JPH04115462A - 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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- JPH04115462A JPH04115462A JP2235225A JP23522590A JPH04115462A JP H04115462 A JPH04115462 A JP H04115462A JP 2235225 A JP2235225 A JP 2235225A JP 23522590 A JP23522590 A JP 23522590A JP H04115462 A JPH04115462 A JP H04115462A
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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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
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- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
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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、空気等の酸化性ガスと水素や炭化水素ガス等
の還元性ガスを原料ガスとして発電、又はその逆反応の
水蒸気電気分解によって水素と酸素とを製造できうる固
体電解質燃料電池に関し、特に素子構造に特徴を有する
。
の還元性ガスを原料ガスとして発電、又はその逆反応の
水蒸気電気分解によって水素と酸素とを製造できうる固
体電解質燃料電池に関し、特に素子構造に特徴を有する
。
従来の円筒型固体電解質燃料電池の素子構造の一例の断
面図を第２図に示す。第２図中の１は多孔質セラミック
スよりなる基体管である。
面図を第２図に示す。第２図中の１は多孔質セラミック
スよりなる基体管である。
この基体管１上に、燃料電極２と固体電解質３を順次形
成し、次いで該固体電解質の端部にインタコネクタ５及
びリード７を形成し、最後に空気電極６を形成して、第
２図に示したように各素子が構成されている。そして発
電は、基体管側から燃料電極に水素が供給され、空気電
極に酸素が供給され空気極で電子を与え、酸素イオンが
固体電解質内部を燃料電極側へ移動し、燃料電極と固体
電解質との界面で燃料電極側の水素と反応し電子を放出
することによってなされる。
成し、次いで該固体電解質の端部にインタコネクタ５及
びリード７を形成し、最後に空気電極６を形成して、第
２図に示したように各素子が構成されている。そして発
電は、基体管側から燃料電極に水素が供給され、空気電
極に酸素が供給され空気極で電子を与え、酸素イオンが
固体電解質内部を燃料電極側へ移動し、燃料電極と固体
電解質との界面で燃料電極側の水素と反応し電子を放出
することによってなされる。
ところが、固体電解質燃料電池は作動温度が約１０００
℃と高く、また燃料電池を形成する各素子の熱膨張率が
異なるために、作動時や運転開ゝ′ 始、終了の温度変化の大きい時に、各素子間に熱応力が
働くことになる。とりわけ、セラミックス系の固体電解
質と金属のインタコネクタとの界面では熱応力が顕著に
働くことになる。また、固体電解質を溶射法によって形
成する場合、低圧プラズマ溶射による形成が一般に考え
られるが、この場合、形成された固体電解質は比較的密
で表面も滑かな状態となる。その滑かな表面の上にイン
タコネクタが形成されることになるので、前述の熱応力
等の応力に対して両者の界面が剥離しやすく、損傷やガ
スリーク等の問題があった。
℃と高く、また燃料電池を形成する各素子の熱膨張率が
異なるために、作動時や運転開ゝ′ 始、終了の温度変化の大きい時に、各素子間に熱応力が
働くことになる。とりわけ、セラミックス系の固体電解
質と金属のインタコネクタとの界面では熱応力が顕著に
働くことになる。また、固体電解質を溶射法によって形
成する場合、低圧プラズマ溶射による形成が一般に考え
られるが、この場合、形成された固体電解質は比較的密
で表面も滑かな状態となる。その滑かな表面の上にイン
タコネクタが形成されることになるので、前述の熱応力
等の応力に対して両者の界面が剥離しやすく、損傷やガ
スリーク等の問題があった。
そこで本発明は、固体電解質とインタコネクタとが剥離
しにくい固体電解質燃料電池を提供することを目的とす
るものである。
しにくい固体電解質燃料電池を提供することを目的とす
るものである。
本発明は、燃料電極、固体電解質、空気電極とよりなる
複数の発電層及び隣りあう一方の発電層の燃料電極と他
方の発電層の空気電極とを順次接続するインタコネクタ
を備え、前記固体電解質と前記インタコネクタとが接触
する固体電解質燃料電池において、前記固体電解質と前
記インタコネクタとの接触部にセラミックス膜を介在さ
せたことを特徴とする固体電解質燃料電池であり、前記
固体電解質と前記インタコネクタとの間にセラミックス
膜を介在させることにより、界面の密着性を高くしよう
としたものである。
複数の発電層及び隣りあう一方の発電層の燃料電極と他
方の発電層の空気電極とを順次接続するインタコネクタ
を備え、前記固体電解質と前記インタコネクタとが接触
する固体電解質燃料電池において、前記固体電解質と前
記インタコネクタとの接触部にセラミックス膜を介在さ
せたことを特徴とする固体電解質燃料電池であり、前記
固体電解質と前記インタコネクタとの間にセラミックス
膜を介在させることにより、界面の密着性を高くしよう
としたものである。
本発明においては、固体電解質とインタコネクタのよう
に異った性質の被膜界面に、密着性の高い安定した材料
であるセラミックスの膜を介在させることにより、前記
固体電解質と前記セラミックス膜及び前記インタコネク
タと前記セラミックス膜との界面密着性が高くなる。
に異った性質の被膜界面に、密着性の高い安定した材料
であるセラミックスの膜を介在させることにより、前記
固体電解質と前記セラミックス膜及び前記インタコネク
タと前記セラミックス膜との界面密着性が高くなる。
以下、本発明の一実施例について第１図に基づいて説明
する。第１図は本発明の一実施例の固体電解質燃料電池
の素子構造の断面図である。
する。第１図は本発明の一実施例の固体電解質燃料電池
の素子構造の断面図である。
第１図に示すように多孔性のアルミナ等からなる基体管
１の上にニッケル膜である燃料電極２、イツトリア安定
化ジルコニアからなる固体電解質３、アルミナを主成分
とするセラミックス［４ａ、４ｂ、ニッケルアルミニウ
ム合金のインタコネクタ５とリード７、及びランタンコ
バルト複合酸化物の空気電極６が形成されている。固体
電解質３は低圧プラズマ溶射法により溶射し形成されて
いるが、この場合その表面は比較的滑かである。そこで
この固体電解質３０両端部に、常圧プラズマ溶射法によ
りアルミナを主成分とするセラミックスを溶射しセラミ
ックス膜４ａ、４ｂを形成する。このセラミックス膜４
ａ、４ｂの表面は、アルミナを主成分とするセラミック
スを常圧で溶射しているので比較的粗い状態となる。そ
して隣り合うセラミックス膜４ａ、４ｂの形成された固
体電解質３の間にインタコネクタ５を形成する。このと
きセラミックス膜４ａ、４ｂの表面が比較的粗い状態で
あるのでインタコネクタ５との界面密着性が高くなる。
１の上にニッケル膜である燃料電極２、イツトリア安定
化ジルコニアからなる固体電解質３、アルミナを主成分
とするセラミックス［４ａ、４ｂ、ニッケルアルミニウ
ム合金のインタコネクタ５とリード７、及びランタンコ
バルト複合酸化物の空気電極６が形成されている。固体
電解質３は低圧プラズマ溶射法により溶射し形成されて
いるが、この場合その表面は比較的滑かである。そこで
この固体電解質３０両端部に、常圧プラズマ溶射法によ
りアルミナを主成分とするセラミックスを溶射しセラミ
ックス膜４ａ、４ｂを形成する。このセラミックス膜４
ａ、４ｂの表面は、アルミナを主成分とするセラミック
スを常圧で溶射しているので比較的粗い状態となる。そ
して隣り合うセラミックス膜４ａ、４ｂの形成された固
体電解質３の間にインタコネクタ５を形成する。このと
きセラミックス膜４ａ、４ｂの表面が比較的粗い状態で
あるのでインタコネクタ５との界面密着性が高くなる。
更に空気電極６を形成し、あるいは必要に応じて保護膜
（図示せず）を形成して、固体電解質燃料電池が構成さ
れる。このような固体電解質燃料電池においてはインタ
コネクタ５は、燃料電極２とその隣接する空気電極６と
を電気的に接続する役割と、固体電解質３とインタコネ
クタ５の接触面を密着させることにより、水素等の燃料
ガス又は空気電極用のガス（一般に空気）がリークして
、固気体が直接接触反応しないようにシールする役割を
主に有する。そこで本実施例のように固体電解質３とイ
ンタコネクタ５との間にセラミックス膜４ａ、４ｂを介
在させたので界面密着性が高まり、高温で熱応力を受け
てもインタコネクタ５が剥離しにくくなり、ガスリーク
の防止、固体電解質燃料電池の破損を防ぐことができる
。
（図示せず）を形成して、固体電解質燃料電池が構成さ
れる。このような固体電解質燃料電池においてはインタ
コネクタ５は、燃料電極２とその隣接する空気電極６と
を電気的に接続する役割と、固体電解質３とインタコネ
クタ５の接触面を密着させることにより、水素等の燃料
ガス又は空気電極用のガス（一般に空気）がリークして
、固気体が直接接触反応しないようにシールする役割を
主に有する。そこで本実施例のように固体電解質３とイ
ンタコネクタ５との間にセラミックス膜４ａ、４ｂを介
在させたので界面密着性が高まり、高温で熱応力を受け
てもインタコネクタ５が剥離しにくくなり、ガスリーク
の防止、固体電解質燃料電池の破損を防ぐことができる
。
以上詳述した如く本発明によれば、固体電解質とインタ
コネクタとの間にセラミックスを介在させた構造とした
ことにより、インタコネクタの剥離損傷を防ぐことが可
能となり、固体電解質燃料電池の信頼性を向上させるこ
とができる。
コネクタとの間にセラミックスを介在させた構造とした
ことにより、インタコネクタの剥離損傷を防ぐことが可
能となり、固体電解質燃料電池の信頼性を向上させるこ
とができる。
第１図は、本発明の第１実施例に係る固体電解質燃料電
池の素子構造の断面図、第２図は、従来の固体電解質燃
料電池の素子構造を示す断面図である。 図中、１は基体管、２は燃料電極、３は固体電解質、４
ａ、４ｂはセラミックス膜、５はインタコネクタ、６は
空気電極、７はリードである。
池の素子構造の断面図、第２図は、従来の固体電解質燃
料電池の素子構造を示す断面図である。 図中、１は基体管、２は燃料電極、３は固体電解質、４
ａ、４ｂはセラミックス膜、５はインタコネクタ、６は
空気電極、７はリードである。
Claims (1)
- 燃料電極、固体電解質、空気電極とよりなる複数の発電
層及び隣りあう一方の発電層の燃料電極と他方の発電層
の空気電極とを順次接続するインタコネクタを備え前記
固体電解質と前記インタコネクタとが接触する固体電解
質燃料電池において、前記固体電解質と前記インタコネ
クタとの接触部にセラミックス膜を介在させてなること
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 |
|---|---|---|---|
| JP2235225A JPH04115462A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2235225A JPH04115462A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04115462A true JPH04115462A (ja) | 1992-04-16 |
Family
ID=16982937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2235225A Pending JPH04115462A (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04115462A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105531863A (zh) * | 2013-09-10 | 2016-04-27 | 日本特殊陶业株式会社 | 燃料电池及燃料电池堆 |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP2235225A patent/JPH04115462A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105531863A (zh) * | 2013-09-10 | 2016-04-27 | 日本特殊陶业株式会社 | 燃料电池及燃料电池堆 |
| US9728797B2 (en) | 2013-09-10 | 2017-08-08 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Fuel cell and fuel cell stack |
| CN105531863B (zh) * | 2013-09-10 | 2017-10-24 | 日本特殊陶业株式会社 | 燃料电池及燃料电池堆 |
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