JPH0412457A - 高温型燃料電池 - Google Patents

高温型燃料電池

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JPH0412457A
JPH0412457A JP2110483A JP11048390A JPH0412457A JP H0412457 A JPH0412457 A JP H0412457A JP 2110483 A JP2110483 A JP 2110483A JP 11048390 A JP11048390 A JP 11048390A JP H0412457 A JPH0412457 A JP H0412457A
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faced
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JP2110483A
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Atsushi Tsunoda
淳 角田
Toshihiko Yoshida
利彦 吉田
Fumiya Ishizaki
石崎　文也
Isao Mukaisawa
向沢　功
Hideto Koide
秀人 小出
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SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER
Tonen General Sekiyu KK
Japan Petroleum Energy Center JPEC
Original Assignee
SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER
Petroleum Energy Center PEC
Tonen Corp
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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〕 本発明は高温型燃料電池に係わり、特に力゛ノードの集
電体との接触抵抗を低減し、電池出力を向上させる技術
に関する。
〔従来の技術〕
高温型燃料電池としては、米国ウェスチングツ−ウス・
エレクトリック社において既に５ｋｌｌｌ程度のパイロ
ットプラントが製造され、稼働しているが、これは円筒
型といわれるクイズで、電力密度が小さいため小型化し
にくい欠点がある。
これに対して、平板型は１段あたりの厚みを小さくする
ことによって電力密度を上げることが可能であるという
特徴を有するが、ガス封止が離しいため、実証例は少な
い。
一般に電解質としては安定化もしくは部分安定化ジルコ
ニアが、カソードとしてはＬａ　（Ｓｒ）　ＭｎＯ３ま
たはしａ　（Ｓｒ）　ＣａＯ２が、アノードとしてはＮ
ｌ／ＺｒＯ２が用いられている。また集電体としては金
属又は１ａｃｒ０３が使用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
カソードとしては始めは白金などが用いられていたが、
酸素の解離反応に対する触媒活性が高く、電池性能が向
上することから、白金等に代えてペロブスカイト型酸化
物が多く用いられている。しかし、カソードとしてＬａ
　（Ｓｒ）　ＭｎＯ３またはＬａ　（Ｓｒ）　Ｃｏｏ。
などのペロブスカイト型酸化物を用いた場合、カソード
と集電体または電解質の接触抵抗、特にカソードと集電
体の接触抵抗が増大して、その分だけ出力が低下してい
る。
〔課題が解決しようとする手段〕
本発明は、上言己の課題を解決するために、高温型電解
質の１表面にカソードを形成し、カソードに対して集電
体を接触させた構造を有する高温型燃料電池におイテ、
カソードがＬａ＋−ｘＳｒｘＭＯａ　　（式中、ＭはＭ
ｎ、Ｃｏ又はＮｉを表す）からなり、かつ電解質のカソ
ードに面する表面、カソードの集電体に面する表面及び
／又は集電体のカソードに面する表面に白金を存在せし
めたことを特徴とする高温型燃料電池を提供するもので
ある。
本発明で用いるカソードはＬａ＋−ｇｓｒＪ口、　（式
中、ＭはＭｎ、Ｃｏ又はＮｉを表す）である。Ｘの値は
導電率から０．０５〜０．５０であることが好ましい。
集電体としては、耐還元性、耐熱性、耐酸化性、導電性
の材料であればよいが、ＬａＣｒ０．、、　　Ｃｒを含
むＣＯ基合金、Ｃｒを含むＮｉ基合金、金属Ｃｒなどが
好ましく用いられる。
白金を電解質表面、カソード表面、あるいは集電体表面
に適用する方法としては、スパッタリング、電子ビーム
蒸着、等によることができる。なお、白金を適用する集
電体表面はカソードと接触しない表面でも有効である。
高温型燃料電池の使用時の高温で白金の一部が拡散して
集電体とカソードの界面に移動するからである。
白金の適用量は、カソードと集電体あるいは電解質の界
面に層を形成する必要はなく、存在する程度に接触抵抗
低減の効果がある。上限は、カソードとしてのＬａ＋−
ｓ＋５ｒＪＯａの特性を阻害しない程度であればよい。
〔作　用〕
白金が電解質／カソード界面、及びカソード／集電体界
面に存在することにより、カソードのこれら界面での接
触抵抗が減少し、燃料電池の出力が向上する。
〔実施例〕
第１図の集合様式に従い固体電解質型燃料電池を製作し
た。固体電解質板１１にはイツトリアを３モルパーセン
ト添加したジルコニアである部分安定化ジルコニアの寸
法５０　Ｘ５０　Ｘ　Ｏ，２ｍｍの板状物を用いた。酸
素通路側にｌａｏｏｇｓｒｏ、　＋ＭｎＯ３粉末（平均
粒径的５−）を有機系バインダーに分散し、厚さ０．１
〜０．５　ｍｍに塗布してカソード１２とし、水素通路
側にＮｉ／２ｒＯ□（９／１重量比）のサーメット混合
粉末を有機系バインダーに分散し、厚さ０，１〜０．５
闘に塗布してアノード１３とした。集電体１４はＣＯ系
耐熱合金の寸法５０　Ｘ５０　Ｘ　５　ｍｍの平板にガ
ス流路として深さ１．０ＩＩＩＩ１１の溝を設けたもの
をそのまま、またはカソードとの接触面にＰｔペースト
を塗布し、あるいはＰｔ皮膜をスパッターによって被覆
して用いた。
この固体電解質板１１と集電体１４を第１図の如く積層
し、固体電解質板１１と集電体１４の間に軟化点が約８
００℃のガラスペーストを塗布してガス封止用とした。
このガラスペーストは電池の作動温度１０００℃で軟化
してガスを封止する。
こうして集積した電池に第２図に示した円筒状のアルミ
ナ製マニホールド２２を取り付けた。マニホールド２２
と電池本体２１との接触部分はセラミックペーストを塗
布乾燥して接合した後、さらにガラスペーストを塗布し
てガス封止した。電気の取り出し部には白金リード線を
溶接し、電気的に接続した。同図中、２３は水素入口、
２４は未反応水素出口、２５は酸素入口、２６は未反応
酸素出口である。
このようにして作製した燃料電池を加熱した。
室温から１５０℃までは１℃／ｍ　ｉ　ｎで加熱し、ガ
ラスペーストの溶媒を蒸発させた。１５０℃〜３００℃
までは５℃／ｍ　ｉ　ｎで昇温した。３００℃以上では
水素通路側には、アノードの酸化を防止する為、窒素ガ
スを流し、５℃／ｍｉｎで１０００℃まで昇温した。
その後、１０００℃に保存してアノード側に水素、カソ
ード側に酸素を流し、発電を開始した。開放電圧はいず
れの場合も１．２５Ｖでガスクロスリークは水素の０．
５％以下であった。
カソード１２にＬａｏ、　ｓＳｒ、、＋ＭｎＯ３粉末（
平均粒径約５−）を用い、集電体１４にＣＯ系会合金製
ものをそのまま用いた場合の放電特性を次に示す。
この電池のオーミック抵抗はカレントインターラブター
法によると６０ｍΩと低くなっていた。
また、カソード側集電体１４にスパッターによりＰｔ被
覆を施した場合の放電特性を以下に示す。
この電池のオーミック抵抗はカレントインターラブター
法によると９０ｍΩであった。
さらに集電体１４のカソード１２との接触面にＰｔペー
ストを塗布して用いた場合の放電特性は次のようになり
、集電体１４をそのまま用いた場合よりも向上した。
オーミック抵抗は同様に６０ｍΩであった。
〔カソードと電解質界面は実施例はないのでしょうか〕
〔発胡の効果〕 本発明によれば、高温型燃料電池のカソードと集電体あ
るいは電解質の間の接触抵抗が低減し、電池出力が向上
する。
【図面の簡単な説明】
第１図は平板型燃料電池の展開構成図、第２図は平板型
燃料電池にマニホールドを取りつけた様子を示す斜視図
である。 １１・・・電解質、　　１２・・・カソード、１３・・
・アノード、　１４．１５．１６・・・集電体、１４ａ
　＝　１４ｂ　、１５ｂ　、１６ａ、−・・溝。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、高温型電解質の１表面にカソードを形成し、カソー
    ドに対して集電体を接触させた構造を有する高温型燃料
    電池において、カソードがＬａ＿１＿−＿ｘＳｒ＿ｘＭ
    Ｏ＿３（式中、ＭはＭｎ、Ｃｏ又はＮｉを表す）からな
    り、かつ電解質のカソードに面する表面、カソードの集
    電体に面する表面及び／又は集電体のカソードに面する
    表面に白金を存在せしめたことを特徴とする高温型燃料
    電池。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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