JPH01105472A - 固体電解質燃料電池 - Google Patents
固体電解質燃料電池Info
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- JPH01105472A JPH01105472A JP62261198A JP26119887A JPH01105472A JP H01105472 A JPH01105472 A JP H01105472A JP 62261198 A JP62261198 A JP 62261198A JP 26119887 A JP26119887 A JP 26119887A JP H01105472 A JPH01105472 A JP H01105472A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
- H01M4/9025—Oxides specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
- H01M4/9033—Complex oxides, optionally doped, of the type M1MeO3, M1 being an alkaline earth metal or a rare earth, Me being a metal, e.g. perovskites
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、固体電解質燃料電池の改良に関する。
［従来の技術と問題点］
従来、固体電解質燃料電池としては、例えば第４図〜第
６図に示すものが知られている。ここで、第４図は電池
の発電部の詳細図、第５図は電池の全体図、第６図は第
５図の部分拡大断面図である。
６図に示すものが知られている。ここで、第４図は電池
の発電部の詳細図、第５図は電池の全体図、第６図は第
５図の部分拡大断面図である。
図中の１は、基体管である。この基体管１は、アルミナ
又はＣＺＳ （カルシア安定化ジルコニア）の例えば外
径２１ ＋ｎ＋ｎ、長さ７００ ｍｍの多孔質管からな
り、この表面に電池が構成される。前記基体管１の外周
の一部には、燃料極２．電解質３及び空気極４からなる
積層体が設けられている。ここで、前記燃料極２は、Ｎ
ｉＯの多孔質溶射膜で形成され、その厚さは数１０〜ｔ
ｏｏ 、１ｆｆｌである。前記電解質３はＹＳＺ（イツ
トリア安定化ジルコニア）のち密溶射膜からなり、その
厚さは１５０〜２００ｐである。前記空気極４はＬ ａ
Ｃｏ ０３のペロブスカイト型酸化物多孔質溶射膜か
らなり、厚さ１５０〜３００ＩＩＭで、９００〜１００
０℃で酸素をイオン化する触媒作用がある。また、前記
基体管１の外周の一部には、前記積層体を直列に接続す
るインクコネクタ５が設けられている。このインクコネ
クタ５は、ＮｉＡ、Ｊ’金合金ち密な溶射膜からなる。
又はＣＺＳ （カルシア安定化ジルコニア）の例えば外
径２１ ＋ｎ＋ｎ、長さ７００ ｍｍの多孔質管からな
り、この表面に電池が構成される。前記基体管１の外周
の一部には、燃料極２．電解質３及び空気極４からなる
積層体が設けられている。ここで、前記燃料極２は、Ｎ
ｉＯの多孔質溶射膜で形成され、その厚さは数１０〜ｔ
ｏｏ 、１ｆｆｌである。前記電解質３はＹＳＺ（イツ
トリア安定化ジルコニア）のち密溶射膜からなり、その
厚さは１５０〜２００ｐである。前記空気極４はＬ ａ
Ｃｏ ０３のペロブスカイト型酸化物多孔質溶射膜か
らなり、厚さ１５０〜３００ＩＩＭで、９００〜１００
０℃で酸素をイオン化する触媒作用がある。また、前記
基体管１の外周の一部には、前記積層体を直列に接続す
るインクコネクタ５が設けられている。このインクコネ
クタ５は、ＮｉＡ、Ｊ’金合金ち密な溶射膜からなる。
こうした構造の固体電解質燃料電池の作用は、次に述べ
る通りである。
る通りである。
約１０００℃に保持された固体電解質燃料電池の空気極
側に空気Ａを供給すると、空気Ａは拡散して空気極４に
入り、ここでイオン化される。また、ここで発生した酸
素イオンは電解質３を通って燃料極２へ到達し、燃料極
側に供給された燃料Ｆ（Ｈ２）反応して水蒸気（Ｈ２０
）となるが、このとき電子を放出する。この電子は、燃
料極２からリード線を経て外部電力となり、更にリード
線より空気極４に至って空気中酸素のイオン化電子とし
て使われることになる。
側に空気Ａを供給すると、空気Ａは拡散して空気極４に
入り、ここでイオン化される。また、ここで発生した酸
素イオンは電解質３を通って燃料極２へ到達し、燃料極
側に供給された燃料Ｆ（Ｈ２）反応して水蒸気（Ｈ２０
）となるが、このとき電子を放出する。この電子は、燃
料極２からリード線を経て外部電力となり、更にリード
線より空気極４に至って空気中酸素のイオン化電子とし
て使われることになる。
ところで、従来の固体電解質燃料電池において、空気極
４の材料としては酸素のイオン化作用の為、ＬａＭｎＯ
３などの結晶が使われている。しかし、これらの材料は
電気抵抗が大きく、電気が流れるときの損失が大きい。
４の材料としては酸素のイオン化作用の為、ＬａＭｎＯ
３などの結晶が使われている。しかし、これらの材料は
電気抵抗が大きく、電気が流れるときの損失が大きい。
そこで、これを回避するには空気極の膜厚を厚くする必
要があるが、これだと空気の拡散（内部への入り込み）
が悪くなり、電池性能を満足することができない。
要があるが、これだと空気の拡散（内部への入り込み）
が悪くなり、電池性能を満足することができない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、空気の拡散
速度を損うことなく、電気の導電性を向上し得る高性能
の固体電解質燃料電池を提供することを目的とする。
速度を損うことなく、電気の導電性を向上し得る高性能
の固体電解質燃料電池を提供することを目的とする。
［発明を解決するための手段と作用］
本発明は、通気性を有する基体管と、この基体管上に設
けられた燃料極と、この燃料極上に電解質を介して重ね
合せられた空気極とを具備する固体電解質燃料電池にお
いて、前記空気極中に耐熱性と導電性とを有した部材を
設けたことを要旨とする。
けられた燃料極と、この燃料極上に電解質を介して重ね
合せられた空気極とを具備する固体電解質燃料電池にお
いて、前記空気極中に耐熱性と導電性とを有した部材を
設けたことを要旨とする。
本発明によれば、空気極に改良を施すことにより、空気
の拡散速度を損うことなく、電気の導電性を向上し得る
高性能の固体電解質燃料電池を得ることができる。
の拡散速度を損うことなく、電気の導電性を向上し得る
高性能の固体電解質燃料電池を得ることができる。
［実施例コ
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。ここで、第１図は本発明に係る、固体電解質燃
料電池のセル単体の要部の説明図、第２図は同電池のセ
ル単体の説明図、第３図は同電池の発電部の詳細図であ
る。なお、従来と同部材は同符号を付して説明を省略す
る。
明する。ここで、第１図は本発明に係る、固体電解質燃
料電池のセル単体の要部の説明図、第２図は同電池のセ
ル単体の説明図、第３図は同電池の発電部の詳細図であ
る。なお、従来と同部材は同符号を付して説明を省略す
る。
図中の２１は空気極である。この空気極２１は、例えば
ＬａＣａＭｎＯ３系のペロブスカイト形でつくられた多
孔質膜２２と、該多孔質膜２２の内部に設けられた白金
製の網（白金網）２３により構成されている。ここで、
白金網２３は、例えば１〜２ｐの素線を１００ｐ間隔の
メツシュにする。
ＬａＣａＭｎＯ３系のペロブスカイト形でつくられた多
孔質膜２２と、該多孔質膜２２の内部に設けられた白金
製の網（白金網）２３により構成されている。ここで、
白金網２３は、例えば１〜２ｐの素線を１００ｐ間隔の
メツシュにする。
また、白金網２２は、導電率の点からみると現電極材の
１０３〜１０４倍の性能を有する（銅系なら１０５倍）
。なお、図中の２４．２５はリード線、２６はセルを構
成する複数の素子である。こうした構造の装置において
、セルの内部に水素Ｆ１外部に空気Ａを供給し、約１０
００℃にセルを高温維持すると、燃料極側から取出した
リード線２４と空気極側から取出したリード線２５との
間に電流が通り、電流を取出すことができる。なお、隣
合う前記素子２６は一方の燃料極２と他方の空気極とイ
ンクコネクタで電気的に連結されている。
１０３〜１０４倍の性能を有する（銅系なら１０５倍）
。なお、図中の２４．２５はリード線、２６はセルを構
成する複数の素子である。こうした構造の装置において
、セルの内部に水素Ｆ１外部に空気Ａを供給し、約１０
００℃にセルを高温維持すると、燃料極側から取出した
リード線２４と空気極側から取出したリード線２５との
間に電流が通り、電流を取出すことができる。なお、隣
合う前記素子２６は一方の燃料極２と他方の空気極とイ
ンクコネクタで電気的に連結されている。
しかして、上記実施例に係る固体電解質燃料電池によれ
ば、基体管１上に燃料極２．電解質３及び空気極２１等
を積層し、かつ上記空気極２１をＬａ Ｃａ Ｍｎ ０
３系からなる多孔質膜２２と該多孔質膜２２の内部に設
けられた白金製の網（白金網）２３により構成した構造
となっているため、Ｌａ Ｃａ Ｍｎ ０３系からなる
多孔質膜２２により空気中の酸素を酸素イオンにする働
きを有し、かつ前記白金網２３により酸素イオンに必要
な電子を抵抗少なく流す働き今有する。従って、従来と
比べ、空気の拡散速度を損うことなく電気の導電性を向
上でき、もって高性能の燃料電池を得ることができる。
ば、基体管１上に燃料極２．電解質３及び空気極２１等
を積層し、かつ上記空気極２１をＬａ Ｃａ Ｍｎ ０
３系からなる多孔質膜２２と該多孔質膜２２の内部に設
けられた白金製の網（白金網）２３により構成した構造
となっているため、Ｌａ Ｃａ Ｍｎ ０３系からなる
多孔質膜２２により空気中の酸素を酸素イオンにする働
きを有し、かつ前記白金網２３により酸素イオンに必要
な電子を抵抗少なく流す働き今有する。従って、従来と
比べ、空気の拡散速度を損うことなく電気の導電性を向
上でき、もって高性能の燃料電池を得ることができる。
ちなみに、従来空気極は導電性を良くするために３００
ｐの厚さを必要とするが、本発明に係る空気極２１の場
合厚さ１０ｐＭであっても同程度の導電性を維持できる
−とともに、酸素の拡散・イオン化傾向も向上する。
ｐの厚さを必要とするが、本発明に係る空気極２１の場
合厚さ１０ｐＭであっても同程度の導電性を維持できる
−とともに、酸素の拡散・イオン化傾向も向上する。
なお、上記実施例では、空気極内に白金網を設けた場合
について述べたが、白金網は空気極の表面に設けてもよ
い。また、網の材料も白金に限らず、タンタル系、Ｎｉ
−Ｃｒ系を用いてもよい。
について述べたが、白金網は空気極の表面に設けてもよ
い。また、網の材料も白金に限らず、タンタル系、Ｎｉ
−Ｃｒ系を用いてもよい。
［発明の効果］
以上詳述した如く本発明によれば、空気の拡散速度を損
うことなく、電気の導電性を向上し得る高性能の固体電
解質燃料電池を提供できる。
うことなく、電気の導電性を向上し得る高性能の固体電
解質燃料電池を提供できる。
第１図は本発明の一実施例に係る固体電解質燃料電池の
セル単体の要部の説明図、第２図は同電池のセル単体の
説明図、第３図は同電池の発電部の詳細図、第４図は従
来の電池の発電部の詳細図、第５図は従来の電池の説明
図、第６図は同電池の発電部の詳細図である。 １・・・基体管、２・・・燃料極、３・・・電解質、２
１・・・空気極、２２・・・多孔質膜、２３・・・白金
網。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
セル単体の要部の説明図、第２図は同電池のセル単体の
説明図、第３図は同電池の発電部の詳細図、第４図は従
来の電池の発電部の詳細図、第５図は従来の電池の説明
図、第６図は同電池の発電部の詳細図である。 １・・・基体管、２・・・燃料極、３・・・電解質、２
１・・・空気極、２２・・・多孔質膜、２３・・・白金
網。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 通気性を有する基体管と、この基体管上に設けられた燃
料極と、この燃料極上に電解質を介して重ね合せられた
空気極とを具備する固体電解質燃料電池において、前記
空気極中に耐熱性と導電性とを有した部材を設けたこと
を特徴とする固体電解質燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261198A JPH01105472A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261198A JPH01105472A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01105472A true JPH01105472A (ja) | 1989-04-21 |
Family
ID=17358505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62261198A Pending JPH01105472A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01105472A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04206269A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-28 | Fujikura Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| DE4104838A1 (de) * | 1991-02-16 | 1992-08-20 | Abb Patent Gmbh | Keramisches material zur herstellung einer verstaerkungsschicht fuer die luftelektrode einer brennstoffzelle mit festelektrolyt |
| WO1995019053A1 (de) * | 1994-01-11 | 1995-07-13 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Perowskitische elektroden und damit bestückte hochtemperatur-brennstoffzellen |
| EP2037519A1 (en) * | 2006-06-13 | 2009-03-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fine particle of perovskite oxide, particle having deposited perovskite oxide, catalyst material, catalyst material for oxygen reduction, catalyst material for fuel cell, and electrode for fuel cell |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP62261198A patent/JPH01105472A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04206269A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-28 | Fujikura Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| DE4104838A1 (de) * | 1991-02-16 | 1992-08-20 | Abb Patent Gmbh | Keramisches material zur herstellung einer verstaerkungsschicht fuer die luftelektrode einer brennstoffzelle mit festelektrolyt |
| WO1995019053A1 (de) * | 1994-01-11 | 1995-07-13 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Perowskitische elektroden und damit bestückte hochtemperatur-brennstoffzellen |
| EP2037519A1 (en) * | 2006-06-13 | 2009-03-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fine particle of perovskite oxide, particle having deposited perovskite oxide, catalyst material, catalyst material for oxygen reduction, catalyst material for fuel cell, and electrode for fuel cell |
| EP2037519A4 (en) * | 2006-06-13 | 2012-12-26 | Toyota Motor Co Ltd | FINE PARTICLES FROM PEROVSKIT OXIDE, PARTICLES WITH STORED PEROVSKIT OXIDE, CATALYST MATERIAL, CATALYST MATERIAL FOR OXYGEN REDUCTION, CATALYST MATERIAL FOR A FUEL CELL AND ELECTRODE FOR A FUEL CELL |
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