JPH06135721A - 固体電解質燃料電池のインターコネクター材料及びその合成方法並びに上記材料を用いて円筒型固体電解質燃料電池の燃料極ににインターコネクターを形成する方法 - Google Patents
固体電解質燃料電池のインターコネクター材料及びその合成方法並びに上記材料を用いて円筒型固体電解質燃料電池の燃料極ににインターコネクターを形成する方法Info
- Publication number
- JPH06135721A JPH06135721A JP4290174A JP29017492A JPH06135721A JP H06135721 A JPH06135721 A JP H06135721A JP 4290174 A JP4290174 A JP 4290174A JP 29017492 A JP29017492 A JP 29017492A JP H06135721 A JPH06135721 A JP H06135721A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- interconnector
- fuel cell
- solid electrolyte
- calcium
- electrolyte fuel
- 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.)
- Pending
Links
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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0215—Glass; Ceramic materials
- H01M8/0217—Complex oxides, optionally doped, of the type AMO3, A being an alkaline earth metal or rare earth metal and M being a metal, e.g. perovskites
- H01M8/0219—Chromium complex oxides
-
- 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
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
- H01M8/0252—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form tubular
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【目的】燃料電極との共焼結が可能で、しかも緻密性に
優れ、電子伝導性も高く、酸化還元雰囲気における化学
的安定性にも優れるインターコネクターを製造すること
ができるインターコネクター材料を合成すると共にその
インターコネクター材料を用いて円筒型固体電解質燃料
電池の電極（燃料極）に、インターコネクター膜を安価
な製造コストで形成することである。 【構成】Ｌａ・Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、この原料をモ
ル比がＬａ：Ｃａ：Ｃｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋ｙ）
で、かつ０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５を満足するように混合し、クエン酸塩
法によってカルシウムドープランタンクロマイト粉末を
合成する。また、このカルシウムドープランタンクロマ
イト粉体を調整したスラリーを予めチューブ状に形成し
て仮焼成した燃料極支持管にディッピングにより付着し
て共焼結し、燃料極に緻密なインターコネクターを成膜
する
優れ、電子伝導性も高く、酸化還元雰囲気における化学
的安定性にも優れるインターコネクターを製造すること
ができるインターコネクター材料を合成すると共にその
インターコネクター材料を用いて円筒型固体電解質燃料
電池の電極（燃料極）に、インターコネクター膜を安価
な製造コストで形成することである。 【構成】Ｌａ・Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、この原料をモ
ル比がＬａ：Ｃａ：Ｃｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋ｙ）
で、かつ０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５を満足するように混合し、クエン酸塩
法によってカルシウムドープランタンクロマイト粉末を
合成する。また、このカルシウムドープランタンクロマ
イト粉体を調整したスラリーを予めチューブ状に形成し
て仮焼成した燃料極支持管にディッピングにより付着し
て共焼結し、燃料極に緻密なインターコネクターを成膜
する
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質燃料電池のイ
ンターコネクター材料及びそのインターコネクター材料
を合成する方法並びに上記インターコネクター材料を用
いて固体電解質燃料電池、特に円筒型固体電解質燃料電
池の多孔質燃料極支持管にインターコネクターを形成す
る方法に関する。
ンターコネクター材料及びそのインターコネクター材料
を合成する方法並びに上記インターコネクター材料を用
いて固体電解質燃料電池、特に円筒型固体電解質燃料電
池の多孔質燃料極支持管にインターコネクターを形成す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質燃料電池（以下ＳＯＦＣと称
す）のインターコネクターは、ガスシールができる程度
の緻密性と高い電子導電性を有すること、ＳＯＦＣの作
動温度である１０００℃において酸素、水素雰囲気中で
安定であることが要求される。一方、カルシゥムドープ
ランタンクロマイトが、酸化還元雰囲気において化学的
に安定であり、且電子伝導性が高いことから固体電解質
燃料電池のインターコネクターの材料として好適である
ことは既に知られている。
す）のインターコネクターは、ガスシールができる程度
の緻密性と高い電子導電性を有すること、ＳＯＦＣの作
動温度である１０００℃において酸素、水素雰囲気中で
安定であることが要求される。一方、カルシゥムドープ
ランタンクロマイトが、酸化還元雰囲気において化学的
に安定であり、且電子伝導性が高いことから固体電解質
燃料電池のインターコネクターの材料として好適である
ことは既に知られている。
【０００３】図３に円筒型固体電解質燃料電池（以下Ｓ
ＯＦＣと称す）セルの構造を示す。図においてＳＯＦＣ
セルは多孔質燃料極支持管１（アノード）の外周面の長
さ方向に沿って帯状に緻密なインターコネクター薄膜２
を具備し、それに隣接して緻密な固体電解質薄膜３を具
備している。更に固体電解質３の表面にはインターコネ
クター２と接しないように多孔質空気極（カソード）薄
膜４を形成したものである。
ＯＦＣと称す）セルの構造を示す。図においてＳＯＦＣ
セルは多孔質燃料極支持管１（アノード）の外周面の長
さ方向に沿って帯状に緻密なインターコネクター薄膜２
を具備し、それに隣接して緻密な固体電解質薄膜３を具
備している。更に固体電解質３の表面にはインターコネ
クター２と接しないように多孔質空気極（カソード）薄
膜４を形成したものである。
【０００４】多孔質燃料極支持管１はニッケルジルコニ
アサーメット材料からなり、固体電解質膜３はイットリ
ア安定化ジルコニアからなる。また多孔質空気極４はＳ
ｒをドープしたランタンマンガナイトからなる。インタ
ーコネクター２はガスシールができる程度の緻密性と高
い電子導電性を有すること、ＳＯＦＣの作動温度である
１０００℃において酸素、水素雰囲気中で安定であるこ
とが要求されるので、この要件を満足させるため、カル
シウムをドープしたランタンクロマイトからなってい
る。
アサーメット材料からなり、固体電解質膜３はイットリ
ア安定化ジルコニアからなる。また多孔質空気極４はＳ
ｒをドープしたランタンマンガナイトからなる。インタ
ーコネクター２はガスシールができる程度の緻密性と高
い電子導電性を有すること、ＳＯＦＣの作動温度である
１０００℃において酸素、水素雰囲気中で安定であるこ
とが要求されるので、この要件を満足させるため、カル
シウムをドープしたランタンクロマイトからなってい
る。
【０００５】従来、インターコネクター膜の形成はエレ
クトロケミカルベイパーデボジション（ＥＶＤ）法と焼
結法によって行われている。上記ＥＶＤ法は原料の歩留
まりが悪く、高価な装置と高度の技術を必要とするため
発電コストを著しく高騰させ、ＳＯＦＣ実用化の大きな
課題となっている。
クトロケミカルベイパーデボジション（ＥＶＤ）法と焼
結法によって行われている。上記ＥＶＤ法は原料の歩留
まりが悪く、高価な装置と高度の技術を必要とするため
発電コストを著しく高騰させ、ＳＯＦＣ実用化の大きな
課題となっている。
【０００６】また、焼結法においては、ランタンクロマ
イトを空気中で焼結可能にするためにはカルシウムを過
剰にドープする必要があるのに焼成中、肝心のカルシウ
ムが多孔質燃料電極の方に移動してしまい、緻密に焼結
させることができずＳＯＦＣの発電性能が大きく低下し
たり、他の電池材料が腐食するなどの問題がある。
イトを空気中で焼結可能にするためにはカルシウムを過
剰にドープする必要があるのに焼成中、肝心のカルシウ
ムが多孔質燃料電極の方に移動してしまい、緻密に焼結
させることができずＳＯＦＣの発電性能が大きく低下し
たり、他の電池材料が腐食するなどの問題がある。
【０００７】このような問題を解決し、緻密性に優れた
インターコネクターの実現が可能な材料として、Ｌａ・
Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、そのモル比がＬａ：Ｃａ：Ｃ
ｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１−ｙ）のカルシウムドープラ
ンタンクロマイトで、且上記ｘ，ｙの値が０＜ｘ≦０．
４ ０＜ｙ≦０．０５ ｙ≦ｘの組成領域を持つカルシ
ウムドープランタンクロマイトが考えられた（特開平４
−１１９９２４号公報参照）。
インターコネクターの実現が可能な材料として、Ｌａ・
Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、そのモル比がＬａ：Ｃａ：Ｃ
ｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１−ｙ）のカルシウムドープラ
ンタンクロマイトで、且上記ｘ，ｙの値が０＜ｘ≦０．
４ ０＜ｙ≦０．０５ ｙ≦ｘの組成領域を持つカルシ
ウムドープランタンクロマイトが考えられた（特開平４
−１１９９２４号公報参照）。
【０００８】しかし乍、上記組成領域を持つカルシウム
ドープランタンクロマイト粉末は、上記公報にも記載さ
れているようにその焼結条件のため電極と共焼結するこ
とができない。
ドープランタンクロマイト粉末は、上記公報にも記載さ
れているようにその焼結条件のため電極と共焼結するこ
とができない。
【０００９】そこで、上記公報では前記組成領域を持つ
カルシウムドープランタンクロマイト原料を４００℃以
下の温度で脱脂し、昇温速度３００℃／時間以上の速度
で９００〜１１００℃前後の温度に急速に昇温し、その
温度で５時間以上で反応させて得るカルシウムドープラ
ンタンクロマイト粉体の使用が提案されている。
カルシウムドープランタンクロマイト原料を４００℃以
下の温度で脱脂し、昇温速度３００℃／時間以上の速度
で９００〜１１００℃前後の温度に急速に昇温し、その
温度で５時間以上で反応させて得るカルシウムドープラ
ンタンクロマイト粉体の使用が提案されている。
【００１０】ところが、斯るカルシウムドープランタン
クロマイト粉体は、発明者が平成３年度化学技術研究発
表会（１９９１年１１月２９日、於て：石垣記念ホー
ル）で発表しているように、発明者等のその後の研究に
より電極との共焼結ができないことが判明し、本願発明
者等も実験によりそれを確認した。
クロマイト粉体は、発明者が平成３年度化学技術研究発
表会（１９９１年１１月２９日、於て：石垣記念ホー
ル）で発表しているように、発明者等のその後の研究に
より電極との共焼結ができないことが判明し、本願発明
者等も実験によりそれを確認した。
【００１１】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、その目的とする処は、燃料電極との共焼結が可
能で、しかも緻密性に優れ、電子伝導性も高く、酸化還
元雰囲気における化学的安定性にも優れるインターコネ
クターを製造することができるインターコネクター材料
及びそのインターコネクター材料の合成方法を提供する
ことを目的とする。また、本発明は、円筒型固体電解質
燃料電池の電極（燃料極）に緻密性に優れ、電子伝導性
も高く、酸化還元雰囲気における化学的安定性にも優れ
るインターコネクター膜を、安価な製造コストで形成す
る方法を提供することをも目的とする。
もので、その目的とする処は、燃料電極との共焼結が可
能で、しかも緻密性に優れ、電子伝導性も高く、酸化還
元雰囲気における化学的安定性にも優れるインターコネ
クターを製造することができるインターコネクター材料
及びそのインターコネクター材料の合成方法を提供する
ことを目的とする。また、本発明は、円筒型固体電解質
燃料電池の電極（燃料極）に緻密性に優れ、電子伝導性
も高く、酸化還元雰囲気における化学的安定性にも優れ
るインターコネクター膜を、安価な製造コストで形成す
る方法を提供することをも目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために本発明の固体電解質燃料電池のインターコネ
クター材料は、Ｌａ・Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、そのモ
ル比がＬａ：Ｃａ：Ｃｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋ｙ）
で、かつ０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５の組成領域をもつカルシウムドープラ
ンタンクロマイトからなる。
するために本発明の固体電解質燃料電池のインターコネ
クター材料は、Ｌａ・Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、そのモ
ル比がＬａ：Ｃａ：Ｃｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋ｙ）
で、かつ０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５の組成領域をもつカルシウムドープラ
ンタンクロマイトからなる。
【００１３】また、本発明のインターコネクター材料の
合成方法はＬａ・Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、この原料を
モル比がＬａ：Ｃａ：Ｃｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋
ｙ）で、かつ０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５を満足
するように混合し、クエン酸塩法によって合成するもの
である。
合成方法はＬａ・Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、この原料を
モル比がＬａ：Ｃａ：Ｃｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋
ｙ）で、かつ０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５を満足
するように混合し、クエン酸塩法によって合成するもの
である。
【００１４】更に、本発明の固体電解質燃料電池の電極
にインターコネクターを成形する方法では、上記組成領
域のカルシウムドープランタンクロマイト粉体を水やエ
タノール等の溶媒に懸濁くさせてスラリーとし、予めチ
ューブ状に成形して仮焼した多孔質燃料支持管にディッ
ピングにより付着した後、共焼結するものである。
にインターコネクターを成形する方法では、上記組成領
域のカルシウムドープランタンクロマイト粉体を水やエ
タノール等の溶媒に懸濁くさせてスラリーとし、予めチ
ューブ状に成形して仮焼した多孔質燃料支持管にディッ
ピングにより付着した後、共焼結するものである。
【００１５】以下本発明を詳細に説明する。本発明の固
体電解質燃料電池のインターコネクター材料はカルシウ
ムドープランタンクロマイト粉体であり、Ｌａ・Ｃａ・
Ｃｒを主原料とし、この原料のモル比はＬａ：Ｃａ：Ｃ
ｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋ｙ）であり、しかもｘ，ｙ
の値が０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５を満足するも
のである。
体電解質燃料電池のインターコネクター材料はカルシウ
ムドープランタンクロマイト粉体であり、Ｌａ・Ｃａ・
Ｃｒを主原料とし、この原料のモル比はＬａ：Ｃａ：Ｃ
ｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋ｙ）であり、しかもｘ，ｙ
の値が０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５を満足するも
のである。
【００１６】原料が以上のような組成領域を持つ本発明
のカルシウムドープランタンクロマイト粉体は、上記原
料からクエン酸塩法を用いて合成される。この合成方法
について説明すると、先ず、Ｌａ・Ｃａ・Ｃｒを上記組
成領域を満足するように秤量し脱イオン水に溶かし、更
に過剰のクエン酸粉末を加えてよく攪拌する。
のカルシウムドープランタンクロマイト粉体は、上記原
料からクエン酸塩法を用いて合成される。この合成方法
について説明すると、先ず、Ｌａ・Ｃａ・Ｃｒを上記組
成領域を満足するように秤量し脱イオン水に溶かし、更
に過剰のクエン酸粉末を加えてよく攪拌する。
【００１７】次に、有機溶剤としてエチレングリコール
を加え、９０℃に加熱しながら攪拌して２〜３時間反応
させ、更に上記エチレングリコールと水を適当な時間で
蒸発させランタンクロマイトを乾固させるために適当な
温度、例えば２００〜３００℃で加熱して塊状の生成物
を得る。
を加え、９０℃に加熱しながら攪拌して２〜３時間反応
させ、更に上記エチレングリコールと水を適当な時間で
蒸発させランタンクロマイトを乾固させるために適当な
温度、例えば２００〜３００℃で加熱して塊状の生成物
を得る。
【００１８】この生成物を粉砕後、１０００〜１３００
℃に急速に昇温し、この温度で１〜５時間保持分解する
と本発明の前記カルシウムドープランタンクロマイト粉
体が得られる。この工程における上記急速な昇温は中間
生成物の生成を防止する。
℃に急速に昇温し、この温度で１〜５時間保持分解する
と本発明の前記カルシウムドープランタンクロマイト粉
体が得られる。この工程における上記急速な昇温は中間
生成物の生成を防止する。
【００１９】この粉末を用いることで、多孔質燃料極支
持管に緻密なインターコネクターを成膜することができ
る。このインターコネクターの成膜には、先ず、前記の
ようにして得られたカルシウムドープランタンクロマイ
ト粉体を乳鉢で平均粒径数ミクロン以下に粉砕後、水や
エターノール等の溶媒を用いて１０〜５０重量部のラン
タンクロマイトスラリーを調整する。この際、分散剤を
加えて超音波処理し、上記粉体の均一な分散を図る。
持管に緻密なインターコネクターを成膜することができ
る。このインターコネクターの成膜には、先ず、前記の
ようにして得られたカルシウムドープランタンクロマイ
ト粉体を乳鉢で平均粒径数ミクロン以下に粉砕後、水や
エターノール等の溶媒を用いて１０〜５０重量部のラン
タンクロマイトスラリーを調整する。この際、分散剤を
加えて超音波処理し、上記粉体の均一な分散を図る。
【００２０】このスラリーをニッケルジルコニアサーメ
ット材料でチューブ状に成形して予め１３００℃で仮焼
した多孔質燃料極支持管周面の所定箇所にディッピング
により付着させ、１４００〜１５５０℃で燃料極支持管
と共に焼成する。
ット材料でチューブ状に成形して予め１３００℃で仮焼
した多孔質燃料極支持管周面の所定箇所にディッピング
により付着させ、１４００〜１５５０℃で燃料極支持管
と共に焼成する。
【００２１】このとき、Ｌａ・Ｃａ・Ｃｒの混合比を前
述の所定値として、クエン酸塩法による熱分解で得られ
た本発明のカルシウムドープランタンクロマイト粉体
は、多孔質燃料極支持管に悪影響を与える恐れのない１
４００〜１５５０℃の焼成温度で多孔質燃料極支持管の
表面に緻密な焼結体が作られる。
述の所定値として、クエン酸塩法による熱分解で得られ
た本発明のカルシウムドープランタンクロマイト粉体
は、多孔質燃料極支持管に悪影響を与える恐れのない１
４００〜１５５０℃の焼成温度で多孔質燃料極支持管の
表面に緻密な焼結体が作られる。
【００２２】上記ディッピングによるカルシウムドープ
ランタンクロマイトの燃料極支持管への付着は一度に所
用の厚みを得るのではなく１回のディッピングでは可能
な限り薄い膜にし、ランタンクロマイトスラリーに燃料
極支持管を数秒浸すデッピングと乾燥を２〜１０回繰り
返した後、１２００〜１４００℃で１〜５時間焼成す
る。
ランタンクロマイトの燃料極支持管への付着は一度に所
用の厚みを得るのではなく１回のディッピングでは可能
な限り薄い膜にし、ランタンクロマイトスラリーに燃料
極支持管を数秒浸すデッピングと乾燥を２〜１０回繰り
返した後、１２００〜１４００℃で１〜５時間焼成す
る。
【００２３】そして、その後更にディッピングを２〜１
０回繰り返し、１５５０℃で１〜５時間焼成する。
０回繰り返し、１５５０℃で１〜５時間焼成する。
【００２４】上記の様にディッピングを何回も繰り返し
たり、焼成を二度に別けて行うのは、一度に厚い膜を成
膜しようとすると焼成時にクラックが生じ易いためであ
り、ディッピングを数多く繰り返すことにより、クラッ
クやピンホールの発生を防止することが可能になり、イ
ンターコネクターの緻密化に役立つ。
たり、焼成を二度に別けて行うのは、一度に厚い膜を成
膜しようとすると焼成時にクラックが生じ易いためであ
り、ディッピングを数多く繰り返すことにより、クラッ
クやピンホールの発生を防止することが可能になり、イ
ンターコネクターの緻密化に役立つ。
【００２５】更に、最初の焼成を１２００〜１４００℃
で行うことにより、ランタンクロマイト膜にある程度吸
水性が残り、それ以後のディッピング作業でランタンク
ロマイトの付着を助け、垂れ防止が図られる。この結
果、厚さ数十ミクロンの緻密なランタンクロマイト膜を
多孔質燃料極支持管表面に形成させることができる。
で行うことにより、ランタンクロマイト膜にある程度吸
水性が残り、それ以後のディッピング作業でランタンク
ロマイトの付着を助け、垂れ防止が図られる。この結
果、厚さ数十ミクロンの緻密なランタンクロマイト膜を
多孔質燃料極支持管表面に形成させることができる。
【００２６】尚、上記デッピングに際しては、燃料極支
持管のインターコネクターを成膜しようとする部分を図
３に符号ａで示すように周面から突出する形状に形成し
ておくことにより、この部分だけをランタンクロマイト
スラリーに浸す作業を行い易すくすることができる。
持管のインターコネクターを成膜しようとする部分を図
３に符号ａで示すように周面から突出する形状に形成し
ておくことにより、この部分だけをランタンクロマイト
スラリーに浸す作業を行い易すくすることができる。
【００２７】
【効果】以上説明したように、本発明のカルシウムドー
プランタンクロマイト粉体を用いることにより、多孔質
燃料支持管に悪影響を与えることなく、化学的安定性、
電子伝導性に優れた緻密なインターコネクターを焼成法
により形成することができる。しかも、このインターコ
ネクターの成膜を、高価な設備を必要とせず、原料の歩
留まりがよいスラリーディッピング法で行ったことによ
りＳＯＦＣの製造コストを大幅に下げることができる。
プランタンクロマイト粉体を用いることにより、多孔質
燃料支持管に悪影響を与えることなく、化学的安定性、
電子伝導性に優れた緻密なインターコネクターを焼成法
により形成することができる。しかも、このインターコ
ネクターの成膜を、高価な設備を必要とせず、原料の歩
留まりがよいスラリーディッピング法で行ったことによ
りＳＯＦＣの製造コストを大幅に下げることができる。
【００２８】（実施例） （ランタンクロマイト粉末の合成実施例） （実施例１） １．Ｌａ（ＮＯ3 ）3 ６Ｈ2 Ｏ、Ｃａ（ＮＯ3 ）2 ４Ｈ
2 Ｏ、Ｃｒ（ＮＯ3 ）溶液を夫々０．７モル、０．３モ
ル、１．０２モルを秤量し、２．５リットルの水に溶か
した。 ２．更に２モルのクエン酸（Ｈ3 Ｃ6 Ｈ5 Ｏ7 ・Ｈ
2 Ｏ）粉末を加えてよく攪拌した。 ３．有機溶媒として４モルのエチレングリコール（ＨＯ
ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨ、沸点１９７℃）を加え、９０℃に加
熱しながら攪拌し３時間反応させた。 ４．更に数百度で加熱してエチレンと水を蒸発させ塊状
の生成物を得た。 ５．粉砕後、１２００℃（昇温速度１０℃／分）で１時
間加熱分解してランタンクロマイト粉末を得た。
2 Ｏ、Ｃｒ（ＮＯ3 ）溶液を夫々０．７モル、０．３モ
ル、１．０２モルを秤量し、２．５リットルの水に溶か
した。 ２．更に２モルのクエン酸（Ｈ3 Ｃ6 Ｈ5 Ｏ7 ・Ｈ
2 Ｏ）粉末を加えてよく攪拌した。 ３．有機溶媒として４モルのエチレングリコール（ＨＯ
ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨ、沸点１９７℃）を加え、９０℃に加
熱しながら攪拌し３時間反応させた。 ４．更に数百度で加熱してエチレンと水を蒸発させ塊状
の生成物を得た。 ５．粉砕後、１２００℃（昇温速度１０℃／分）で１時
間加熱分解してランタンクロマイト粉末を得た。
【００２９】（実施例２） １．Ｌａ（ＮＯ3 ）3 ６Ｈ2 Ｏ、Ｃａ（ＮＯ3 ）2 ４Ｈ
2 Ｏ、Ｃｒ（ＮＯ3 ）溶液を夫々０．９モル、０．１モ
ル、１．０２モルを秤量し、２．５リットルの水に溶か
し、以下実施例１の工程２以下と同じ操作をした。
2 Ｏ、Ｃｒ（ＮＯ3 ）溶液を夫々０．９モル、０．１モ
ル、１．０２モルを秤量し、２．５リットルの水に溶か
し、以下実施例１の工程２以下と同じ操作をした。
【００３０】（実施例３） １．Ｌａ（ＮＯ3 ）3 ６Ｈ2 Ｏ、Ｃａ（ＮＯ3 ）2 ４Ｈ
2 Ｏ、Ｃｒ（ＮＯ3 ）溶液を夫々０．６モル、０．４モ
ル、１．０４モルを秤量し、２．５リットルの水に溶か
し、以下実施例１の工程２以下と同じ操作をした。
2 Ｏ、Ｃｒ（ＮＯ3 ）溶液を夫々０．６モル、０．４モ
ル、１．０４モルを秤量し、２．５リットルの水に溶か
し、以下実施例１の工程２以下と同じ操作をした。
【００３１】（ランタンクロマイトの成膜実施例） （実施例１） １．上記合成実施例１で得られたランタンクロマイト粉
末を乳鉢で平均粒径２ミクロンに粉砕し、このランタン
クロマイト粉末４０重量％、エタノール１００重量％、
分散剤１．０重量％を混合して超音波処理し、ランタン
クロマイトスラリーを調整した。 ２．予め１３００℃で仮焼成した多孔質燃料極支持管を
上記スラリーに１秒間浸した後、室温で乾燥させた。こ
の操作を１０回繰り返した後１４００℃で１時間焼成し
た。 ３．更にランタンクロマイトスラリーに燃料極支持管を
１秒間、５回浸し、１５５０℃で５時間焼成して３０ミ
クロンのランタンクロマイト膜を成膜した。
末を乳鉢で平均粒径２ミクロンに粉砕し、このランタン
クロマイト粉末４０重量％、エタノール１００重量％、
分散剤１．０重量％を混合して超音波処理し、ランタン
クロマイトスラリーを調整した。 ２．予め１３００℃で仮焼成した多孔質燃料極支持管を
上記スラリーに１秒間浸した後、室温で乾燥させた。こ
の操作を１０回繰り返した後１４００℃で１時間焼成し
た。 ３．更にランタンクロマイトスラリーに燃料極支持管を
１秒間、５回浸し、１５５０℃で５時間焼成して３０ミ
クロンのランタンクロマイト膜を成膜した。
【００３２】（実施例２）上記合成実施例２で得られた
ランタンクロマイト粉末を用いて成膜実施例１と同じ操
作をした。
ランタンクロマイト粉末を用いて成膜実施例１と同じ操
作をした。
【００３３】（実施例３）上記合成実施例３で得られた
ランタンクロマイト粉末を用いて成膜実施例１と同じ操
作をした。
ランタンクロマイト粉末を用いて成膜実施例１と同じ操
作をした。
【００３４】（気密実験）上記ランタンクロマイトの成
膜実施例１、２、３で周面にランタンクロマイトを成膜
した多孔質燃料支持管に窒素ガスを流してその漏洩の有
無を調べた。その結果、いずれの多孔質燃料支持管もガ
ス圧１．２kgでもガスの漏洩は見られなかった。即ち、
多孔質燃料支持管の表面にランタンクロマイトの緻密な
膜が形成されているのが証明できた。
膜実施例１、２、３で周面にランタンクロマイトを成膜
した多孔質燃料支持管に窒素ガスを流してその漏洩の有
無を調べた。その結果、いずれの多孔質燃料支持管もガ
ス圧１．２kgでもガスの漏洩は見られなかった。即ち、
多孔質燃料支持管の表面にランタンクロマイトの緻密な
膜が形成されているのが証明できた。
【図１】本発明カルシウムドープランタンクロマイト粉
体の合成方法の一実施例を示す工程説明図。
体の合成方法の一実施例を示す工程説明図。
【図２】円筒型固体電解質燃料電池の多孔質燃料支持管
にカルシウムドープランタンクロマイトを成膜する方法
の一実施例を示す工程説明図。
にカルシウムドープランタンクロマイトを成膜する方法
の一実施例を示す工程説明図。
【図３】円筒型固体電解質燃料電池のチューブセルの一
実施例を示す斜視図。
実施例を示す斜視図。
１：多孔質燃料極支持管 ２：インターコネクタ
ー
ー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邊 一行 長崎県東彼杆郡東彼杆町三根郷1408−１ 株式会社陶通研究所内 (72)発明者 梶原 秀志 長崎県東彼杆郡東彼杆町三根郷1408−１ 株式会社陶通研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】Ｌａ・Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、そのモル
比がＬａ：Ｃａ：Ｃｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋ｙ）
で、かつ０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５の組成領域をもつカルシュームドー
プ．ランタンクロマイトであることを特徴とする固体電
解質燃料電池のインターコネクター材料。 - 【請求項２】Ｌａ・Ｃａ・Ｃｒを主原料とし、この原料
をモル比がＬａ：Ｃａ：Ｃｒ＝（１−ｘ）：ｘ：（１＋
ｙ）で、かつ０＜ｘ≦０．４ ０＜ｙ≦０．０５を満足するように混合し、クエン酸塩
法によって合成することを特徴とする固体電解質燃料電
池のインターコネクター材料の合成方法。 - 【請求項３】請求項１記載の材料のスラリーをチューブ
状に形成して仮焼成した燃料極支持管にディッピングに
より付着して共焼結し、燃料極に緻密なインターコネク
ターを成膜することを特徴とする円筒型固体電解質燃料
電池の燃料極にインターコネクターを形成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290174A JPH06135721A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 固体電解質燃料電池のインターコネクター材料及びその合成方法並びに上記材料を用いて円筒型固体電解質燃料電池の燃料極ににインターコネクターを形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290174A JPH06135721A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 固体電解質燃料電池のインターコネクター材料及びその合成方法並びに上記材料を用いて円筒型固体電解質燃料電池の燃料極ににインターコネクターを形成する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06135721A true JPH06135721A (ja) | 1994-05-17 |
Family
ID=17752711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4290174A Pending JPH06135721A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 固体電解質燃料電池のインターコネクター材料及びその合成方法並びに上記材料を用いて円筒型固体電解質燃料電池の燃料極ににインターコネクターを形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06135721A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001302246A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-10-31 | Murata Mfg Co Ltd | セラミックの製造方法およびセラミック |
| JP2003522384A (ja) * | 2000-02-04 | 2003-07-22 | シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド | アノードに支持された電解質を含むアセンブリの製造方法およびそのようなアセンブリを備えるセラミック電池 |
| DE4422624B4 (de) * | 1994-06-28 | 2009-07-09 | Siemens Ag | Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf einen metallischen chromhaltigen Körper |
| WO2011154516A1 (fr) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede de fabrication de cellules electrochimiques elementaires pour systemes electrochimiques producteurs d'energie ou d'hydrogene, notamment du type sofc et eht |
| GB2498055A (en) * | 2011-11-30 | 2013-07-03 | Bosch Gmbh Robert | Tubular fuel cell |
| US9463489B2 (en) | 2010-10-25 | 2016-10-11 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Process for coating a part with an oxidation-protective coating |
| US9493873B2 (en) | 2011-11-25 | 2016-11-15 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for preparing a coating for protecting a part against oxidation |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP4290174A patent/JPH06135721A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4422624B4 (de) * | 1994-06-28 | 2009-07-09 | Siemens Ag | Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf einen metallischen chromhaltigen Körper |
| JP2003522384A (ja) * | 2000-02-04 | 2003-07-22 | シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド | アノードに支持された電解質を含むアセンブリの製造方法およびそのようなアセンブリを備えるセラミック電池 |
| JP2001302246A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-10-31 | Murata Mfg Co Ltd | セラミックの製造方法およびセラミック |
| WO2011154516A1 (fr) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede de fabrication de cellules electrochimiques elementaires pour systemes electrochimiques producteurs d'energie ou d'hydrogene, notamment du type sofc et eht |
| FR2961350A1 (fr) * | 2010-06-11 | 2011-12-16 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication de cellules electrochimiques elementaires pour systemes electrochimiques producteurs d'energie ou d'hydrogene, notamment du type sofc et eht |
| US9065104B2 (en) | 2010-06-11 | 2015-06-23 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Process for manufacturing elementary electrochemical cells for energy- or hydrogen-producing electrochemical systems, in particular of SOFC and HTE type |
| US9463489B2 (en) | 2010-10-25 | 2016-10-11 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Process for coating a part with an oxidation-protective coating |
| US9493873B2 (en) | 2011-11-25 | 2016-11-15 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for preparing a coating for protecting a part against oxidation |
| GB2498055A (en) * | 2011-11-30 | 2013-07-03 | Bosch Gmbh Robert | Tubular fuel cell |
| GB2498055B (en) * | 2011-11-30 | 2018-03-07 | Bosch Gmbh Robert | Fuel cell system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5342703A (en) | Solid electrolyte type fuel cell and method for producing the same | |
| CN110429288B (zh) | 一种b位缺陷的质子导体燃料电池阴极材料、电解质及其制备方法 | |
| CN111477881B (zh) | 一种NiFe合金纳米颗粒包覆Pr0.8Sr1.2(FeNi)O4-δ材料及其制法 | |
| JP2719049B2 (ja) | ランタンクロマイト膜の製造方法及び固体電解質型燃料電池用インターコネクターの製造方法 | |
| Zhao et al. | Layered perovskite PrBa0. 5Sr0. 5Co2O5+ δ as high performance cathode for solid oxide fuel cells using oxide proton-conducting electrolyte | |
| JPH0693404A (ja) | ランタンクロマイト膜の製造方法およびランタンクロマイト膜 | |
| CN113149092B (zh) | 一种b位掺杂的质子导体燃料电池的电解质材料、制备方法以及直接氨燃料电池中的应用 | |
| Peña-Martínez et al. | SOFC test using Ba0. 5Sr0. 5Co0. 8Fe0. 2O3− δ as cathode on La0. 9Sr0. 1Ga0. 8Mg0. 2O2. 85 electrolyte | |
| US20060280864A1 (en) | Method for electrode deposition for solid oxide fuel cells | |
| JP2008010411A (ja) | 電気化学セル用電解質膜およびその製造方法 | |
| US5227258A (en) | Fuel electrodes for solid oxide fuel cells and production thereof | |
| JPH06135721A (ja) | 固体電解質燃料電池のインターコネクター材料及びその合成方法並びに上記材料を用いて円筒型固体電解質燃料電池の燃料極ににインターコネクターを形成する方法 | |
| JP2955491B2 (ja) | 溶融炭酸塩燃料電池用アノードの製造方法 | |
| Lim et al. | Ceramic nanocomposites for solid oxide fuel cells | |
| CN116082028B (zh) | 一种质子陶瓷燃料电池阳极材料、制备方法以及在直接氨燃料电池中的用途 | |
| JP7231431B2 (ja) | 電気化学セル | |
| CN111883789A (zh) | 一种固体氧化物燃料电池的电极材料及其制备方法与应用 | |
| CN115241471A (zh) | 一种固体氧化物燃料电池阴极材料及其制法与应用 | |
| JP3117781B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池用電極材料の作製方法 | |
| CN113488665A (zh) | 一种可逆固体氧化物电池空气电极材料及制备方法和应用 | |
| JP2003331874A (ja) | 固体酸化物形燃料電池用インターコネクタおよびその形成方法 | |
| JPH06136583A (ja) | 固体電解質型電解セル | |
| Yang et al. | Fabrication and performance of ceramic anode-supported solid oxide fuel cells | |
| US20230420691A1 (en) | Method of manufacturing nanolayered cathodes for solid oxide fuel cell using ultrasonic spray infiltration and solid oxide fuel cell manufactured using same | |
| KR101257431B1 (ko) | 막-전극 어셈블리, 이의 제조 방법 및 상기 막-전극 어셈블리를 포함하는 스택 및 고체 산화물 연료전지 |