JPH05209293A - 電解セル - Google Patents
電解セルInfo
- Publication number
- JPH05209293A JPH05209293A JP4151745A JP15174592A JPH05209293A JP H05209293 A JPH05209293 A JP H05209293A JP 4151745 A JP4151745 A JP 4151745A JP 15174592 A JP15174592 A JP 15174592A JP H05209293 A JPH05209293 A JP H05209293A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- interconnector
- electrolytic cell
- insulating
- composite material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温水蒸気電解装置や固体電解質燃料電池の
電解セルに関する。 【構成】 電解質及びインタコネクタが交互に連結され
た管又は平板の片面に設けられたカソード電極と、他方
の面に設けられたアノード電極とを具備する電解セルに
おいて、前記電解質と前記インタコネクタの間に絶縁材
または絶縁性セラミックスと固体電解質の複合材を介在
させてなる電解セル。
電解セルに関する。 【構成】 電解質及びインタコネクタが交互に連結され
た管又は平板の片面に設けられたカソード電極と、他方
の面に設けられたアノード電極とを具備する電解セルに
おいて、前記電解質と前記インタコネクタの間に絶縁材
または絶縁性セラミックスと固体電解質の複合材を介在
させてなる電解セル。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高温水蒸気電解装置や固
体電解質燃料電池の電解セルに関する。
体電解質燃料電池の電解セルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高温水蒸気電解装置（以下、ＳＯ
ＳＥと略称する）の構造を図３によって説明する。図３
に示すように、ＳＯＳＥは電解質１、アノード電極２、
カソード電極３からなる水蒸気電解部をインタコネクタ
４を介して直列につないだものである。
ＳＥと略称する）の構造を図３によって説明する。図３
に示すように、ＳＯＳＥは電解質１、アノード電極２、
カソード電極３からなる水蒸気電解部をインタコネクタ
４を介して直列につないだものである。
【０００３】ＳＯＳＥの原理は図４に示すように、アノ
ード電極２側に空気６、カソード電極３側に水蒸気７を
流し、作動温度約１０００℃で電気を流して、水素８を
発生させるものである。
ード電極２側に空気６、カソード電極３側に水蒸気７を
流し、作動温度約１０００℃で電気を流して、水素８を
発生させるものである。
【０００４】代表的なＳＯＳＥの構成材料は電解質１に
ＺｒＯ2 −Ｙ2 Ｏ3 （ＹＳＺ）、アノード電極２にＬａ
ＳｒＣａＭｎＯ3 、カソード電極３にＮｉＯ、インタコ
ネクタ４にはＬａＳｒＣｒＯ3 が使用されている。
ＺｒＯ2 −Ｙ2 Ｏ3 （ＹＳＺ）、アノード電極２にＬａ
ＳｒＣａＭｎＯ3 、カソード電極３にＮｉＯ、インタコ
ネクタ４にはＬａＳｒＣｒＯ3 が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図３に示したＳＯＳＥ
を用いて水蒸気を電解すると、電解時、インタコネクタ
４と電解質１の接合部近傍における電解質１側が劣化
し、この劣化部から破断することがある。劣化の原因と
しては明らかではないが、電解に際し、インタコネクタ
４からカソード電極３に電流が流れる時、電流の一部が
接合部近傍の電解質１を介して流れ、電解質１のＺｒＯ
2 が還元されることによって脆くなることが考えられ
る。
を用いて水蒸気を電解すると、電解時、インタコネクタ
４と電解質１の接合部近傍における電解質１側が劣化
し、この劣化部から破断することがある。劣化の原因と
しては明らかではないが、電解に際し、インタコネクタ
４からカソード電極３に電流が流れる時、電流の一部が
接合部近傍の電解質１を介して流れ、電解質１のＺｒＯ
2 が還元されることによって脆くなることが考えられ
る。
【０００６】本発明は上記技術水準に鑑み、電解質の劣
化を防止することができる電解セルを提供しようとする
ものである。
化を防止することができる電解セルを提供しようとする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は （１） 電解質及びインタコネクタが交互に連結された
管又は平板と、該管又は平板の片面に設けられたカソー
ド電極と、他方の面に設けられたアノード電極とを具備
する電解セルにおいて、前記電解質と前記インタコネク
タとの間に絶縁材を介在させてなることを特徴とする電
解セル。 （２） 絶縁材が絶縁性セラミックスと固体電解質との
複合材であることを特徴とする上記（１）記載の電解セ
ル。である。
管又は平板と、該管又は平板の片面に設けられたカソー
ド電極と、他方の面に設けられたアノード電極とを具備
する電解セルにおいて、前記電解質と前記インタコネク
タとの間に絶縁材を介在させてなることを特徴とする電
解セル。 （２） 絶縁材が絶縁性セラミックスと固体電解質との
複合材であることを特徴とする上記（１）記載の電解セ
ル。である。
【０００８】すなわち、本発明は電解質とインタコネク
タの間に絶縁材、例えば絶縁性セラミックスまたは絶縁
性セラミックスと固体電解質との複合材を配置し、電解
質に電流が流れるのを防ぐようにした電解セルである。
タの間に絶縁材、例えば絶縁性セラミックスまたは絶縁
性セラミックスと固体電解質との複合材を配置し、電解
質に電流が流れるのを防ぐようにした電解セルである。
【０００９】
【作用】本発明の第一の発明は電解質とインタコネクタ
の間に絶縁材，例えば絶縁性のセラミックスを配置して
いるので電解質に電流が流れない。従って、電解質に電
流が流れることによって劣化を防ぐことができる。本発
明の第二の発明は電解質とインタコネクタの間に絶縁材
であるが、例えば絶縁性のセラミックスと固体電解質と
の複合材を配置しているので電解質に電流が流れない作
用により、電解質に電流が流れることによって劣化を防
ぐことができるばかりでなく、該複合材は低温焼成で緻
密な絶縁材となるので、電解セルの製作に際し各構成部
材の熱伸び差により接合時に割れや剥離を生じることを
防ぐことができる。
の間に絶縁材，例えば絶縁性のセラミックスを配置して
いるので電解質に電流が流れない。従って、電解質に電
流が流れることによって劣化を防ぐことができる。本発
明の第二の発明は電解質とインタコネクタの間に絶縁材
であるが、例えば絶縁性のセラミックスと固体電解質と
の複合材を配置しているので電解質に電流が流れない作
用により、電解質に電流が流れることによって劣化を防
ぐことができるばかりでなく、該複合材は低温焼成で緻
密な絶縁材となるので、電解セルの製作に際し各構成部
材の熱伸び差により接合時に割れや剥離を生じることを
防ぐことができる。
【００１０】
（実施例１）本発明の一実施例を図１によって説明す
る。図１に示すように、従来と異なるのは電解質１とイ
ンタコネクタ４の間に絶縁性のセラミックス５を配置し
た点である。
る。図１に示すように、従来と異なるのは電解質１とイ
ンタコネクタ４の間に絶縁性のセラミックス５を配置し
た点である。
【００１１】電解質１、絶縁性セラミックス５及びイン
タコネクタ４の接合方法の代表例を図２によって説明す
る。図２に示すように、接合方法は電解質１とインタコ
ネクタ４の間に絶縁性のセラミックス５を配置し、約１
５００℃の高温状態で加圧接合することによって行われ
る。絶縁性セラミックス５の代表的な例としてはＡｌ 2
Ｏ3 ，ＭｇＡｌ2 Ｏ4 などがある。この実施例では電解
質１とインタコネクタ４の間に絶縁性のセラミックス５
を配置しているので、電解質１に電流が流れることによ
る劣化を防ぐことができる。
タコネクタ４の接合方法の代表例を図２によって説明す
る。図２に示すように、接合方法は電解質１とインタコ
ネクタ４の間に絶縁性のセラミックス５を配置し、約１
５００℃の高温状態で加圧接合することによって行われ
る。絶縁性セラミックス５の代表的な例としてはＡｌ 2
Ｏ3 ，ＭｇＡｌ2 Ｏ4 などがある。この実施例では電解
質１とインタコネクタ４の間に絶縁性のセラミックス５
を配置しているので、電解質１に電流が流れることによ
る劣化を防ぐことができる。
【００１２】（実施例２）本発明の他の実施例を実施例
１と同じく図１によって説明する。実施例１と異なるの
は、電解質１とインタコネクタ４の間に、Ａｌ2Ｏ3とＰ
ＳＺ（部分安定化ジルコニア）の絶縁性複合材５を配設
した点である。
１と同じく図１によって説明する。実施例１と異なるの
は、電解質１とインタコネクタ４の間に、Ａｌ2Ｏ3とＰ
ＳＺ（部分安定化ジルコニア）の絶縁性複合材５を配設
した点である。
【００１３】電解質１，Ａｌ2Ｏ3とＰＳＺの絶縁性複合
材（Ａｌ2Ｏ3：約９５％，ＰＳＺ：約５％），インタコ
ネクタ４の接合方法を実施例１と同じく図２に示す。接
合方法は電解質１とインタコネクタ４の間に未焼結の絶
縁性複合材５を配設し、約１４００〜１５００℃の高温
状態（但し、実施例１より低温度）で加圧接合すること
によって行なわれる。未焼結の絶縁性複合材はこの高温
加圧複合時に焼結される。この実施例２の場合には、実
施例１におけるより比較的低温で加圧接合できるので各
構成部材の熱伸び差により接合時に割れや剥離を生ずる
ことがない。
材（Ａｌ2Ｏ3：約９５％，ＰＳＺ：約５％），インタコ
ネクタ４の接合方法を実施例１と同じく図２に示す。接
合方法は電解質１とインタコネクタ４の間に未焼結の絶
縁性複合材５を配設し、約１４００〜１５００℃の高温
状態（但し、実施例１より低温度）で加圧接合すること
によって行なわれる。未焼結の絶縁性複合材はこの高温
加圧複合時に焼結される。この実施例２の場合には、実
施例１におけるより比較的低温で加圧接合できるので各
構成部材の熱伸び差により接合時に割れや剥離を生ずる
ことがない。
【００１４】以上の実施例２においては特殊な絶縁性複
合材の使用について説明したが、絶縁性複合材として
は、その他にＭｇＡｌ2Ｏ4とＹＳＺ（もしくはＰＳ
Ｚ），Ｌａ 2Ｚｒ2Ｏ7とＹＳＺ（もしくはＰＳＺ），Ｓ
ｒＺｒＯ3とＹＳＺ（もしくはＰＳＺ）などが使用さ
れ、一般的にセラミックスに対する固体電解質（例えば
ＹＳＺもしくはＰＳＺ）の量は密着性、絶縁性の点から
５〜２０％の範囲が好ましい。
合材の使用について説明したが、絶縁性複合材として
は、その他にＭｇＡｌ2Ｏ4とＹＳＺ（もしくはＰＳ
Ｚ），Ｌａ 2Ｚｒ2Ｏ7とＹＳＺ（もしくはＰＳＺ），Ｓ
ｒＺｒＯ3とＹＳＺ（もしくはＰＳＺ）などが使用さ
れ、一般的にセラミックスに対する固体電解質（例えば
ＹＳＺもしくはＰＳＺ）の量は密着性、絶縁性の点から
５〜２０％の範囲が好ましい。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、インタコネクタと電解
質の間に絶縁性のセラミックスまたは複合材を配置して
いるので、電解時に電解質に電流が流れることによる劣
化を防ぐことができ、耐久性に優れた電解セルを実現す
ることができる。
質の間に絶縁性のセラミックスまたは複合材を配置して
いるので、電解時に電解質に電流が流れることによる劣
化を防ぐことができ、耐久性に優れた電解セルを実現す
ることができる。
【図１】本発明の電解セルの実施例としてのＳＯＳＥの
説明図
説明図
【図２】図１のＳＯＳＥの製法の実施例の説明図
【図３】従来のＳＯＳＥの一態様の説明図
【図４】ＳＯＳＥの原理の説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 晃弘 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 浜口 輝久 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 坂田 文稔 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 電解質及びインタコネクタが交互に連結
された管又は平板と、該管又は平板の片面に設けられた
カソード電極と、他方の面に設けられたアノード電極と
を具備する電解セルにおいて、前記電解質と前記インタ
コネクタとの間に絶縁材を介在させてなることを特徴と
する電解セル。 - 【請求項２】 絶縁材が絶縁性セラミックスと固体電解
質との複合材であることを特徴とする請求項１記載の電
解セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151745A JPH05209293A (ja) | 1991-08-07 | 1992-06-11 | 電解セル |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19769691 | 1991-08-07 | ||
| JP3-197696 | 1991-08-07 | ||
| JP4151745A JPH05209293A (ja) | 1991-08-07 | 1992-06-11 | 電解セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209293A true JPH05209293A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=26480892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4151745A Withdrawn JPH05209293A (ja) | 1991-08-07 | 1992-06-11 | 電解セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05209293A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005276524A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池及びこれに用いる基板 |
| JP2005294015A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 燃料電池及びその製造方法 |
| JP2007128739A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP4151745A patent/JPH05209293A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005276524A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池及びこれに用いる基板 |
| JP2005294015A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 燃料電池及びその製造方法 |
| JP2007128739A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |