JPH03194860A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents

固体電解質型燃料電池

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JPH03194860A
JPH03194860A JP1332853A JP33285389A JPH03194860A JP H03194860 A JPH03194860 A JP H03194860A JP 1332853 A JP1332853 A JP 1332853A JP 33285389 A JP33285389 A JP 33285389A JP H03194860 A JPH03194860 A JP H03194860A
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JP
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film
fuel electrode
electrolyte
membrane
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JP1332853A
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English (en)
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Tatsuro Miyazaki
達郎 宮崎
Akihiro Yamashita
晃弘 山下
Tatsuo Kahata
達雄 加幡
Sumio Moriguchi
森口　澄夫
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9041—Metals or alloys
    • H01M4/905—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9066—Metals or alloys specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC of metal-ceramic composites or mixtures, e.g. cermets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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。

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型燃料電池（Ｓｏｌｉｄ　０ｘｉｄ
ｅＦｕｅｌ　（：ｅｌｌ　　：以下５ＯＦＣと略称する
）の製法に関する。
〔従来の技術〕
５ＯＦＣは燃料に含有される化学エネルギーを燃焼によ
る熱エネルギーの形態を経由することなく、電気化学的
手段を利用して等理工で連続的に電気エネルギーへ直接
変換する装置で、カルノー効率の制約を受けないため、
本質的に高いエネルギー変換率を有し、更に良好な環境
保全性が期待されるなどの特徴を有している。
この５ＯＦＣの燃料極材としては、高導電率、高触媒能
を有する物質として主にＮｉ又はＣＯが用いられるが、
この他に、５ＯＦＣは１０００℃という高温で作動する
ので他の構成材料との熱膨張率の整合が必要であり、そ
のため電解質材であるイツトリア安定化ジルコニア（以
下ＹＳＺとする）、カルシア安定化シルコニＴ等や、ジ
ルコニアが添加される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来技術にすれば性能を重視すると導電
率や触媒能を増すためにＮｉ　（又はＣｏ）の量の増大
が不可欠となるが、この場合熱膨張率が他の構成材に比
べて大きくなり、膜の割れや剥離の原因となる。逆にＮ
ｉ　（又はＣｏ）の量を減少すると熱膨張率は他の構成
材の値に近くなり、膜の割れは少なく、また膜間の接着
性も増大するが導電率、触媒能は低下する。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、膜の割れ、
剥離の少なく、かつ高導電性の燃料極を有する５ＯＦＣ
を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は燃料極、電解質、空気極を積層して燃料極側、
空気極側の酸素分圧の差によって電力を得る固体電解質
型燃料電池において、燃料極膜を電解質膜側へＮｉ及び
／又はＣｏの含有量を減少させた多層膜で構成した傾斜
機能膜として、電解質／燃料極膜間の接着性を良好なも
のとし、かつ燃料極膜特性としての導電率、触媒能を向
上させるようにしたことを特徴とする固体電解質型燃料
電池である。
本発明をやや詳細に述べると、本発明は燃料極膜をＮｉ
及び／又はＣｏの量を変えた数層の膜で構成するもので
、電解質膜側の燃料極膜は電解質膜との熱膨張率を近く
し、接着性の向上を重視してＮｉ及び／又はＣｏ量を３
０ｗｔ％以下と少なくし、外側と導電率の向上を重視し
てＮｉ及びＺＣｏ量を７０ｗｔ％以上と増やし、その中
間はＮｉ及び／又はＣｏ量を３０〜７０ｗｔ％として望
ましくは数％の範囲で電解質膜側からＮｉ及び／又はＣ
Ｏを増した組成の膜を数層重ねて膜間剥離、割れがなく
、かつ、高導電性を有する燃料極膜とした５ＯＦＣであ
る。
〔作　用〕
本発明によれば従来と比べ成膜時の膜の割れや剥離が少
なく、かつ高導電性を有する燃料極膜ができる。
また、実際の発電システムにおいて燃料源として使用さ
れるＣＨ，のＣＯ，Ｈ２への改質触媒能も高くなる。
〔実施例１〕 以下、本発明の一実施例を従来の態様のものと比較して
あげ、本発明の効果を立証する。
電解質材としては、ｙｓｚ、空気極材としてはＬａＭｎ
Ｏ３、燃料極材としてはＮｉとＹＳＺの混合物を用いた
。
第１図に、本発明の一実施例を示す。１は空気極膜、２
は電解質膜、３は燃料極膜３ａ（Ｎｉ：２０％、ＹＳＺ
：８０％）、燃料極膜３ｂ（Ｎｉ：４０％、ＹＳＺ：６
０％）及び燃料極膜３ｃ（Ｎｉ：７０％、ＹＳＺ：３０
％）よりなる燃料極膜である。
また従来例を第２図に示す。０１は空気極膜、０２は電
解質膜、０３は燃料極膜（Ｎｉ：４０％。
ＹＳＺ：６０％）である。
直径２０１ＴＩＩ１１の円板型の上記２種の５ＯＦＣの
発電試験を実施した結果、従来のものが最大出力１．Ｉ
Ｗであるのに対し、本発明によるものが１．８Ｗと約６
０％高い出力を呈した。この差は本発明による５ＯＦＣ
の電解質／燃料極膜界面の抵抗及び燃料極膜そのものの
抵抗の低減によるものである。
〔実施例２〕 第１図の実施例における燃料極膜３の構成を、燃料極膜
３ａ（Ｃｏ：１５％、ＹＳＺ：８５％）燃料極膜３ｂ（
Ｃｏ：３０％、ＹＳＺニア０％）燃料極膜３ｂ（Ｃｏ：
６０％、ＹＳＺ：４０％）とすると、最大出力は２．Ｏ
Ｗと従来のものに比べ高い出力を得ることができた。
〔実施例３〕 第１図の実施例における燃料極膜３の構成を、燃料極膜
３ａ（Ｃｏ：８％、Ｎｉ：１０％、ｙｓｚ：８２％）、
燃料極膜３ｂ（Ｃｏ：１６％、Ｎｉ：１９％、ＹＳＺ：
６５％）、燃料極膜３ｂ（Ｃ。
：２９％、Ｎｉ：３６％、ＹＳＺ：３５％）とすると、
最大出力１．９Ｗであり、従来のものに比べ高い出力を
得ることができた。
以上、５ＯＦＣについて特に説明したが、高温水電解、
０．センサー、０□ポンプにおいて、いずれも固体電解
質と電極の接合、電極の高導電率化は性能向上のために
必須であるところから、これらのものにも本発明は適用
できる。
〔発明の効果〕
本発明よれば、従来の５ＯＦＣと比べて膜間の接着性が
よく、膜自体の導電性もよい燃料極膜ができ、高性能の
５ＯＦＣが提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の５ＯＦＣの膜構成の説明図
、第２図は従来の５ＯＦＣの膜構成の説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　燃料極、電解質、空気極を積層して燃料極側、空気極
    側の酸素分圧の差によって電力を得る固体電解質型燃料
    電池において、燃料極膜を電解質膜側へＮｉ及び／又は
    Ｃｏの含有量を減少させた多層膜で構成した傾斜機能膜
    として、電解質／燃料極膜間の接着性を良好なものとし
    、かつ燃料極膜特性としての導電率、触媒能を向上させ
    るようにしたことを特徴とする固体電解質型燃料電池。
JP1332853A 1989-12-25 1989-12-25 固体電解質型燃料電池 Pending JPH03194860A (ja)

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Cited By (4)

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