JPH0439866A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JPH0439866A JPH0439866A JP2146647A JP14664790A JPH0439866A JP H0439866 A JPH0439866 A JP H0439866A JP 2146647 A JP2146647 A JP 2146647A JP 14664790 A JP14664790 A JP 14664790A JP H0439866 A JPH0439866 A JP H0439866A
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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〕
この発明は固体電解質型燃料電池のガスセパレータに係
り、特に反りや割れがなく信頼性に優れるガスセパレー
タに関する。
り、特に反りや割れがなく信頼性に優れるガスセパレー
タに関する。
(*来の技術〕
ジルコニア等の酸化物固体電解質を用いる燃料電池は、
その作動温度が800〜1100℃と高温であるため、
発電効率が高い上に触媒が不要であり、また電解質が固
体であるため取扱いが容易であるなどの特長を有し、第
三世代の燃料電池として期待されている。
その作動温度が800〜1100℃と高温であるため、
発電効率が高い上に触媒が不要であり、また電解質が固
体であるため取扱いが容易であるなどの特長を有し、第
三世代の燃料電池として期待されている。
第2図は従来の固体電解質型燃料電池の分解斜視図であ
る。ランタンストロンチウムマンガナイ) (La(S
r)Mars)の酸化副極7.イツトリア安定化ジルコ
ニアからなる固体電解質体6.ニッケルージルコニア(
Ni−ZrOg)サーメットの燃料極5とから単セル1
7が形成される。リブを有する多孔質または緻密質のラ
ンタンストロンチウムマンガナイト基板2.ランタンク
ロマイト(LaCrOs)からなる緻密なインタコネク
タ4.リプを有する多孔質または緻密質のニッケル−ジ
ルコニアサーメット基板3とからセパレータ1が形成さ
れる。単セルとセパレータとは交互に積層される。セパ
レータの立体的に直角交差した溝にはそれぞれ異なった
反応ガスが流される。インタコネクタ4は酸化剤ガスと
燃料ガスを分離する。従来このようなガスセパレータは
酸化ニッケルージルコニア基板の成型体とランタンスト
ロンチウムマンガナイト基板の成型体の間にランタンク
ロマイトのグリーンシートをはさみ空気中で一体に焼成
して調製していた。
る。ランタンストロンチウムマンガナイ) (La(S
r)Mars)の酸化副極7.イツトリア安定化ジルコ
ニアからなる固体電解質体6.ニッケルージルコニア(
Ni−ZrOg)サーメットの燃料極5とから単セル1
7が形成される。リブを有する多孔質または緻密質のラ
ンタンストロンチウムマンガナイト基板2.ランタンク
ロマイト(LaCrOs)からなる緻密なインタコネク
タ4.リプを有する多孔質または緻密質のニッケル−ジ
ルコニアサーメット基板3とからセパレータ1が形成さ
れる。単セルとセパレータとは交互に積層される。セパ
レータの立体的に直角交差した溝にはそれぞれ異なった
反応ガスが流される。インタコネクタ4は酸化剤ガスと
燃料ガスを分離する。従来このようなガスセパレータは
酸化ニッケルージルコニア基板の成型体とランタンスト
ロンチウムマンガナイト基板の成型体の間にランタンク
ロマイトのグリーンシートをはさみ空気中で一体に焼成
して調製していた。
酸化ニッケルージルコニア基板は燃料電池の運転温度に
おいて燃料ガスによりて酸化ニッケルがニッケルに還元
されるためニッケル−ジルコニアサーメット基板に変化
する。ニッケルは触媒として機能するものであり、ジル
コニアはニッケルの結晶成長を防ぎ、固体電解質として
働(。
おいて燃料ガスによりて酸化ニッケルがニッケルに還元
されるためニッケル−ジルコニアサーメット基板に変化
する。ニッケルは触媒として機能するものであり、ジル
コニアはニッケルの結晶成長を防ぎ、固体電解質として
働(。
しかしながら上述のような従来のガスセパレータ1にお
いては、酸化ニッケルが還元されてニッケル−ジルコニ
アサーメット基板を生成する際に体積収縮がおこる。イ
ンクコネクタやランタンストロンチウムマンガナイト基
板はこの際寸法変化を起こさないため、ガスセパレータ
1は全体として反ったり、あるいは亀裂が生ずるという
問題があった。
いては、酸化ニッケルが還元されてニッケル−ジルコニ
アサーメット基板を生成する際に体積収縮がおこる。イ
ンクコネクタやランタンストロンチウムマンガナイト基
板はこの際寸法変化を起こさないため、ガスセパレータ
1は全体として反ったり、あるいは亀裂が生ずるという
問題があった。
またall化ニッケルージルコニア基板を還元したあと
で還元ふん囲気で一体焼結するとランタンマンガナイト
が分解してしまう。
で還元ふん囲気で一体焼結するとランタンマンガナイト
が分解してしまう。
この発明は上述の点に鑑みてなされその目的は製造容易
なガスセパレータの構造を用いることによりガスセパレ
ータに反りや割れの発生しない信頼性に優れる固体電解
質型燃料電池を提供することにある。
なガスセパレータの構造を用いることによりガスセパレ
ータに反りや割れの発生しない信頼性に優れる固体電解
質型燃料電池を提供することにある。
上述の目的はこの発明によればガスセパレータと単セル
を交互に積層してなる固体電解質型燃料電池において、 ニッケル−ジルコニアサーメット基板9にランタンクロ
マイト系酸化物層10を設けたガスセパレータを用いる
ことにより達成される。
を交互に積層してなる固体電解質型燃料電池において、 ニッケル−ジルコニアサーメット基板9にランタンクロ
マイト系酸化物層10を設けたガスセパレータを用いる
ことにより達成される。
ランタンクロマイト系酸化物にはLa(Ca)Crys
。
。
La(Mg)Crys、 La(Sr)Crys等が用
いられる。
いられる。
ニッケル−ジルコニアサーメットとランタンクロマイト
系酸化物は熱挙動をそろえることができ、またともに還
元ふん囲気中で安定である。そのために還元ふん囲気焼
成で反りや割れのないガスセパレータを製造することが
可能となる。
系酸化物は熱挙動をそろえることができ、またともに還
元ふん囲気中で安定である。そのために還元ふん囲気焼
成で反りや割れのないガスセパレータを製造することが
可能となる。
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図はこの発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
を示す分解斜視図である。溝11を有するニッケル−ジ
ルコニアサーメット基板9にランタンクロマイト系酸化
物であるランタンストロンチウムクロマイトLa(Sr
)Cry、層10が設けられたガスセパレータ8と、溝
17を有するランタンマンガナイト(LaMnOs)基
板13にランタンマンガナイトからなる酸化剤極14と
、894イツトリア(Y*Os)で安定化されたジルコ
ニア(ZrOx)からなる固体電解質体15と、ニッケ
ル−ジルコニアサーメットからなる燃料極16が設けら
れた単セル12とが交互に積層される。ガスセパレータ
8の溝11には燃料ガスが流され、溝17には酸化剤ガ
スが流される。ガスセパレータ80ランタンクロマイト
系酸化物層10は燃料ガスと酸化剤ガスを分離する。ニ
ッケル−ジルコニアサーメット基板9.ランタンマンガ
ナイト基板13.ランタンクロマイト系酸化物層10は
いずれも導電性である。このようなガスセパレータ8は
次のようにして調製することができる。ニッケル粉体と
ジルコニア粉体とが所定の割合でバインダとともに混合
される。造粒後プレスし、ニッケル−ジルコニアサーメ
ット基板の成型体を得た。ランタンストロンチウムクロ
マイトLa(Sr)Crys粉体100部に対しバイン
ダとしてポリビニルブチラールを2部、可塑側としてフ
タル酸ジオクチルとポリエチレングリコールを合量で2
部、分散媒としてトリオレインを3〜5部、分散媒とし
てトルエンとイソプロピルアルコールの混合物を8部秤
量し、ボールミルでよく分散混合させた。得られたスラ
リを減圧脱泡したのちドクタブレード法でポリエステル
のキャリアテープ上にキャストし、所定厚に成膜した。
を示す分解斜視図である。溝11を有するニッケル−ジ
ルコニアサーメット基板9にランタンクロマイト系酸化
物であるランタンストロンチウムクロマイトLa(Sr
)Cry、層10が設けられたガスセパレータ8と、溝
17を有するランタンマンガナイト(LaMnOs)基
板13にランタンマンガナイトからなる酸化剤極14と
、894イツトリア(Y*Os)で安定化されたジルコ
ニア(ZrOx)からなる固体電解質体15と、ニッケ
ル−ジルコニアサーメットからなる燃料極16が設けら
れた単セル12とが交互に積層される。ガスセパレータ
8の溝11には燃料ガスが流され、溝17には酸化剤ガ
スが流される。ガスセパレータ80ランタンクロマイト
系酸化物層10は燃料ガスと酸化剤ガスを分離する。ニ
ッケル−ジルコニアサーメット基板9.ランタンマンガ
ナイト基板13.ランタンクロマイト系酸化物層10は
いずれも導電性である。このようなガスセパレータ8は
次のようにして調製することができる。ニッケル粉体と
ジルコニア粉体とが所定の割合でバインダとともに混合
される。造粒後プレスし、ニッケル−ジルコニアサーメ
ット基板の成型体を得た。ランタンストロンチウムクロ
マイトLa(Sr)Crys粉体100部に対しバイン
ダとしてポリビニルブチラールを2部、可塑側としてフ
タル酸ジオクチルとポリエチレングリコールを合量で2
部、分散媒としてトリオレインを3〜5部、分散媒とし
てトルエンとイソプロピルアルコールの混合物を8部秤
量し、ボールミルでよく分散混合させた。得られたスラ
リを減圧脱泡したのちドクタブレード法でポリエステル
のキャリアテープ上にキャストし、所定厚に成膜した。
自然乾燥、赤外線乾燥のあと剥離を行いランタンストロ
ンチウムクロマイトのグリーンシートを得た。このあと
前記ニッケル−ジルコニアサーメット基板の成型体にラ
ンタンストロンチウムクロマイトのグリーンシートを積
層し、バインダをとばしてから水素気流中、 1600
℃の温度で一体に焼成した。ランタンストロンチウムク
ロマイトは緻密に焼成される。ニッケル−ジルコニアサ
ーメット基板は多孔賞に焼成される。上記焼成に際して
はニッケルージルコニアとランタンストロンチウムクロ
マイトにつき焼成収縮率の温度依存性と、熱膨張率の温
度依存性の一致が図られる。
ンチウムクロマイトのグリーンシートを得た。このあと
前記ニッケル−ジルコニアサーメット基板の成型体にラ
ンタンストロンチウムクロマイトのグリーンシートを積
層し、バインダをとばしてから水素気流中、 1600
℃の温度で一体に焼成した。ランタンストロンチウムク
ロマイトは緻密に焼成される。ニッケル−ジルコニアサ
ーメット基板は多孔賞に焼成される。上記焼成に際して
はニッケルージルコニアとランタンストロンチウムクロ
マイトにつき焼成収縮率の温度依存性と、熱膨張率の温
度依存性の一致が図られる。
ガスセパレータ8はまた次の方法によりても調製するこ
とができる。酸化ニッケルとジルコニアの混合粉体をプ
レス成型し、1400℃の温度で酸化性ふん囲気中で焼
成し、酸化ニッケルージルコニア基板を製作した0次に
還元ふん囲気中で900℃で1元処理し、ニッケル−ジ
ルコニアサーメット基板を得た。得られたサーメット基
板の片面にランタンストロンチウムクロマイトのスラリ
を100μ厚に塗布し、乾燥後1600℃の温度て還元
ふん囲気中で焼成して一体化した。この塗布焼成工程は
再度繰返され、緻密なランタンストロンチウムクロマイ
ト層10を有するガスセパレータが得られる。
とができる。酸化ニッケルとジルコニアの混合粉体をプ
レス成型し、1400℃の温度で酸化性ふん囲気中で焼
成し、酸化ニッケルージルコニア基板を製作した0次に
還元ふん囲気中で900℃で1元処理し、ニッケル−ジ
ルコニアサーメット基板を得た。得られたサーメット基
板の片面にランタンストロンチウムクロマイトのスラリ
を100μ厚に塗布し、乾燥後1600℃の温度て還元
ふん囲気中で焼成して一体化した。この塗布焼成工程は
再度繰返され、緻密なランタンストロンチウムクロマイ
ト層10を有するガスセパレータが得られる。
単セル12は次の方法で調製される。ランタンマンガナ
イトの粉体を造粒後プレス成型し、1250℃で焼成し
てランタンマンガナイト基板13を得ることができる。
イトの粉体を造粒後プレス成型し、1250℃で焼成し
てランタンマンガナイト基板13を得ることができる。
ランタンマンガナイト基板13の上に固体電解質体15
が直流減圧プラズマ溶射法にょうて形成される。続いて
酸化ニッケルージルコニアのペーストを塗布し、乾燥後
1400℃の温度および空気中で焼成して多孔賞の燃料
極16が形成される。
が直流減圧プラズマ溶射法にょうて形成される。続いて
酸化ニッケルージルコニアのペーストを塗布し、乾燥後
1400℃の温度および空気中で焼成して多孔賞の燃料
極16が形成される。
酸化剤極14はランタンマンガナイト基板13で代用す
ることができる。
ることができる。
この発明によればガスセパレータと単セルを交互に積層
してなる固体電解質型燃料電池において、ニッケル−ジ
ルコニアサーメット基板にランタンクロマイト系の酸化
物層を設けたガスセパレータを用いるので、反りや割れ
のないガスセパレータを確実に製造することができ、信
頼性に優れる固体電解質型燃料電池が得られる。
してなる固体電解質型燃料電池において、ニッケル−ジ
ルコニアサーメット基板にランタンクロマイト系の酸化
物層を設けたガスセパレータを用いるので、反りや割れ
のないガスセパレータを確実に製造することができ、信
頼性に優れる固体電解質型燃料電池が得られる。
第1図はこの発明の実施例に係る固体電解質型燃料電池
を示す分解斜視図、第2図は従来の固体電解質型燃料電
池を示す分解斜視図である。
を示す分解斜視図、第2図は従来の固体電解質型燃料電
池を示す分解斜視図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)ガスセパレータと単セルを交互に積層してなる固体
電解質型燃料電池において、 ニッケル−ジルコニアサーメット基板にランタンクロマ
イト系酸化物層を設けたガスセパレータを備えることを
特徴とする固体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2146647A JPH0439866A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2146647A JPH0439866A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0439866A true JPH0439866A (ja) | 1992-02-10 |
Family
ID=15412464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2146647A Pending JPH0439866A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0439866A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2795708A4 (en) * | 2011-12-22 | 2015-05-20 | Saint Gobain Ceramics | FIXED OXYGEN FUEL CELL COMPOUNDS WITH CERAMIC COMPOUND MATERIAL AND PARTIALLY STABILIZED ZIRCONIUM OXIDE |
US9225024B2 (en) | 2008-12-18 | 2015-12-29 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Highly sinterable lanthanum strontium titanate interconnects through doping |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP2146647A patent/JPH0439866A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9225024B2 (en) | 2008-12-18 | 2015-12-29 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Highly sinterable lanthanum strontium titanate interconnects through doping |
EP2795708A4 (en) * | 2011-12-22 | 2015-05-20 | Saint Gobain Ceramics | FIXED OXYGEN FUEL CELL COMPOUNDS WITH CERAMIC COMPOUND MATERIAL AND PARTIALLY STABILIZED ZIRCONIUM OXIDE |
US9406963B2 (en) | 2011-12-22 | 2016-08-02 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Solid oxide fuel cell interconnects including a ceramic interconnect material and partially stabilized zirconia |
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