むことができる。   A fuel cell single cell 2, a separator 3, an inner layer forming paste (not shown), and an outer layer forming paste (not shown) are prepared. Specifically, the inner layer forming paste may include a third conductive oxide powder, a first conductive oxide powder, and a binder. Specifically, the outer layer forming paste can include a third conductive oxide powder, a second conductive oxide powder, and a binder.

次いで、セパレータ3の集電部31における被覆層32表面に、スクリーン印刷法等の塗布法を用いて、外層形成用ペーストを塗布する。次いで、塗布された外層形成用塗布層(不図示)の表面に、上記と同様に内層形成用ペーストを塗布し、内層形成用塗布層(不図示)を形成する。次いで、燃料電池単セル2とセパレータ3とを交互に積層し、スタック化する。この際、セパレータ3は、集電部31側が燃料電池単セル2のカソード23側を向くように配置される。なお、燃料電池単セル2は、セル外周縁がフレーム(不図示)によって支持されていてもよい。また、燃料電池単セル2のカソード23表面における集電部31と対応する位置に、内層形成用ペースト、外層形成用ペーストを順次塗布した後、スタック化することもできる。   Next, the outer layer forming paste is applied to the surface of the coating layer 32 in the current collector 31 of the separator 3 using a coating method such as a screen printing method. Next, an inner layer forming paste is applied to the surface of the applied outer layer forming application layer (not shown) to form an inner layer forming application layer (not shown). Next, the fuel cell single cells 2 and the separators 3 are alternately stacked to form a stack. At this time, the separator 3 is arranged so that the current collector 31 side faces the cathode 23 side of the single fuel cell 2. In addition, as for the fuel cell single cell 2, the cell outer periphery may be supported by the flame | frame (not shown). Alternatively, the inner layer forming paste and the outer layer forming paste can be sequentially applied to the position corresponding to the current collector 31 on the surface of the cathode 23 of the fuel cell single cell 2 and then stacked.

次いで、熱処理を実施する。熱処理は、具体的には、例えば、燃料電池セルスタック1の作動温度よりも高い温度で行われることが好ましい。この場合には、燃料電池セルスタック1の作動時における内層40aとカソード23との界面、外層40bとセパレータ3との界面における接合状態の変化が生じ難く、接合安定性が高まるからである。燃料電池セルスタック1の作動温度が、例えば、700℃とされる場合、熱処理温度は、例えば、850℃とすることができる。なお、熱処理は、燃料電池セルスタック1の作動時の昇温により行ってもよいし、燃料電池セルスタック1の作動時の昇温とは別に行ってもよい。   Next, heat treatment is performed. Specifically, for example, the heat treatment is preferably performed at a temperature higher than the operating temperature of the fuel cell stack 1. In this case, when the fuel cell stack 1 is operated, it is difficult for changes in the bonding state at the interface between the inner layer 40a and the cathode 23 and the interface between the outer layer 40b and the separator 3 to occur, and the bonding stability is improved. When the operating temperature of the fuel cell stack 1 is 700 ° C., for example, the heat treatment temperature can be 850 ° C., for example. The heat treatment may be performed by increasing the temperature when the fuel cell stack 1 is operated, or may be performed separately from the temperature increase when the fuel cell stack 1 is operating.

燃料電池セルスタック1によれば、カソード23とセパレータ3との間のコンタクト層4における内層40aは、上記第3導電性酸化物43および上記第1導電性酸化物41より構成されている。つまり、内層40aは、カソード23に含まれる上記第1導電性酸化物41と同じ材料が上記第3導電性酸化物43に複合化されている。また、コンタクト層4における外層40bは、上記第3導電性酸化物43および上記第2導電性酸化物42より構成されている。つまり、外層40bは、セパレータ3表面の被覆層32を構成する上記第2導電性酸化物42と同じ材料が上記第3導電性酸化物43に複合化されている。そのため、燃料電池セルスタック1は、製造時の熱処理等によって、内層40aとカソード23との界面、外層40bとセパレータ3との界面における焼結性が促進され、化学的な結合によって内層40aとカソード23との接合、外層40bとセパレータ3との接合が強固なものになる。また、内層40aと外層40bとは、いずれも同じ上記第3導電性酸化物43を含んでおり、骨格が同じ材料であるため、両者の接合性も高い。それ故、燃料電池セルスタック1は、内層40aとカソード23との界面、外層40bとセパレータ3との界面における接触抵抗が低減され、発電効率、耐久性を向上させるのに有利である。なお、コンタクト層4は、導電性酸化物により形成されているので、金属のように作動温度でクリープすることがない。そのため、コンタクト層4は、耐久時の微構造変化を抑制することができる。それ故、燃料電池セルスタック1は、この観点からも、耐久性の向上に有利である。 According to the fuel cell stack 1, inner layer 40a of the contact layer 4 between the cathode 23 and the separator 3 is composed Ri goodness the third conductive oxide 43 and the first conductive oxide 4 1 . That is, the same material as the first conductive oxide 41 included in the cathode 23 is combined with the third conductive oxide 43 in the inner layer 40 a. Further, the outer layer 40b of the contact layer 4 is composed Ri goodness the third conductive oxide 43 and the second conductive oxide 4 2. In other words, the outer layer 40 b is composed of the same material as the second conductive oxide 42 constituting the coating layer 32 on the surface of the separator 3 in the third conductive oxide 43. Therefore, in the fuel cell stack 1, the sinterability at the interface between the inner layer 40a and the cathode 23 and the interface between the outer layer 40b and the separator 3 is promoted by heat treatment or the like during manufacture, and the inner layer 40a and the cathode are chemically bonded. The bonding between the outer layer 40b and the separator 3 becomes strong. Further, since the inner layer 40a and the outer layer 40b both include the same third conductive oxide 43 and are made of the same material as the skeleton, both have high bonding properties. Therefore, in the fuel cell stack 1, the contact resistance at the interface between the inner layer 40a and the cathode 23 and the interface between the outer layer 40b and the separator 3 is reduced, which is advantageous in improving the power generation efficiency and durability. Since the contact layer 4 is made of a conductive oxide, it does not creep at the operating temperature like a metal. Therefore, the contact layer 4 can suppress a change in the microstructure during durability. Therefore, the fuel cell stack 1 is also advantageous for improving durability from this viewpoint.

(実験例)
<燃料電池単セル>
NiO粉末(平均粒子径:0.8μm)と、8YSZ粉末(平均粒子径:0.4μm)と、カーボン(造孔剤)と、ポリビニルブチラール(バインダー)と、酢酸イソアミル、2-ブタノールおよびエタノール(混合溶媒)とをボールミルにて混合することによりスラリーを調製した。NiO粉末と8YSZ粉末の質量比は、60:40とした。上記スラリーを、ドクターブレード法を用いて、プラスチック基材上に層状に塗工し、乾燥させることにより、アノード形成用シートを準備した。なお、上記平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定した体積基準の累積度数分布が50%を示すときの粒子径(直径)d50である(以下、同様)。
(Experimental example)
<Single fuel cell>
NiO powder (average particle size: 0.8 μm), 8YSZ powder (average particle size: 0.4 μm), carbon (pore forming agent), polyvinyl butyral (binder), isoamyl acetate, 2-butanol and ethanol ( A slurry was prepared by mixing the mixed solvent) with a ball mill. The mass ratio of NiO powder and 8YSZ powder was 60:40. The slurry was applied in a layer form on a plastic substrate using a doctor blade method and dried to prepare an anode forming sheet. The average particle diameter is the particle diameter (diameter) d50 when the volume-based cumulative frequency distribution measured by the laser diffraction / scattering method shows 50% (hereinafter the same).

8mol%のYを含むイットリア安定化ジルコニア(以下、8YSZ)粉末(平均粒子径:0.4μm)と、ポリビニルブチラールと、酢酸イソアミル、2-ブタノールおよびエタノールとをボールミルにて混合することによりスラリーを調製した。このスラリーを、ドクターブレード法を用いて、プラスチック基材上に層状に塗工し、乾燥させることにより、固体電解質層形成用シートを準備した。 Mixing yttria-stabilized zirconia (hereinafter 8YSZ) powder (average particle size: 0.4 μm) containing 8 mol% Y 2 O 3 , polyvinyl butyral, isoamyl acetate, 2-butanol and ethanol with a ball mill. A slurry was prepared. The slurry was applied in a layer form on a plastic substrate using a doctor blade method and dried to prepare a solid electrolyte layer forming sheet.

10mol%のGdがドープされたセリア(以下、10GDC)粉末(平均粒子径:0.8μm)と、エチルセルロース(バインダー)と、テルピネオール(溶媒)とをボールミルにて混合することにより、中間層形成用ペーストを準備した。   For intermediate layer formation by mixing ceria (hereinafter, 10GDC) powder (average particle size: 0.8 μm) doped with 10 mol% Gd, ethyl cellulose (binder), and terpineol (solvent) with a ball mill. A paste was prepared.

LSC粉末(La0.6Sr0.4CoO3−δ、平均粒子径:1μm)と、エチルセルロースと、テルピネオールとをボールミルにて混合することにより、カソード形成用ペーストを準備した。 A cathode forming paste was prepared by mixing LSC powder (La 0.6 Sr 0.4 CoO 3-δ , average particle size: 1 μm), ethyl cellulose, and terpineol with a ball mill.

アノード形成用シート上に固体電解質層形成用シートを積層し、積層体を得た。得られた積層体は、静水圧プレス(CIP)成形法を用いて圧着し、その後、脱脂した。なお、CIP成形条件は、温度80℃、加圧力50MPa、加圧時間10分という条件とした。   A solid electrolyte layer forming sheet was laminated on the anode forming sheet to obtain a laminate. The obtained laminate was pressure-bonded using a hydrostatic press (CIP) molding method, and then degreased. The CIP molding conditions were a temperature of 80 ° C., a pressing force of 50 MPa, and a pressing time of 10 minutes.

上記積層体を1350℃で2時間焼成した。これにより、アノード(400μm)に固体電解質層(10μm)が接合された焼結体を得た。   The laminate was fired at 1350 ° C. for 2 hours. As a result, a sintered body in which the solid electrolyte layer (10 μm) was joined to the anode (400 μm) was obtained.

上記焼結体における固体電解質層の表面に、中間層形成用ペーストをスクリーン印刷法にて印刷し、1100℃で120分間焼付けすることによって中間層(厚み5μm)を形成した。   The intermediate layer forming paste was printed on the surface of the solid electrolyte layer in the sintered body by a screen printing method and baked at 1100 ° C. for 120 minutes to form an intermediate layer (thickness 5 μm).

上記焼結体における中間層の表面に、カソード形成用ペーストをスクリーン印刷法にて印刷し、1000℃で2時間焼付けすることによって層状のカソード(厚み60μm)を形成した。   A cathode forming paste was printed on the surface of the intermediate layer in the sintered body by a screen printing method and baked at 1000 ° C. for 2 hours to form a layered cathode (thickness: 60 μm).

このようにして、アノード、固体電解質層、中間層、および、カソードがこの順に積層されて互いに接合されており、アノードを支持体とする燃料電池単セルを準備した。   In this way, the anode, the solid electrolyte layer, the intermediate layer, and the cathode were laminated in this order and joined to each other, and a fuel cell single cell using the anode as a support was prepared.

<セパレータ>
フェライト系ステンレス鋼製のセパレータを準備した。セパレータは、複数の突起部よりなる集電部と、集電部の表面に被覆されたMC(Mn1.5Co1.5よりなる被覆層(厚み10μm)とを片側面に有している。
<Separator>
A separator made of ferritic stainless steel was prepared. The separator has, on one side, a current collecting part made up of a plurality of protrusions and a coating layer (thickness 10 μm made of Mn 1.5 Co 1.5 O 4 ) coated on the surface of the current collecting part. ing.

<内層形成用ペースト、外層形成用ペースト>
エチルセルロース(バインダー)とテルピネオール(溶媒)とを質量比7:3で配合し、混練機を用いてビヒクルを調製した。
<Inner layer forming paste, outer layer forming paste>
Ethyl cellulose (binder) and terpineol (solvent) were blended at a mass ratio of 7: 3, and a vehicle was prepared using a kneader.

LNF粉末(LaNi0.6Fe0.43−δ、平均粒子径:1.0μm)とLSC粉末(La0.6Sr0.4CoO3−δ、平均粒子径:1.0μm)とを体積比8:2で配合し、ボールミルにて乾式混合することにより、混合粉末Aを得た。同様に、上記LNF粉末とMC粉末(Mn1.5Co1.5、平均粒子径:0.5μm)とを体積比8:2で配合し、ボールミルにて乾式混合することにより、混合粉末Bを得た。 LNF powder (LaNi 0.6 Fe 0.4 O 3-δ , average particle size: 1.0 μm) and LSC powder (La 0.6 Sr 0.4 CoO 3-δ , average particle size: 1.0 μm) Was mixed at a volume ratio of 8: 2, and dry mixed with a ball mill to obtain a mixed powder A. Similarly, the above LNF powder and MC powder (Mn 1.5 Co 1.5 O 4 , average particle diameter: 0.5 μm) were mixed at a volume ratio of 8: 2, and mixed by dry mixing in a ball mill. Powder B was obtained.

混合粉末Aとビヒクルとを質量比4:5で配合し、3本ロールにて混練することにより、内層形成用ペーストを準備した。同様に、混合粉末Bとビヒクルとを質量比4:5で配合し、3本ロールにて混練することにより、外層形成用ペーストを準備した。   The mixed powder A and the vehicle were blended at a mass ratio of 4: 5 and kneaded with three rolls to prepare an inner layer forming paste. Similarly, the mixed powder B and the vehicle were blended at a mass ratio of 4: 5 and kneaded with three rolls to prepare an outer layer forming paste.

<燃料電池セルスタック>
セパレータの集電部先端における被覆層表面に、スクリーン印刷法を用いて、外層形成用ペースト、内層形成用ペーストをこの順で印刷した。次いで、燃料電池単セルとセパレータとを交互に積層し、スタック化した。次いで、これを850℃で2時間、熱処理した。これにより燃料電池単セルのカソードとセパレータの集電部における被覆層とがコンタクト層に化学的に結合された燃料電池セルスタックを得た。コンタクト層の厚みは0.7mm、内層の厚みは0.5mm、外層の厚みは0.2mmであった。
<Fuel battery cell stack>
The outer layer forming paste and the inner layer forming paste were printed in this order on the surface of the coating layer at the front end of the current collector of the separator by using a screen printing method. Next, fuel cell single cells and separators were alternately stacked to form a stack. This was then heat treated at 850 ° C. for 2 hours. As a result, a fuel cell stack was obtained in which the cathode of the single fuel cell and the coating layer in the current collector of the separator were chemically bonded to the contact layer. The contact layer had a thickness of 0.7 mm, the inner layer had a thickness of 0.5 mm, and the outer layer had a thickness of 0.2 mm.

本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.

1 燃料電池セルスタック
2 燃料電池単セル
21 アノード
23 カソード
3 セパレータ
31 集電部
32 被覆層
4 コンタクト層
40a 内層
40b 外層
41 第1導電性酸化物
42 第2導電性酸化物
43 第3導電性酸化物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell stack 2 Fuel cell single cell 21 Anode 23 Cathode 3 Separator 31 Current collection part 32 Coating layer 4 Contact layer 40a Inner layer 40b Outer layer 41 1st conductive oxide 42 2nd conductive oxide 43 3rd conductive oxidation object

Claims (3)

第1導電性酸化物(41)または上記第1導電性酸化物および酸化ジルコニウム系酸化物より構成されたカソード(23)を備え、電解質として固体電解質を利用する複数の平板形の燃料電池単セル(2)と、
該燃料電池単セル間に介在し、集電部(31)を備えるとともにその表面に第2導電性酸化物(42)より構成された被覆層(32)を備える金属製のセパレータ(3)と、
上記カソードと上記セパレータとの間に配置されたコンタクト層(4)と、を有しており、
該コンタクト層は、上記カソードに化学的に結合した内層(40a)と、該内層および上記被覆層に化学的に結合した外層(40b)とを有しており、
上記内層は、第3導電性酸化物(43)および上記第1導電性酸化物より構成されており、
上記外層は、上記第3導電性酸化物および上記第2導電性酸化物より構成されており、
上記第1導電性酸化物は、ランタンストロンチウムコバルタイト、ランタンストロンチウム鉄コバルタイト、および、ランタンストロンチウムマンガナイトからなる群より選択される少なくとも1種の遷移金属ペルブスカイト型酸化物であり、
上記第2導電性酸化物は、スピネル型構造を有するマンガンコバルト系酸化物であり、
上記第3導電性酸化物は、ランタンニッケルフェライトであ
上記外層における上記第3導電性酸化物と上記第2導電性酸化物との体積比は、6:4〜9:1の範囲内にあり、
上記内層における上記第3導電性酸化物と上記第1導電性酸化物との体積比は、6:4〜9:1の範囲内にある、
燃料電池セルスタック(1)。
The first conductive oxide (41) or with the first conductive oxide and zirconium oxide-based oxide by Ri configured cathode (23), a plurality of flat-plate utilizing a solid electrolyte as the electrolyte fuel cell single Cell (2);
A metal separator (3) interposed between the fuel cell single cells, provided with a current collector (31), and provided with a coating layer (32) composed of a second conductive oxide (42) on the surface thereof; ,
A contact layer (4) disposed between the cathode and the separator,
The contact layer has an inner layer (40a) chemically bonded to the cathode and an outer layer (40b) chemically bonded to the inner layer and the covering layer;
The inner layer is composed Ri by third conductive oxide (43) and said first conductive oxide,
The outer layer is composed Ri by said third conductive oxide and the second conductive oxide,
The first conductive oxide is at least one transition metal perovskite oxide selected from the group consisting of lanthanum strontium cobaltite, lanthanum strontium iron cobaltite, and lanthanum strontium manganite,
The second conductive oxide is a manganese cobalt-based oxide having a spinel structure,
The third conductive oxide, Ri lanthanum nickel ferrite der,
The volume ratio of the third conductive oxide and the second conductive oxide in the outer layer is in the range of 6: 4 to 9: 1.
The volume ratio of the third conductive oxide and the first conductive oxide in the inner layer is in the range of 6: 4 to 9: 1.
Fuel cell stack (1).
上記内層は、上記カソード側から上記セパレータ側に向かって上記第1導電性酸化物の濃度が低くなり、
上記外層は、上記セパレータ側から上記カソード側に向かって上記第2導電性酸化物の濃度が低くなる、請求項1に記載の燃料電池セルスタック。
The inner layer has a lower concentration of the first conductive oxide from the cathode side toward the separator side,
2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein the outer layer has a lower concentration of the second conductive oxide from the separator side toward the cathode side.
上記外層の厚みは、上記内層の厚み以下である、請求項1または2に記載の燃料電池セルスタック。 The fuel cell stack according to claim 1 or 2 , wherein a thickness of the outer layer is equal to or less than a thickness of the inner layer.
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