JPH03147268A - 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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- JPH03147268A JPH03147268A JP1283882A JP28388289A JPH03147268A JP H03147268 A JPH03147268 A JP H03147268A JP 1283882 A JP1283882 A JP 1283882A JP 28388289 A JP28388289 A JP 28388289A JP H03147268 A JPH03147268 A JP H03147268A
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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
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
-
- 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
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は高温固体電解質燃料電池に関するものである。
（ロ）従来の技術
固体電解質燃料電池はセル構成材がすべて固体であるた
め、電極・電解質界面の密着性を良好に保つことが困難
であり、特にペロブスカイト型酸化物の焼成体である酸
化剤極は、電解質との密着性が悪く熱サイクルによって
剥離する場合があった。更にニッケル−ジルコニアサー
メットからなる燃料極は、高温還元雰囲気下での使用に
よりシンタリングによる収縮が進行し、界面でのはがれ
が生ずるなど長期安定性に欠けるという問題があった。
め、電極・電解質界面の密着性を良好に保つことが困難
であり、特にペロブスカイト型酸化物の焼成体である酸
化剤極は、電解質との密着性が悪く熱サイクルによって
剥離する場合があった。更にニッケル−ジルコニアサー
メットからなる燃料極は、高温還元雰囲気下での使用に
よりシンタリングによる収縮が進行し、界面でのはがれ
が生ずるなど長期安定性に欠けるという問題があった。
（ハ）発明が解決しようとする課題
この発明は電解質板と各種との密着性を改善すると共に
燃料極における収縮を抑制し、極板反応面積の低下を防
止するものである。
燃料極における収縮を抑制し、極板反応面積の低下を防
止するものである。
（ニ）課題を解決するための手段
この発明はジルコニアを主体とする固体電解質板各面に
、ニッケル−ジルコニアサーメットよりなる燃料極とペ
ロブスカイト型酸化物よりなる酸化剤極とを形設してな
る燃料電池において、前記電解質板の前記各種と接する
界面に、予めエツチング処理により数μｍ乃至数１０μ
ｍの微細な凹凸を形成したものである。
、ニッケル−ジルコニアサーメットよりなる燃料極とペ
ロブスカイト型酸化物よりなる酸化剤極とを形設してな
る燃料電池において、前記電解質板の前記各種と接する
界面に、予めエツチング処理により数μｍ乃至数１０μ
ｍの微細な凹凸を形成したものである。
（ホ）作用
この発明では電解質板自体をエツチングして形成した微
細な凹凸が、極板との密着性を向上して反応界面の拡大
をはかると共に燃料極の高温還元雰囲気中での運転にも
とづく界面方向の収縮を抑制する役目を果たして界面で
のハガレを防止する。
細な凹凸が、極板との密着性を向上して反応界面の拡大
をはかると共に燃料極の高温還元雰囲気中での運転にも
とづく界面方向の収縮を抑制する役目を果たして界面で
のハガレを防止する。
（へ）実施例
電解質板は市販の３ ｍｏ（Ｙ 、Ｑ 、部分安定化Ｚ
ｒＯ３板（厚さ０．１２ｍ１ｍ ）を使用し、その表面
に微細な凹凸を形成する為、２０％硫酸水溶液を５０℃
に保ったエツチング液に１０分間浸漬した。その後水洗
し１５０℃で２時間乾燥した。
ｒＯ３板（厚さ０．１２ｍ１ｍ ）を使用し、その表面
に微細な凹凸を形成する為、２０％硫酸水溶液を５０℃
に保ったエツチング液に１０分間浸漬した。その後水洗
し１５０℃で２時間乾燥した。
エツチング後電解質板（１）の表面状態を顕微鏡で確認
したところ第１図に示すよう初期表面に対し、数＃ｍ〜
数１０１１ｍの深さの凹凸が全面に形成されていること
がわかった。
したところ第１図に示すよう初期表面に対し、数＃ｍ〜
数１０１１ｍの深さの凹凸が全面に形成されていること
がわかった。
この電解質板（１）の片面に、ペロブスカイト型酸化物
例えばＬａｏ、 ｓＳ ｒｅ、 ＋ＭｎＯ、粉末とテレ
ピン油を混合したスラリーを塗布した。塗布法としては
数回繰り返しキヤステングすることにより凹凸部に完全
に浸透させ所定の厚みとして後空気中１１００℃で２４
時間焼き付けて厚みＱ、１ｆｆｌｆｆｉの酸化剤極（２
）を形成した。ついで電解質板（１）のもう一方の面に
、ニッケルとジルコニア（８ｍｏ（Ｙ、０．安定化）の
混合粉末（Ｎ ｉ／ Ｚ ｒｏ 、： ４ ／ ６ ｖ
ｏ！％）に前記と同様テレピン油を加えて調表したスラ
リーを塗布し、空気中８０℃１時間熱処理し、半乾燥状
態で厚みＱ、ｌ、ｍｍの燃料極（３）を形成した。この
燃料極（３）は、単セルに組立て後所定の条件にて１０
００℃まで昇温する過程でＮ＋ ＺｒＯ＊サーメット
として焼き付けられる。
例えばＬａｏ、 ｓＳ ｒｅ、 ＋ＭｎＯ、粉末とテレ
ピン油を混合したスラリーを塗布した。塗布法としては
数回繰り返しキヤステングすることにより凹凸部に完全
に浸透させ所定の厚みとして後空気中１１００℃で２４
時間焼き付けて厚みＱ、１ｆｆｌｆｆｉの酸化剤極（２
）を形成した。ついで電解質板（１）のもう一方の面に
、ニッケルとジルコニア（８ｍｏ（Ｙ、０．安定化）の
混合粉末（Ｎ ｉ／ Ｚ ｒｏ 、： ４ ／ ６ ｖ
ｏ！％）に前記と同様テレピン油を加えて調表したスラ
リーを塗布し、空気中８０℃１時間熱処理し、半乾燥状
態で厚みＱ、ｌ、ｍｍの燃料極（３）を形成した。この
燃料極（３）は、単セルに組立て後所定の条件にて１０
００℃まで昇温する過程でＮ＋ ＺｒＯ＊サーメット
として焼き付けられる。
第２図は単セルを３００ｍＡ／ｃｍ”で運転させた場合
の特性を示す。図で実線は本発明セル、点線は未処理の
電解質板を用いた従来セルの場合である。
の特性を示す。図で実線は本発明セル、点線は未処理の
電解質板を用いた従来セルの場合である。
各セルとも初期特性に余り差は見られないが従来セルで
は時間の経過と共に低下するに対し、本発明セルでは比
較的安定した特性を維持する。
は時間の経過と共に低下するに対し、本発明セルでは比
較的安定した特性を維持する。
セル分解後、各種をＳＥＭ写真により調べた所、燃料極
については従来セルでかなり収縮が進んでおり、部分に
よっては電解質板界面でのはがれが確認されたが、本発
明セルでは収縮やはがれは見られず、これは電解質板の
凹凸部が面方向の収縮を抑制するよう働いたものと思わ
れる。一方酸化剤極については従来セルに比し本発明セ
ルの密着性が良好に保たれていた。
については従来セルでかなり収縮が進んでおり、部分に
よっては電解質板界面でのはがれが確認されたが、本発
明セルでは収縮やはがれは見られず、これは電解質板の
凹凸部が面方向の収縮を抑制するよう働いたものと思わ
れる。一方酸化剤極については従来セルに比し本発明セ
ルの密着性が良好に保たれていた。
尚、本実施例ではエツチング液として硫酸水溶液を採用
したが、この他フッ化水素酸水溶液でも使用できる。
したが、この他フッ化水素酸水溶液でも使用できる。
（ト）発明の効果
本発明によれば固体電解質板の各種と接する界面に予め
エツチング処理によｒ）微細な凹凸が形成されているの
で、各種との密着性を向上して反応界面の拡大を図るこ
とができると共に、前記凹凸がＮｉ ＺｒＯ＊サーメ
ットからなる燃料極の高温還元雰囲気中での運転に基づ
く界面方向の収縮を抑制する役目を果たし界面でのはが
れを防止することができるなど、長期運転における固体
電解質燃料電池の特性改善が達成される。
エツチング処理によｒ）微細な凹凸が形成されているの
で、各種との密着性を向上して反応界面の拡大を図るこ
とができると共に、前記凹凸がＮｉ ＺｒＯ＊サーメ
ットからなる燃料極の高温還元雰囲気中での運転に基づ
く界面方向の収縮を抑制する役目を果たし界面でのはが
れを防止することができるなど、長期運転における固体
電解質燃料電池の特性改善が達成される。
第１図は本発明固体電解質電池における単セルの要部を
顕微鏡的に拡大した模式図、第２図は同上単セルの放電
特性比較図である。 ｌ：電解質板、１′：微細な凹凸、２：酸化剤極、３：
燃料極。
顕微鏡的に拡大した模式図、第２図は同上単セルの放電
特性比較図である。 ｌ：電解質板、１′：微細な凹凸、２：酸化剤極、３：
燃料極。
Claims (1)
- （１）ジルコニアを主体とする固体電解質板各面に、ニ
ッケル−ジルコニアサーメットよりなる燃料極とペロブ
スカイト型酸化物よるなる酸化剤極とを形設してなる燃
料電池において、前記電解質板の前記各極と接する界面
に予めエッチング処理により数μｍ乃至数１０μｍの微
細な凹凸を形成し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 |
|---|---|---|---|
| JP1283882A JPH03147268A (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1283882A JPH03147268A (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03147268A true JPH03147268A (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=17671401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1283882A Pending JPH03147268A (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03147268A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0615299A1 (en) * | 1993-03-10 | 1994-09-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell and manufacturing method thereof |
| WO1994025994A1 (de) * | 1993-04-30 | 1994-11-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperaturbrennstoffzelle mit verbesserter festelektrolyt/elektroden-grenzfläche und verfahren zur herstellung der grenzfläche |
| JP2002042831A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-02-08 | Mitsubishi Polyester Film Copp | 離型フィルム |
| EP1562244A1 (en) * | 2002-10-11 | 2005-08-10 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Electrolyte sheet for solid oxide fuel cell and method for manufacturing same |
| EP1724870A1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-22 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1283882A patent/JPH03147268A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0615299A1 (en) * | 1993-03-10 | 1994-09-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell and manufacturing method thereof |
| WO1994025994A1 (de) * | 1993-04-30 | 1994-11-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperaturbrennstoffzelle mit verbesserter festelektrolyt/elektroden-grenzfläche und verfahren zur herstellung der grenzfläche |
| DE4314323A1 (de) * | 1993-04-30 | 1994-11-17 | Siemens Ag | Hochtemperaturbrennstoffzelle mit verbesserter Festelektrolyt/Elektroden-Grenzfläche und Verfahren zur Herstellung der Grenzfläche |
| US5629103A (en) * | 1993-04-30 | 1997-05-13 | Siemens Aktiengesellschaft | High-temperature fuel cell with improved solid-electrolyte/electrode interface and method of producing the interface |
| DE4314323C2 (de) * | 1993-04-30 | 1998-01-22 | Siemens Ag | Hochtemperaturbrennstoffzelle mit verbesserter Festelektrolyt/Elektroden-Grenzfläche und Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtaufbaus mit verbesserter Festelektrolyt/Elektroden-Grenzfläche |
| JP2002042831A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-02-08 | Mitsubishi Polyester Film Copp | 離型フィルム |
| EP1562244A1 (en) * | 2002-10-11 | 2005-08-10 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Electrolyte sheet for solid oxide fuel cell and method for manufacturing same |
| EP1562244A4 (en) * | 2002-10-11 | 2008-12-31 | Nippon Catalytic Chem Ind | ELECTROLYTE SHEET FOR A SOLID OXYGEN FUEL CELL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| US7781045B2 (en) | 2002-10-11 | 2010-08-24 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Electrolyte sheets for solid oxide fuel cell and method for manufacturing same |
| EP1724870A1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-22 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same |
| JP2006324190A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 固体酸化物型燃料電池およびその製造方法 |
| US8057950B2 (en) | 2005-05-20 | 2011-11-15 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same |
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