JPH0287471A - 固体電解質型燃料電池用電極の製造方法 - Google Patents
固体電解質型燃料電池用電極の製造方法Info
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- JPH0287471A JPH0287471A JP63240336A JP24033688A JPH0287471A JP H0287471 A JPH0287471 A JP H0287471A JP 63240336 A JP63240336 A JP 63240336A JP 24033688 A JP24033688 A JP 24033688A JP H0287471 A JPH0287471 A JP H0287471A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、固体電解質型燃料電池用電極の製造方法に
関するものである。
関するものである。
[従来の技術]
燃料電池による発電は、火力発電や原子力発電と異なり
、化石燃料の化学エネルギーを電気化学反応により、直
接電気エネルギーに変換するものであって、発電効率が
高く且つ発@、設備の規模に制約がない等の利点を有し
ている。
、化石燃料の化学エネルギーを電気化学反応により、直
接電気エネルギーに変換するものであって、発電効率が
高く且つ発@、設備の規模に制約がない等の利点を有し
ている。
このような燃料電池は、りん酸水溶液型燃料電池に始ま
り、溶融アルカリ炭酸塩型燃料電池、そして、固体電解
質型燃料電池へと、その発電効率および経済性は飛躍的
に改害されている。
り、溶融アルカリ炭酸塩型燃料電池、そして、固体電解
質型燃料電池へと、その発電効率および経済性は飛躍的
に改害されている。
固体電解質型燃料電池は、第5図に示されるように、イ
ツトリア安定化ジルコニア((2口0□)VZO,+)
等からなる固体電解質層1と、固体電解質層1の一方の
面IA上にフレーム溶射等によって形成されたランタン
コバルタイト(LaMnO,(Sr))等からなる燃料
極2と、固体電解質WJ1の他方の面IB ヒにフレー
ム溶射等によって形成された酸化ニッケル(Nip)等
からなる空気極3からなっている。
ツトリア安定化ジルコニア((2口0□)VZO,+)
等からなる固体電解質層1と、固体電解質層1の一方の
面IA上にフレーム溶射等によって形成されたランタン
コバルタイト(LaMnO,(Sr))等からなる燃料
極2と、固体電解質WJ1の他方の面IB ヒにフレー
ム溶射等によって形成された酸化ニッケル(Nip)等
からなる空気極3からなっている。
このように構成されている固体電解質型燃料電池におい
て、電池全体を約1000℃に加熱し、そして、燃料極
2と空気極3との間に外部回路4を接続すると、以下の
ようにして電流が外部回路4に流れる。
て、電池全体を約1000℃に加熱し、そして、燃料極
2と空気極3との間に外部回路4を接続すると、以下の
ようにして電流が外部回路4に流れる。
即ち、燃料極2に水素(H2)や−酸化炭素(CO)等
の燃料を供給する。例えば、水素を燃料極2に供給する
と、水素は、燃料極2において固体電解質層1中の酸素
イオンと下記(1)式に従って反応して、電子(e−)
を奪われ、この結果、水素は、水(H2O)になって外
部に排出される。そして、空気極3においては、空気中
の酸素(02)と外部回路4を経た前記電子(e−)と
が下記(2)式に従って反応して、酸素イオン(0−)
が生じ、この酸素イオンは、固体電解質層1中を燃料極
2に向って移動する。
の燃料を供給する。例えば、水素を燃料極2に供給する
と、水素は、燃料極2において固体電解質層1中の酸素
イオンと下記(1)式に従って反応して、電子(e−)
を奪われ、この結果、水素は、水(H2O)になって外
部に排出される。そして、空気極3においては、空気中
の酸素(02)と外部回路4を経た前記電子(e−)と
が下記(2)式に従って反応して、酸素イオン(0−)
が生じ、この酸素イオンは、固体電解質層1中を燃料極
2に向って移動する。
H,+O−−−−I□O+2e−・・−a)0□+ 2
8−m−→0− ・・・(2)上記(1)の
反応は、固体電解質層1と燃料極2との間の一方の境界
面において起こり、そして、上記(2)の反応は、固体
電解質FVJ1と空気極3との間の他方の境界面におい
て起る。従って、燃料極2は、水素等のガスが前記一方
の境界面に容易に到達できるように多孔質でなければな
らず、また、空気極3も、空気等のガスが前記他方の境
界面に容易に到達できるように多孔質でなければならな
い。しかも、画電極2,3は、電子が効率良く移動でき
るように導電性に富んでいる必要がある。
8−m−→0− ・・・(2)上記(1)の
反応は、固体電解質層1と燃料極2との間の一方の境界
面において起こり、そして、上記(2)の反応は、固体
電解質FVJ1と空気極3との間の他方の境界面におい
て起る。従って、燃料極2は、水素等のガスが前記一方
の境界面に容易に到達できるように多孔質でなければな
らず、また、空気極3も、空気等のガスが前記他方の境
界面に容易に到達できるように多孔質でなければならな
い。しかも、画電極2,3は、電子が効率良く移動でき
るように導電性に富んでいる必要がある。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、上述した従来の固体電解質型燃料電池用電極は
、以下のような問題点を有している。
、以下のような問題点を有している。
(1)発電効率を上げるには、電極のガス通気性を向上
させれば良いが、このために、電極の空孔率を、溶射条
件を調整することによって高くすると、電極の強度が低
下すると共に、電極の電気抵抗が増加して導電性が低下
する。
させれば良いが、このために、電極の空孔率を、溶射条
件を調整することによって高くすると、電極の強度が低
下すると共に、電極の電気抵抗が増加して導電性が低下
する。
(2)電極の膜厚を薄く形成することができないので、
電極と固体電解質層との熱膨張率の差によって、電極が
剥離する虞れがある。
電極と固体電解質層との熱膨張率の差によって、電極が
剥離する虞れがある。
従って、この発明の目的は、発電効率が良く。
強度が高く且つ固体電解層から剥離しにくい固体電解質
型燃料電池用電極の製造方法を提供することにある。
型燃料電池用電極の製造方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
この発明は、固体電解質店の一方の面上に、燃料極を形
成し、そして、前記固体電解質層の他方の面上に空気極
を形成するに際して、前記燃料極および前記空気極を、
前記固体電解質層の前記−方および他方の面上に印刷に
よって形成することに特徴を有するものである。
成し、そして、前記固体電解質層の他方の面上に空気極
を形成するに際して、前記燃料極および前記空気極を、
前記固体電解質層の前記−方および他方の面上に印刷に
よって形成することに特徴を有するものである。
次に、この発明の、固体電解質型燃料電池用電極の製造
方法の一実施態様を図面を参照しながら説明する。
方法の一実施態様を図面を参照しながら説明する。
第1から3図は、この発明の、固体電解質型燃料電池用
電極の製造方法の工程図である。
電極の製造方法の工程図である。
先ず、第1図に示すようなイツトリア安定化ジルコニア
からなる厚さ約100μmの固体電解質層1の一方の面
上に、第2図に示すように、ランタンコバルタイトから
なる厚さ5から10μmの燃料極用皮膜5をフォトリン
グラフィによって形成する。次いで、第3図に示すよう
に、酸化ニッケルからなる厚さ5から10μmの空気極
用皮膜6を、固体電解質層1の他方の面上に同じくフォ
トリングラフィによって形成する。このようにして、例
えば、第4図(A)から(C)に示すような’tilt
極パターンを有する。電極、即ち、燃料極2(空気極3
)が、固体電解質層1上に形成されろ。
からなる厚さ約100μmの固体電解質層1の一方の面
上に、第2図に示すように、ランタンコバルタイトから
なる厚さ5から10μmの燃料極用皮膜5をフォトリン
グラフィによって形成する。次いで、第3図に示すよう
に、酸化ニッケルからなる厚さ5から10μmの空気極
用皮膜6を、固体電解質層1の他方の面上に同じくフォ
トリングラフィによって形成する。このようにして、例
えば、第4図(A)から(C)に示すような’tilt
極パターンを有する。電極、即ち、燃料極2(空気極3
)が、固体電解質層1上に形成されろ。
上記型・極パターンにおいて、線状電極(第4図A、B
)の幅や点状電極(第4図C)の直径は。
)の幅や点状電極(第4図C)の直径は。
何れも0.1から10μmの範囲内で自由にコントロー
ルできる。また、線状電極間の距離および点状電極間の
距離も、何れも0.1から10μmの範囲内で自由にコ
ントロールできる。
ルできる。また、線状電極間の距離および点状電極間の
距離も、何れも0.1から10μmの範囲内で自由にコ
ントロールできる。
上記線状または点状電極の両側面は、固体電解質層1と
の間の電解反応の促進を図るために、凹凸に形成するの
が好ましい。
の間の電解反応の促進を図るために、凹凸に形成するの
が好ましい。
[発明の効果コ
以上説明したように、この発明によれば、印刷によって
電極を形成することによって電爆を薄膜化できるので、
熱膨張差によって電極が固体電解質層から剥離すること
が防止でき、且つ、電極の強度を低下させることなく、
電極の空孔率を十分に高くできるので、発電効率の向上
を図ることができる等、種々の有用な効果がもたらされ
る。
電極を形成することによって電爆を薄膜化できるので、
熱膨張差によって電極が固体電解質層から剥離すること
が防止でき、且つ、電極の強度を低下させることなく、
電極の空孔率を十分に高くできるので、発電効率の向上
を図ることができる等、種々の有用な効果がもたらされ
る。
第1図から第3図は、この発明の固体電解質型燃料電池
用電極の製造工程を示す断面図、第4図(A)から(C
)は、電極パターンを示す平面図、第5図は、固体電解
質型燃料電池の原理図である。 図面において、 1・・・固体電解質層、2・・・燃料極、3・・・空気
極、 4・・・外部回路、5・・・燃料極用皮膜、
6・・・空気極用皮膜。 出願人 日本jlQ管株式会社
用電極の製造工程を示す断面図、第4図(A)から(C
)は、電極パターンを示す平面図、第5図は、固体電解
質型燃料電池の原理図である。 図面において、 1・・・固体電解質層、2・・・燃料極、3・・・空気
極、 4・・・外部回路、5・・・燃料極用皮膜、
6・・・空気極用皮膜。 出願人 日本jlQ管株式会社
Claims (1)
- 1 固体電解質層の一方の面上に、燃料極を形成し、そ
して、前記固体電解質層の他方の面上に空気極を形成す
るに際して、前記燃料極および前記空気極を、前記固体
電解質層の前記一方および他方の面上に印刷によって形
成することを特徴とする、固体電解質型燃料電池用電極
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63240336A JPH0287471A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 固体電解質型燃料電池用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63240336A JPH0287471A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 固体電解質型燃料電池用電極の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0287471A true JPH0287471A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17057971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63240336A Pending JPH0287471A (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 固体電解質型燃料電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0287471A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002019445A3 (en) * | 2000-09-01 | 2003-01-16 | Global Thermoelectric Inc | Electrode pattern for solid oxide fuel cells |
WO2007064044A1 (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Nagasaki Institute Of Applied Science | 燃料電池用触媒 |
-
1988
- 1988-09-26 JP JP63240336A patent/JPH0287471A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002019445A3 (en) * | 2000-09-01 | 2003-01-16 | Global Thermoelectric Inc | Electrode pattern for solid oxide fuel cells |
US7255953B2 (en) | 2000-09-01 | 2007-08-14 | Versa Power Systems, Ltd. | Electrode pattern for solid state ionic devices |
WO2007064044A1 (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Nagasaki Institute Of Applied Science | 燃料電池用触媒 |
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