JPH06223848A - 固体電解質燃料電池 - Google Patents
固体電解質燃料電池Info
- Publication number
- JPH06223848A JPH06223848A JP5326734A JP32673493A JPH06223848A JP H06223848 A JPH06223848 A JP H06223848A JP 5326734 A JP5326734 A JP 5326734A JP 32673493 A JP32673493 A JP 32673493A JP H06223848 A JPH06223848 A JP H06223848A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- fuel cell
- sheet
- ceramic
- substructure
- 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.)
- Granted
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
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
- H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
- H01M8/2435—High-temperature cells with solid electrolytes with monolithic core structure, e.g. honeycombs
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マルチ電池またはハニカム燃料電池構造に適
した改良燃料電池構造物を提供する。 【構成】 燃料電池構造40は、柔軟電解質シート42に基
づく第１の下部構造物を含み、このシートはその上面に
結合した正極グリッド45を含む正極層44および、その底
面に結合した負極グリッド47を含む負極層46を有する。
この負極層46の底面には、波型シート50を挟んで同様に
構成した第２の下部構造物が負極側を上にして結合せし
められている。同様に、第３の下部構造物は波型シート
50ａを挟んで第２の下部構造物の底面に、正極側を上に
して結合せしめられている。波型シート50および50ａは
薄い柔軟セラミックからなり、構造的に柔軟性を有する
電解質下部構造物の構成物として用いられるので、燃料
電池構造40は、物理特性、熱特性および電気特性が改良
される。
した改良燃料電池構造物を提供する。 【構成】 燃料電池構造40は、柔軟電解質シート42に基
づく第１の下部構造物を含み、このシートはその上面に
結合した正極グリッド45を含む正極層44および、その底
面に結合した負極グリッド47を含む負極層46を有する。
この負極層46の底面には、波型シート50を挟んで同様に
構成した第２の下部構造物が負極側を上にして結合せし
められている。同様に、第３の下部構造物は波型シート
50ａを挟んで第２の下部構造物の底面に、正極側を上に
して結合せしめられている。波型シート50および50ａは
薄い柔軟セラミックからなり、構造的に柔軟性を有する
電解質下部構造物の構成物として用いられるので、燃料
電池構造40は、物理特性、熱特性および電気特性が改良
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質または固体酸
化物燃料電池として知られた種類の燃料電池に関し、さ
らに詳しくは改良材料とそれらを製造する方法に関する
ものである。
化物燃料電池として知られた種類の燃料電池に関し、さ
らに詳しくは改良材料とそれらを製造する方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池と酸素ポンプのための固体電解
質の使用が、長年に亘り多くの研究の主題となってき
た。固体酸化物燃料電池の典型的な基本構成物は、多孔
性伝導金属、サーメット、またはセラミックの電極の間
に挟まれた濃密酸素イオン伝導電解質からなる。電流
は、そのような電池中において、負極からの、電解質を
通じて伝導した酸素イオンと反応する水素のような燃料
の、正極での酸化により生じる。
質の使用が、長年に亘り多くの研究の主題となってき
た。固体酸化物燃料電池の典型的な基本構成物は、多孔
性伝導金属、サーメット、またはセラミックの電極の間
に挟まれた濃密酸素イオン伝導電解質からなる。電流
は、そのような電池中において、負極からの、電解質を
通じて伝導した酸素イオンと反応する水素のような燃料
の、正極での酸化により生じる。
【０００３】実際の電力生成装置は典型的に、導電セラ
ミック、サーメットまたは金属連結材料と直列または並
列に接続した配置のような多重燃料電池からなる。現
在、そのような装置の材料の選択には、電解質のための
イットリア−（Ｙ2 Ｏ3 ）安定化ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ2 ）、正極材料としてのニッケル−ＺｒＯ2 サーメッ
ト、負極のためのストロンチウム−添加（ｄｏｐｅｄ）
亜マンガン酸ランタン（ＬａＭｎＯ3 ）、および電池連
結材料として機能する導電層としてのストロンチウム−
添加ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ3 ）がある。十分
な温度においては（例えば、800 ℃以上）、ジルコニア
電解質は、良好なイオン伝導率を示すが、低い導電率を
示し得る。
ミック、サーメットまたは金属連結材料と直列または並
列に接続した配置のような多重燃料電池からなる。現
在、そのような装置の材料の選択には、電解質のための
イットリア−（Ｙ2 Ｏ3 ）安定化ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ2 ）、正極材料としてのニッケル−ＺｒＯ2 サーメッ
ト、負極のためのストロンチウム−添加（ｄｏｐｅｄ）
亜マンガン酸ランタン（ＬａＭｎＯ3 ）、および電池連
結材料として機能する導電層としてのストロンチウム−
添加ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ3 ）がある。十分
な温度においては（例えば、800 ℃以上）、ジルコニア
電解質は、良好なイオン伝導率を示すが、低い導電率を
示し得る。
【０００４】例えば、支持管状デザイン、セグメント電
池連続デザイン、単体デザインおよび平板デザインを含
む固体酸化物燃料電池のいくつかの異なったデザインが
開発されてきた。これらのデザインの全てが文献に記載
されており、最近では、Ｎ．Ｑ．ミンの「高温燃料電池
パート２：固体酸化物電池」、ケムテック、1991年２
月、120 −126 頁に１つが記載されている。
池連続デザイン、単体デザインおよび平板デザインを含
む固体酸化物燃料電池のいくつかの異なったデザインが
開発されてきた。これらのデザインの全てが文献に記載
されており、最近では、Ｎ．Ｑ．ミンの「高温燃料電池
パート２：固体酸化物電池」、ケムテック、1991年２
月、120 −126 頁に１つが記載されている。
【０００５】管状デザインは、電極および電解質層で外
側が被覆された閉塞端多孔性ジルコニア管からなる。こ
のデザインの性能は、多孔性管を通じて酸化体を拡散せ
しめる必要によりいくぶん制限される。セグメント電池
連続デザインは、管支持および自己支持変形からなり、
管支持デザインは、支持管を通じて燃料ガスを拡散せし
める必要により、性能がいくぶん制限される。電池連続
デザインの自己支持変形は、連続で積重せしめられ自己
支持管構造を提供する電極／電解質層複合体からなる。
しかしながら、この手法は、再度燃料電池性能を制限し
得る比較的厚い層（典型的に少なくとも100 ミクロン）
を必要とする。
側が被覆された閉塞端多孔性ジルコニア管からなる。こ
のデザインの性能は、多孔性管を通じて酸化体を拡散せ
しめる必要によりいくぶん制限される。セグメント電池
連続デザインは、管支持および自己支持変形からなり、
管支持デザインは、支持管を通じて燃料ガスを拡散せし
める必要により、性能がいくぶん制限される。電池連続
デザインの自己支持変形は、連続で積重せしめられ自己
支持管構造を提供する電極／電解質層複合体からなる。
しかしながら、この手法は、再度燃料電池性能を制限し
得る比較的厚い層（典型的に少なくとも100 ミクロン）
を必要とする。
【０００６】平板デザインは、管状電池形状よりもいく
ぶん高い電力密度を提供し、この種類のデザインは、予
備焼結電解質シートの使用により代表される。平板デザ
インの第１の亜類において、電解質シートは反対側が正
極および負極層で被覆され、その被覆は、蒸着、スラリ
ー被覆、またはプラズマ溶射のような従来の手段により
行なわれる。このように提供された電極被覆は一般的に
極めて厚く、典型的なプラズマ溶射正極の厚さは、例え
ば、約500 から1000ミクロンである。
ぶん高い電力密度を提供し、この種類のデザインは、予
備焼結電解質シートの使用により代表される。平板デザ
インの第１の亜類において、電解質シートは反対側が正
極および負極層で被覆され、その被覆は、蒸着、スラリ
ー被覆、またはプラズマ溶射のような従来の手段により
行なわれる。このように提供された電極被覆は一般的に
極めて厚く、典型的なプラズマ溶射正極の厚さは、例え
ば、約500 から1000ミクロンである。
【０００７】最終電池構造を形成するために、このよう
にして提供した厚い被覆電極／電解質シートを、典型的
にストロンチウム添加ランタンクロマイト（Ｓｒx Ｌａ
(1-x) ＣｒＯ3 またはＳｒx ＬａＣｒ(1-x) Ｏ3 、ここ
でｘ＝0.1 から0.2 ）の導電二極板を用いてしっかり
と、積重せしめる。これらの板により、酸化体ガスと燃
料をマニホールド（ｍａｎｉｆｏｌｄ）せしめる。さら
に、それらの板は、電極表面からの電流の集積器（電流
集積器）として、および正極層と負極層との間の電流担
持導管（電池連結）として機能する。これらの二極板は
また極めて厚いので（典型的に厚さが３から４ｍｍ）、
生成した平板燃料電池構造物は実質的に堅く非コンプラ
イアント（ｎｏｎ−ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）である。
にして提供した厚い被覆電極／電解質シートを、典型的
にストロンチウム添加ランタンクロマイト（Ｓｒx Ｌａ
(1-x) ＣｒＯ3 またはＳｒx ＬａＣｒ(1-x) Ｏ3 、ここ
でｘ＝0.1 から0.2 ）の導電二極板を用いてしっかり
と、積重せしめる。これらの板により、酸化体ガスと燃
料をマニホールド（ｍａｎｉｆｏｌｄ）せしめる。さら
に、それらの板は、電極表面からの電流の集積器（電流
集積器）として、および正極層と負極層との間の電流担
持導管（電池連結）として機能する。これらの二極板は
また極めて厚いので（典型的に厚さが３から４ｍｍ）、
生成した平板燃料電池構造物は実質的に堅く非コンプラ
イアント（ｎｏｎ−ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）である。
【０００８】平板デザインの第２の亜類において、電解
質シートは、正極、負極、および導電連結材料の多孔性
板の間に積重されている。各積重体は、様々な構成物間
に良好な電気接触を確保するためにしっかりと保持され
ている。マニホールドは、二極板によってではなく、そ
の構造を通じて延びるガス配送管により提供される。他
の平板デザインがそうであるように、このデザインには
適切に機能するように堅い構成物が必要である。
質シートは、正極、負極、および導電連結材料の多孔性
板の間に積重されている。各積重体は、様々な構成物間
に良好な電気接触を確保するためにしっかりと保持され
ている。マニホールドは、二極板によってではなく、そ
の構造を通じて延びるガス配送管により提供される。他
の平板デザインがそうであるように、このデザインには
適切に機能するように堅い構成物が必要である。
【０００９】単体デザインは特徴的に、多重電池または
「ハニカム」タイプの構造を有し、このデザインは、高
電池密度と高酸素伝導性の利点を示す。その電池は、様
々な電極、伝導性連結、および電解質層を含む波型シー
トと平シートの組合せにより規定され、典型的な電池の
空間は１−２ｍｍであり、電解質の厚さは25−100 ミク
ロンである。容積に対して大きな表面積の比率に加え、
単体デザインの主な利点は、使用する小さな電池サイズ
と薄い電池構成物による、内部電気抵抗からの低減した
電圧損失である。
「ハニカム」タイプの構造を有し、このデザインは、高
電池密度と高酸素伝導性の利点を示す。その電池は、様
々な電極、伝導性連結、および電解質層を含む波型シー
トと平シートの組合せにより規定され、典型的な電池の
空間は１−２ｍｍであり、電解質の厚さは25−100 ミク
ロンである。容積に対して大きな表面積の比率に加え、
単体デザインの主な利点は、使用する小さな電池サイズ
と薄い電池構成物による、内部電気抵抗からの低減した
電圧損失である。
【００１０】現在では、単体固体酸化物燃料電池は、電
池の様々なシート成分をテープキャストまたはカレンダ
ーロールし、生ボディとしての完全な電池を形成し、生
成した生構造を単一のまたは単体アッセンブリに共焼成
することにより作られる。電解質、電極、および連結材
料は、均質な団結を達成し、焼成中のひび割れのような
構造的欠陥を避けるために、一致した焼成温度および類
似の熱膨脹係数を有さなければならないので、この製造
のいわゆる「共焼成」方法は、電池デザインと製造方法
の両者に著しい束縛を与える。
池の様々なシート成分をテープキャストまたはカレンダ
ーロールし、生ボディとしての完全な電池を形成し、生
成した生構造を単一のまたは単体アッセンブリに共焼成
することにより作られる。電解質、電極、および連結材
料は、均質な団結を達成し、焼成中のひび割れのような
構造的欠陥を避けるために、一致した焼成温度および類
似の熱膨脹係数を有さなければならないので、この製造
のいわゆる「共焼成」方法は、電池デザインと製造方法
の両者に著しい束縛を与える。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
上述した燃料電池デザインのいずれの製造にも適する
が、特に単体燃料電池の構造に似たマルチ電池または
「ハニカム」燃料電池構造に適した改良燃料電池構造物
を提供することにある。この構造により、物理特性、熱
特性および電気特性の改良された電池を提供することが
できるとともに、燃料電池製造の多くの困難を避けるこ
とができる。
上述した燃料電池デザインのいずれの製造にも適する
が、特に単体燃料電池の構造に似たマルチ電池または
「ハニカム」燃料電池構造に適した改良燃料電池構造物
を提供することにある。この構造により、物理特性、熱
特性および電気特性の改良された電池を提供することが
できるとともに、燃料電池製造の多くの困難を避けるこ
とができる。
【００１２】本発明のさらなる目的は、構造が単体燃料
電池に類似する燃料電池の製造に関する改良方法を提供
することにある。この方法により、従来技術の共焼成製
造方法に関連する多くの困難が避けられる。
電池に類似する燃料電池の製造に関する改良方法を提供
することにある。この方法により、従来技術の共焼成製
造方法に関連する多くの困難が避けられる。
【００１３】本発明の他の目的と利点は、以下の記載に
より明確となる。
より明確となる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、改良された耐
久性、最も重要には、著しく改良された熱耐久性の回路
構成物および／または構造構成物を含む固体電解質燃料
電池デザインを包含する。それゆえ、本発明の燃料電池
および燃料電池構成物は、従来技術の構成物または同様
な組成の燃料電池よりも熱応力の損傷に対して実質的に
より抵抗がある。
久性、最も重要には、著しく改良された熱耐久性の回路
構成物および／または構造構成物を含む固体電解質燃料
電池デザインを包含する。それゆえ、本発明の燃料電池
および燃料電池構成物は、従来技術の構成物または同様
な組成の燃料電池よりも熱応力の損傷に対して実質的に
より抵抗がある。
【００１５】本発明の新たな燃料電池の改良された特徴
は、電解質、電解質下部構造物、ガスチャネリング構成
物、および／または燃料電池デザインを造り上げる他の
構成物の構成のための強いが柔軟な予備焼結セラミック
シートの使用に由来する。そのような予備焼結セラミッ
クは、高強度であるが非常にわずかな厚さ（典型的に、
厚さは約45ミクロンを超えない）の支えなしで立ってい
られるシートとして製造して都合よく使用できる。この
セラミックは、その柔軟性、強度、および生じた非常に
高い熱衝撃抵抗により、電解質層および／またはガスチ
ャネリング構造としての使用に特に適していることが分
かった。
は、電解質、電解質下部構造物、ガスチャネリング構成
物、および／または燃料電池デザインを造り上げる他の
構成物の構成のための強いが柔軟な予備焼結セラミック
シートの使用に由来する。そのような予備焼結セラミッ
クは、高強度であるが非常にわずかな厚さ（典型的に、
厚さは約45ミクロンを超えない）の支えなしで立ってい
られるシートとして製造して都合よく使用できる。この
セラミックは、その柔軟性、強度、および生じた非常に
高い熱衝撃抵抗により、電解質層および／またはガスチ
ャネリング構造としての使用に特に適していることが分
かった。
【００１６】支えなしで立っていられる電解質フイルム
を含む燃料電池デザインは予見できるが、柔軟予備焼結
セラミック電解質は、コンプライアント（ｃｏｍｐｌｉ
ａｎｔ）電解質下部構造物の製造において好ましく使用
される。これらの下部構造物では、これに直接的または
間接的に付設せしめられた他の燃料電池回路または構造
的構成物のための基礎または支持として柔軟電解質シー
トを使用する。それゆえ、例えば、高密度または多孔性
電極（負極または正極）層および導体（集電装置または
電池連結層）が、貼合せ、被覆、フリット結合等により
これらの電解質に強く結合し得る。
を含む燃料電池デザインは予見できるが、柔軟予備焼結
セラミック電解質は、コンプライアント（ｃｏｍｐｌｉ
ａｎｔ）電解質下部構造物の製造において好ましく使用
される。これらの下部構造物では、これに直接的または
間接的に付設せしめられた他の燃料電池回路または構造
的構成物のための基礎または支持として柔軟電解質シー
トを使用する。それゆえ、例えば、高密度または多孔性
電極（負極または正極）層および導体（集電装置または
電池連結層）が、貼合せ、被覆、フリット結合等により
これらの電解質に強く結合し得る。
【００１７】本発明により提供されるコンプライアント
電解質下部構造物の典型的な実施例は、電解質／電極、
電解質／導体、電解質／導体／電極、および電解質／電
極／導体の組合せである。これらの下部構造物における
電極および／または導体は、燃料電池用途に有用である
ことが知られている種類の従来のセラミック、サーメッ
トまたは金属組成物からなっていてもよい。しかしなが
ら、電解質層の柔軟性と強度のために、これらの柔軟電
解質層に基づいてこれを含む電極または導体下部構造物
は、それ自身でいくぶん柔軟またはコンプライアントで
あり、そのため、著しく改良された熱耐久性が達成でき
ることが分かった。そのような特性は、従来技術により
製造した共焼結電極／電解質または導体／電解質デザイ
ンにおいては容易には達成できない。
電解質下部構造物の典型的な実施例は、電解質／電極、
電解質／導体、電解質／導体／電極、および電解質／電
極／導体の組合せである。これらの下部構造物における
電極および／または導体は、燃料電池用途に有用である
ことが知られている種類の従来のセラミック、サーメッ
トまたは金属組成物からなっていてもよい。しかしなが
ら、電解質層の柔軟性と強度のために、これらの柔軟電
解質層に基づいてこれを含む電極または導体下部構造物
は、それ自身でいくぶん柔軟またはコンプライアントで
あり、そのため、著しく改良された熱耐久性が達成でき
ることが分かった。そのような特性は、従来技術により
製造した共焼結電極／電解質または導体／電解質デザイ
ンにおいては容易には達成できない。
【００１８】全ての固体電解質燃料電池に関するよう
に、本発明の固体電解質燃料電池は、少なくとも酸化体
溜め、燃料溜め、および前記酸化体溜めと燃料溜めの間
に配された電解質構造物を含み、この構造物は、イオン
の伝導は行なうが、溜めの間の電気の伝導は制限するよ
うに作用する。しかしながら、本発明の燃料電池におい
ては、電解質構造物は典型的に、薄い柔軟予備焼結多結
晶性セラミックシート、好ましくは高酸素イオン伝導率
の予備焼結酸化物セラミックからなる酸素イオン伝導性
電解質を含む。
に、本発明の固体電解質燃料電池は、少なくとも酸化体
溜め、燃料溜め、および前記酸化体溜めと燃料溜めの間
に配された電解質構造物を含み、この構造物は、イオン
の伝導は行なうが、溜めの間の電気の伝導は制限するよ
うに作用する。しかしながら、本発明の燃料電池におい
ては、電解質構造物は典型的に、薄い柔軟予備焼結多結
晶性セラミックシート、好ましくは高酸素イオン伝導率
の予備焼結酸化物セラミックからなる酸素イオン伝導性
電解質を含む。
【００１９】典型的に、電解質シートの主成分は多結晶
性酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）であり、この酸化物は
その材料の少なくとも約40容量％を構成する。酸素イオ
ン流動に対して予期される減少した抵抗のために、記載
した厚さ範囲のジルコニアシートが特に好ましい。電解
質を横切る効果的な抵抗は電解質の厚さに線形に比例
し、抵抗が低ければ低いほど能率が高いことが従来技術
において知られている。もちろん、所望であれば、ジル
コニアベースの電解質材料の代わりに燃料電池の使用温
度で適切なイオン伝導率を有する他の薄いセラミック材
料を用いてもよい。
性酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）であり、この酸化物は
その材料の少なくとも約40容量％を構成する。酸素イオ
ン流動に対して予期される減少した抵抗のために、記載
した厚さ範囲のジルコニアシートが特に好ましい。電解
質を横切る効果的な抵抗は電解質の厚さに線形に比例
し、抵抗が低ければ低いほど能率が高いことが従来技術
において知られている。もちろん、所望であれば、ジル
コニアベースの電解質材料の代わりに燃料電池の使用温
度で適切なイオン伝導率を有する他の薄いセラミック材
料を用いてもよい。
【００２０】重要な態様において、本発明は固体電解質
燃料電池のための改良コンプライアント電解質下部構造
物からなる。これらのコンプライアント下部構造物は、
自己支持柔軟焼結多結晶性セラミックシートからなり、
この電解質シートは、高密度または多孔性電極層および
導電体からなる群より選択される少なくとも１つの他の
燃料電池構成物に直接的または間接的に結合せしめられ
ている。電解質はまた、燃料電池のガスチャネリング構
成物との接触または付設により下部構造物を形成しても
よく、この構成物は堅い電池構成物またはより好ましく
は以後により詳細に記載する柔軟セラミックチャネリン
グ構成物からなっていてもよい。
燃料電池のための改良コンプライアント電解質下部構造
物からなる。これらのコンプライアント下部構造物は、
自己支持柔軟焼結多結晶性セラミックシートからなり、
この電解質シートは、高密度または多孔性電極層および
導電体からなる群より選択される少なくとも１つの他の
燃料電池構成物に直接的または間接的に結合せしめられ
ている。電解質はまた、燃料電池のガスチャネリング構
成物との接触または付設により下部構造物を形成しても
よく、この構成物は堅い電池構成物またはより好ましく
は以後により詳細に記載する柔軟セラミックチャネリン
グ構成物からなっていてもよい。
【００２１】そのような下部構造物のための第１の形状
において、前記電解質シートと隣接する電池構成物（回
路素子、電池の隔離板、電池支持構造物、ガスマニホー
ルド等）との間の結合は、直接の結合、すなわちガラス
シーリングフリットのような中間結合剤を使用すること
のない結合である。それゆえ、実質的に加える接着中間
層材料のない結合界面を有する結合電解質／電極、電解
質／導体、および電解質／チャネリング構成物構造を提
供してもよい。
において、前記電解質シートと隣接する電池構成物（回
路素子、電池の隔離板、電池支持構造物、ガスマニホー
ルド等）との間の結合は、直接の結合、すなわちガラス
シーリングフリットのような中間結合剤を使用すること
のない結合である。それゆえ、実質的に加える接着中間
層材料のない結合界面を有する結合電解質／電極、電解
質／導体、および電解質／チャネリング構成物構造を提
供してもよい。
【００２２】第２の形状において、電解質シートと隣接
する燃料電池構成物との間の結合は、選択した組成のガ
ラスシーリングフリットの使用により行なわれる。その
ようなシーリングフリットはまた、燃料電池のガスチャ
ネリング構成物と隣接する構造との間の気密シールを作
成するのに特に有用である。このフリットは、制限する
ものではないが、適切な熱膨脹と高い使用温度特性を有
する熱結晶化可能希土類アルカリ／アルカリ土類ケイ酸
塩ガラスを含む。典型的な組成は、モルパーセントで、
約０−35％のＲ2 Ｏ、ここでＲ2 Ｏはアルカリ金属酸化
物からなり、約０−40％のＲＯ、ここでＲＯはアルカリ
土類金属酸化物とＺｎＯから選択され、合計で７−40％
のＲ2 Ｏ＋ＲＯ、３−18％のＬｎ2 Ｏ3 、ここでＬｎ2
Ｏ3 は、希土類金属とイットリウムのランタニド族から
選択される希土類金属酸化物からなり、０−５％のＡｌ
2 Ｏ3 、および53−75％のＳｉＯ2 からなる。
する燃料電池構成物との間の結合は、選択した組成のガ
ラスシーリングフリットの使用により行なわれる。その
ようなシーリングフリットはまた、燃料電池のガスチャ
ネリング構成物と隣接する構造との間の気密シールを作
成するのに特に有用である。このフリットは、制限する
ものではないが、適切な熱膨脹と高い使用温度特性を有
する熱結晶化可能希土類アルカリ／アルカリ土類ケイ酸
塩ガラスを含む。典型的な組成は、モルパーセントで、
約０−35％のＲ2 Ｏ、ここでＲ2 Ｏはアルカリ金属酸化
物からなり、約０−40％のＲＯ、ここでＲＯはアルカリ
土類金属酸化物とＺｎＯから選択され、合計で７−40％
のＲ2 Ｏ＋ＲＯ、３−18％のＬｎ2 Ｏ3 、ここでＬｎ2
Ｏ3 は、希土類金属とイットリウムのランタニド族から
選択される希土類金属酸化物からなり、０−５％のＡｌ
2 Ｏ3 、および53−75％のＳｉＯ2 からなる。
【００２３】典型的に、上述したようなコンプライアン
ト燃料電池電解質下部構造物は、少なくとも１つの正極
層、負極層および支持電解質シートに結合せしめられた
導電体を含む。より好ましくは、少なくとも１つの金
属、セラミックまたはサーメット集電装置および少なく
とも１つの電極（負極および／または正極）の結合した
組合せを、電極が集電装置と電解質シートの両方に電気
的に接触するように、提供する。
ト燃料電池電解質下部構造物は、少なくとも１つの正極
層、負極層および支持電解質シートに結合せしめられた
導電体を含む。より好ましくは、少なくとも１つの金
属、セラミックまたはサーメット集電装置および少なく
とも１つの電極（負極および／または正極）の結合した
組合せを、電極が集電装置と電解質シートの両方に電気
的に接触するように、提供する。
【００２４】本発明はまた固体電解質燃料電池のための
コンプライアント電解質下部構造物を製造する改良方法
を提供する。この目的を達成するために、粉末酸素イオ
ン伝導性セラミックおよび粉末セラミックの結合剤から
なる電解質前駆体シートを最初に提供する。次いでこの
前駆体シートを予備焼結し、酸素イオン伝導性セラミッ
クから実質的になる薄い柔軟焼結多結晶性電解質シート
を提供する。
コンプライアント電解質下部構造物を製造する改良方法
を提供する。この目的を達成するために、粉末酸素イオ
ン伝導性セラミックおよび粉末セラミックの結合剤から
なる電解質前駆体シートを最初に提供する。次いでこの
前駆体シートを予備焼結し、酸素イオン伝導性セラミッ
クから実質的になる薄い柔軟焼結多結晶性電解質シート
を提供する。
【００２５】電解質シートを焼結した後、１つ以上の追
加の燃料電池回路構成物を、貼合せ、被覆、フリット結
合、または他の重ね技術により、そのシートに結合せし
める。そのような追加の構成物は、燃料電池負極層、正
極層、および／または集電装置のような導体または電池
を大きな電源装置に連結する連結層を含んでもよい。
加の燃料電池回路構成物を、貼合せ、被覆、フリット結
合、または他の重ね技術により、そのシートに結合せし
める。そのような追加の構成物は、燃料電池負極層、正
極層、および／または集電装置のような導体または電池
を大きな電源装置に連結する連結層を含んでもよい。
【００２６】電池の性能に関して最高の結果を得るため
に、予備焼結セラミック電解質の厚さは一般的に、約45
ミクロン、より好ましくは約25ミクロンを超えない。こ
れらの厚さは、電解質のコンプライアンスと熱耐久性を
改良するだけでなく、電池の抵抗を減少せしめ、低温で
の能率的な電池作用に有利となる。さらに、これらの厚
さにより薄い電解質シートが、予備焼結高密度または多
孔性金属、サーメット、またはセラミック電極または導
体構成物による直接低圧貼合せにより効果的に結合せし
めることができ、このことを以下に詳細に記載する。
に、予備焼結セラミック電解質の厚さは一般的に、約45
ミクロン、より好ましくは約25ミクロンを超えない。こ
れらの厚さは、電解質のコンプライアンスと熱耐久性を
改良するだけでなく、電池の抵抗を減少せしめ、低温で
の能率的な電池作用に有利となる。さらに、これらの厚
さにより薄い電解質シートが、予備焼結高密度または多
孔性金属、サーメット、またはセラミック電極または導
体構成物による直接低圧貼合せにより効果的に結合せし
めることができ、このことを以下に詳細に記載する。
【００２７】電解質と電極および／または導体層のそれ
ぞれがこれらの下部構造物において極めて薄いので、全
ての電極、導体、および／または存在する連結構成物に
関して、構造的柔軟性（コンプライアンス）が実現化さ
れ得る。さらに、十分な柔軟性がこれらの電解質に基づ
く平らなまたは曲がった多層電解質下部構造物において
維持されるか否かにかかわらず、電解質の高強度と優れ
た結合特性は、良好に結合した燃料電池構造物、特にチ
ャネルまたはハニカム形状の高能率燃料電池の構成を促
進せしめ、これにより著しく改良された熱耐久性を示
す。
ぞれがこれらの下部構造物において極めて薄いので、全
ての電極、導体、および／または存在する連結構成物に
関して、構造的柔軟性（コンプライアンス）が実現化さ
れ得る。さらに、十分な柔軟性がこれらの電解質に基づ
く平らなまたは曲がった多層電解質下部構造物において
維持されるか否かにかかわらず、電解質の高強度と優れ
た結合特性は、良好に結合した燃料電池構造物、特にチ
ャネルまたはハニカム形状の高能率燃料電池の構成を促
進せしめ、これにより著しく改良された熱耐久性を示
す。
【００２８】前に示唆したように、予備焼結柔軟セラミ
ックシートを用いて、燃料と燃料中の酸化体ガスの流動
を制御するための波型電池隔離板のような燃料電池のガ
スチャネリング構成物を提供してもよい。薄いシート形
状にある柔軟予備焼結セラミックは、溶融温度より低い
温度で熱可塑性再形成に特に良好に適応されることが分
かった。それゆえ、このセラミックは、構造的に柔軟性
を有するとともに高度な耐熱衝撃性を有する燃料電池を
構成するための波型または他の曲がったチャネリング構
成物を容易に提供できる。さらに、そのような構成物の
所望の結合特性のために、上述したような直接の貼合せ
またはガラスシーリングフリットの補助のいずれかによ
り、他の燃料電池構成物への強力な付着が行なわれ、他
の構成物による気密シールが容易に達成できる。
ックシートを用いて、燃料と燃料中の酸化体ガスの流動
を制御するための波型電池隔離板のような燃料電池のガ
スチャネリング構成物を提供してもよい。薄いシート形
状にある柔軟予備焼結セラミックは、溶融温度より低い
温度で熱可塑性再形成に特に良好に適応されることが分
かった。それゆえ、このセラミックは、構造的に柔軟性
を有するとともに高度な耐熱衝撃性を有する燃料電池を
構成するための波型または他の曲がったチャネリング構
成物を容易に提供できる。さらに、そのような構成物の
所望の結合特性のために、上述したような直接の貼合せ
またはガラスシーリングフリットの補助のいずれかによ
り、他の燃料電池構成物への強力な付着が行なわれ、他
の構成物による気密シールが容易に達成できる。
【００２９】上述した構成物を単一の耐熱衝撃性燃料電
池デザインに結合せしめるために、本発明は、電池回路
と柔軟予備焼結セラミックシートに基づく支持下部構造
物の組合せからなり、それゆえ著しく改良された熱耐久
性を示す燃料電池を提供する。この電池には、上述した
ような１つ以上の構造的に柔軟性を有する（以下「コン
プライアント」という）電解質下部構造物が含まれ、こ
こでは予備焼結セラミック酸化物から形成された柔軟酸
化イオン伝導性電解質シートが下部構造物の中央要素を
構成している。
池デザインに結合せしめるために、本発明は、電池回路
と柔軟予備焼結セラミックシートに基づく支持下部構造
物の組合せからなり、それゆえ著しく改良された熱耐久
性を示す燃料電池を提供する。この電池には、上述した
ような１つ以上の構造的に柔軟性を有する（以下「コン
プライアント」という）電解質下部構造物が含まれ、こ
こでは予備焼結セラミック酸化物から形成された柔軟酸
化イオン伝導性電解質シートが下部構造物の中央要素を
構成している。
【００３０】再度電解質シートは好ましくは主成分とし
てジルコニアを含有する酸化物シートである。好ましい
実施態様において、コンプライアント電解質下部構造物
は、電解質シートの第１の表面に結合した正極層および
その第２の表面に結合した負極層からなる電解質／電極
下部構造物である。
てジルコニアを含有する酸化物シートである。好ましい
実施態様において、コンプライアント電解質下部構造物
は、電解質シートの第１の表面に結合した正極層および
その第２の表面に結合した負極層からなる電解質／電極
下部構造物である。
【００３１】燃料電池中の電池隔離板またはチャネリン
グ構成物を形成する波型シートは、最も好ましくはコン
プライアント電解質下部構造物に提供されたシートと同
一の厚さの柔軟予備焼結セラミックシートから形成され
る。これらのシートは、燃料電池用途の要求された熱耐
久性を有するいかなる焼結セラミック材料からなってい
てもよく、直接の貼合せにより（中間結合剤を使用しな
い）、または以下に詳細に記載するような希土類ケイ酸
塩シーリングガラスを用いて燃料電池構造にシーリング
してもよい。
グ構成物を形成する波型シートは、最も好ましくはコン
プライアント電解質下部構造物に提供されたシートと同
一の厚さの柔軟予備焼結セラミックシートから形成され
る。これらのシートは、燃料電池用途の要求された熱耐
久性を有するいかなる焼結セラミック材料からなってい
てもよく、直接の貼合せにより（中間結合剤を使用しな
い）、または以下に詳細に記載するような希土類ケイ酸
塩シーリングガラスを用いて燃料電池構造にシーリング
してもよい。
【００３２】一般に、上述したようなシーリングした燃
料電池構造における良好なコンプライアンス（構造的柔
軟性）は、電解質／電極下部構造物の全体の厚さが約15
0 ミクロン、より好ましくは100 ミクロンを超えない場
合に実現できる。これらの全体の厚さは前述したような
予備焼結セラミック電解質に容易に得られ、高い耐久性
で耐衝撃性のチャネル燃料電池デザインを達成するのに
著しい補助となる。もちろん、本発明の燃料電池におけ
る有用なコンプライアンスは、薄い電解質または他の下
部構造物が、弱い場合には、熱応力または機械応力の下
で曲がるよりも破壊するので、厚さだけでなく強度にも
依存する。それゆえ、現在の構造的コンプライアンスの
最良の尺度は、燃料電池の構成物の柔軟性の尺度にある
ように思われる。
料電池構造における良好なコンプライアンス（構造的柔
軟性）は、電解質／電極下部構造物の全体の厚さが約15
0 ミクロン、より好ましくは100 ミクロンを超えない場
合に実現できる。これらの全体の厚さは前述したような
予備焼結セラミック電解質に容易に得られ、高い耐久性
で耐衝撃性のチャネル燃料電池デザインを達成するのに
著しい補助となる。もちろん、本発明の燃料電池におけ
る有用なコンプライアンスは、薄い電解質または他の下
部構造物が、弱い場合には、熱応力または機械応力の下
で曲がるよりも破壊するので、厚さだけでなく強度にも
依存する。それゆえ、現在の構造的コンプライアンスの
最良の尺度は、燃料電池の構成物の柔軟性の尺度にある
ように思われる。
【００３３】電解質またはガスチャネリング要素として
単体で用いられる予備焼結セラミックシートの場合にお
いて、例えば、シートの柔軟性および強度は少なくと
も、10ｃｍの効果的な曲率半径、より好ましくは３ｃｍ
または１ｃｍの曲率半径に、破壊されずに曲げられるの
に十分であるべきである。同様に、提供される下部構造
物が、電解質／電極または電解質／集電装置の組合せの
ようないくぶん厚い燃料電池構成物である場合に、20ｃ
ｍより小さい、より好ましくは６ｃｍより小さい、最も
好ましくは２ｃｍより小さい曲率半径に曲げることが望
ましい。
単体で用いられる予備焼結セラミックシートの場合にお
いて、例えば、シートの柔軟性および強度は少なくと
も、10ｃｍの効果的な曲率半径、より好ましくは３ｃｍ
または１ｃｍの曲率半径に、破壊されずに曲げられるの
に十分であるべきである。同様に、提供される下部構造
物が、電解質／電極または電解質／集電装置の組合せの
ようないくぶん厚い燃料電池構成物である場合に、20ｃ
ｍより小さい、より好ましくは６ｃｍより小さい、最も
好ましくは２ｃｍより小さい曲率半径に曲げることが望
ましい。
【００３４】予備焼結セラミックシートを含む燃料電池
下部構造物の最少柔軟性は、その構造を失敗なく約30ｃ
ｍを超えない曲率半径に曲げられるべきである。コンプ
ライアンスのこの水準は、ここに記載されたように提供
された比較的厚い多層電極／電解質／電極下部構造物に
さえ達成できるべきである。より好ましくは９ｃｍ、ま
たは最も好ましくは３ｃｍを超えない曲率半径は、予備
焼結電解質と電極材料および寸法の適切な選択が行なわ
れた場合、これらの多層下部構造物により示される。
下部構造物の最少柔軟性は、その構造を失敗なく約30ｃ
ｍを超えない曲率半径に曲げられるべきである。コンプ
ライアンスのこの水準は、ここに記載されたように提供
された比較的厚い多層電極／電解質／電極下部構造物に
さえ達成できるべきである。より好ましくは９ｃｍ、ま
たは最も好ましくは３ｃｍを超えない曲率半径は、予備
焼結電解質と電極材料および寸法の適切な選択が行なわ
れた場合、これらの多層下部構造物により示される。
【００３５】本発明による燃料電池構造物の製造のため
の柔軟予備焼結電解質または他の構造的層を使用する
と、燃料電池製造への共焼結手法を超えた多くの加工と
性能の利点を提示できる。特に、４ミクロン未満から45
ミクロンあるいはそれ以上の範囲内に容易に調節可能な
厚さと、各特定の電池デザインに最適化できる組成で焼
結電解質シートを予備製造し選択する能力が重要であ
る。
の柔軟予備焼結電解質または他の構造的層を使用する
と、燃料電池製造への共焼結手法を超えた多くの加工と
性能の利点を提示できる。特に、４ミクロン未満から45
ミクロンあるいはそれ以上の範囲内に容易に調節可能な
厚さと、各特定の電池デザインに最適化できる組成で焼
結電解質シートを予備製造し選択する能力が重要であ
る。
【００３６】ここに参照文献として特別に含む米国特許
第5,089,455 号に注記されているように、ジルコニアお
よび様々な関連安定化ジルコニア組成物、並びに多くの
他の酸化物および非酸化物セラミック組成物は、その特
許に記載されている方法により薄い柔軟シートまたはテ
ープにうまく焼結できる。そのように加工し得るセラミ
ックの特定の実施例としては、ジルコニアおよび安定化
または部分的安定化ジルコニアに加えて、ハフニア、ア
ルミナ、β−アルミナ、β″−アルミナ、シリカ、チタ
ニア、ムライト、尖晶石、酸化クロム、ジルコン、シア
ロン、およびナシコンからなる群より選択される様々な
酸化物、並びにチタンまたはケイ素の炭化物および／ま
たは窒化物、炭化ジルコニウム、および二ホウ化チタン
を含む非酸化物が挙げられる。
第5,089,455 号に注記されているように、ジルコニアお
よび様々な関連安定化ジルコニア組成物、並びに多くの
他の酸化物および非酸化物セラミック組成物は、その特
許に記載されている方法により薄い柔軟シートまたはテ
ープにうまく焼結できる。そのように加工し得るセラミ
ックの特定の実施例としては、ジルコニアおよび安定化
または部分的安定化ジルコニアに加えて、ハフニア、ア
ルミナ、β−アルミナ、β″−アルミナ、シリカ、チタ
ニア、ムライト、尖晶石、酸化クロム、ジルコン、シア
ロン、およびナシコンからなる群より選択される様々な
酸化物、並びにチタンまたはケイ素の炭化物および／ま
たは窒化物、炭化ジルコニウム、および二ホウ化チタン
を含む非酸化物が挙げられる。
【００３７】燃料電池電解質に特に好ましいのは、ジル
コニアおよび安定化ジルコニア、最も特有にはイットリ
ア（Ｙ2 Ｏ3 ）およびカルシア（ＣａＯ）からなる群よ
り選択された少なくとも１つの安定剤を含む安定化ジル
コニアである。しかしながら、既知のアルカリ土類酸化
物および希土類酸化物の安定剤を含む、様々な他の安定
剤も追加にまたは選択的に存在してもよい。
コニアおよび安定化ジルコニア、最も特有にはイットリ
ア（Ｙ2 Ｏ3 ）およびカルシア（ＣａＯ）からなる群よ
り選択された少なくとも１つの安定剤を含む安定化ジル
コニアである。しかしながら、既知のアルカリ土類酸化
物および希土類酸化物の安定剤を含む、様々な他の安定
剤も追加にまたは選択的に存在してもよい。
【００３８】セラミックの平らな薄いシートの製造は、
上述した特許の好ましい方法により、すなわち、焼結炉
を通じて連続長さの生シートを引き出すことにより最良
に達成される。セッター板またはセッター砂上に配され
た不連続の生シートの焼成を含む、従来のシート焼結方
法は、焼結中にシートと支持体との間に生じる非均質静
的または動的摩擦力により、シートのカールまたはシー
トのしぼのようなシートの欠陥を製造し得る。生のシー
トおよび事前に焼結したまたは部分的に焼結したが、平
滑性を改良するために再形成が必要なシートの両方につ
いて、前述したように圧伸焼結によりより均質な張力と
それゆえに改良された平滑性が得られる。処理されるシ
ートは、スプールのような供給源から連続的に引き出さ
れ、セッタープレート、管、ｄ−管等を含む多くの従来
の支持体のいずれかが、焼結中の所望の均質な摩擦力を
生成するのに用いられる。
上述した特許の好ましい方法により、すなわち、焼結炉
を通じて連続長さの生シートを引き出すことにより最良
に達成される。セッター板またはセッター砂上に配され
た不連続の生シートの焼成を含む、従来のシート焼結方
法は、焼結中にシートと支持体との間に生じる非均質静
的または動的摩擦力により、シートのカールまたはシー
トのしぼのようなシートの欠陥を製造し得る。生のシー
トおよび事前に焼結したまたは部分的に焼結したが、平
滑性を改良するために再形成が必要なシートの両方につ
いて、前述したように圧伸焼結によりより均質な張力と
それゆえに改良された平滑性が得られる。処理されるシ
ートは、スプールのような供給源から連続的に引き出さ
れ、セッタープレート、管、ｄ−管等を含む多くの従来
の支持体のいずれかが、焼結中の所望の均質な摩擦力を
生成するのに用いられる。
【００３９】本発明の電解質シートを提供するための予
備焼結の使用は、シートを構成する多結晶性セラミック
の粒度および相組立てが依存せずに制御できるという点
で特に有利である。結晶粒度は、ジルコニアベースの電
解質材料の酸素イオン伝導性に影響する重要因子であ
る。さらに、上述した特許のシート形成方法が用いられ
た場合に、比較的大きなシートサイズの、実質的に欠陥
のないシートが製造できる。
備焼結の使用は、シートを構成する多結晶性セラミック
の粒度および相組立てが依存せずに制御できるという点
で特に有利である。結晶粒度は、ジルコニアベースの電
解質材料の酸素イオン伝導性に影響する重要因子であ
る。さらに、上述した特許のシート形成方法が用いられ
た場合に、比較的大きなシートサイズの、実質的に欠陥
のないシートが製造できる。
【００４０】焼結酸化ジルコウムまたは他の適切なセラ
ミックの長尺の柔軟予備焼結電解質の形成は、燃料下部
構造物製造のオートメーションを著しく簡素にする。こ
れは、一片一片加工しなければならない全ての他の電解
質シートまたは管についての著しい改良である。
ミックの長尺の柔軟予備焼結電解質の形成は、燃料下部
構造物製造のオートメーションを著しく簡素にする。こ
れは、一片一片加工しなければならない全ての他の電解
質シートまたは管についての著しい改良である。
【００４１】予備焼結電解質層に好ましい厚さ範囲のジ
ルコニアシートは、セラミックの焼結温度またはその近
くで、可塑性または超可塑性変形により再形成され、燃
料電池構成物製造に最適の形状を有する波型または他の
曲がった電解質基礎層を提供できる。これらの層は、電
解質の実質的な被覆の適応またはフイルムもしくは連結
材料の基体として機能しうる。
ルコニアシートは、セラミックの焼結温度またはその近
くで、可塑性または超可塑性変形により再形成され、燃
料電池構成物製造に最適の形状を有する波型または他の
曲がった電解質基礎層を提供できる。これらの層は、電
解質の実質的な被覆の適応またはフイルムもしくは連結
材料の基体として機能しうる。
【００４２】予備焼結電解質シートの並外れた熱結合特
性は著しい利点である。それゆえ、これらのシートは、
補助のシーリング材料を使用することなく、結合せしめ
られる材料の焼結温度またはその近くで、単に低圧貼合
せにより、それら自身と他のセラミック、サーメットお
よび金属連結材料に永久に結合せしめられる。それゆ
え、所望であれば、予備焼結電解質はまた以後に詳細に
記載されるような、選択されたガラスシーリングフリッ
トと優れた相溶性を示すけれども、シーラントを使用す
ることなく永久で、潜在的に気密なシールが達成でき
る。
性は著しい利点である。それゆえ、これらのシートは、
補助のシーリング材料を使用することなく、結合せしめ
られる材料の焼結温度またはその近くで、単に低圧貼合
せにより、それら自身と他のセラミック、サーメットお
よび金属連結材料に永久に結合せしめられる。それゆ
え、所望であれば、予備焼結電解質はまた以後に詳細に
記載されるような、選択されたガラスシーリングフリッ
トと優れた相溶性を示すけれども、シーラントを使用す
ることなく永久で、潜在的に気密なシールが達成でき
る。
【００４３】金属電池連結物のような金属材料は、被覆
または焼結を必要としないが単に電解質に物理的な付着
を要する導電網からなるので、貼合せはこれらの材料に
特に都合がよい。予備焼結電解質への良好な結合に要す
る貼合せ温度は、そこに貼り合わせられる予備焼結電解
質および材料の焼結温度より低い温度の広い範囲を包含
し、比較的低い。熱貼合せ法に好ましい温度は下記によ
り定義されるような貼合せ温度である： （ＴLS−２００）＜ＴL ＜ＴLM ここでＴLSおよびＴLMは、それぞれ、そこに結合せしめ
られる予備焼結電解質および電極または電流コンダクタ
ーの最低焼結温度および最低溶融温度である。最低溶融
温度は、結合せしめられる材料のそれぞれの溶融温度の
低いほうを意味し、最低焼結温度は、それらの材料のそ
れぞれ最少焼結温度の低いほうに対応する温度を意味す
る。
または焼結を必要としないが単に電解質に物理的な付着
を要する導電網からなるので、貼合せはこれらの材料に
特に都合がよい。予備焼結電解質への良好な結合に要す
る貼合せ温度は、そこに貼り合わせられる予備焼結電解
質および材料の焼結温度より低い温度の広い範囲を包含
し、比較的低い。熱貼合せ法に好ましい温度は下記によ
り定義されるような貼合せ温度である： （ＴLS−２００）＜ＴL ＜ＴLM ここでＴLSおよびＴLMは、それぞれ、そこに結合せしめ
られる予備焼結電解質および電極または電流コンダクタ
ーの最低焼結温度および最低溶融温度である。最低溶融
温度は、結合せしめられる材料のそれぞれの溶融温度の
低いほうを意味し、最低焼結温度は、それらの材料のそ
れぞれ最少焼結温度の低いほうに対応する温度を意味す
る。
【００４４】燃料電池構造のこれらと他の構成物の間の
永久で気密なシールはまた、相溶性ガラスフリットシー
ラントの使用により達成でき、本発明はさらに、特にコ
ンプライアントな構造に適応されるが、燃料電池の構造
に強く結合せしめられるガラスの改良組成物を提供す
る。この使用のために開発したガラス組成物の族は、約
90から約130 ×10-7／℃の熱膨脹係数（α値）を示し、
そのα値（α＝100 ×10-7／℃）がまたジルコニアベー
スのシート構造に相溶性であるＮａ3 ＹＳｉ3 Ｏ
9 （ｍ．ｐ．＞1250℃）のような耐火性配合物へのシー
リングの過程で結晶化せしめられる、アルカリおよび／
またはアルカリ土類−希土類−ケイ酸塩ガラスを含む。
加えて、これらのガラスにより提供される結晶化シール
は、シールが変質せずに1100−1200℃の温度での燃料電
池中の使用に耐えられるほど十分に耐久性がある。
永久で気密なシールはまた、相溶性ガラスフリットシー
ラントの使用により達成でき、本発明はさらに、特にコ
ンプライアントな構造に適応されるが、燃料電池の構造
に強く結合せしめられるガラスの改良組成物を提供す
る。この使用のために開発したガラス組成物の族は、約
90から約130 ×10-7／℃の熱膨脹係数（α値）を示し、
そのα値（α＝100 ×10-7／℃）がまたジルコニアベー
スのシート構造に相溶性であるＮａ3 ＹＳｉ3 Ｏ
9 （ｍ．ｐ．＞1250℃）のような耐火性配合物へのシー
リングの過程で結晶化せしめられる、アルカリおよび／
またはアルカリ土類−希土類−ケイ酸塩ガラスを含む。
加えて、これらのガラスにより提供される結晶化シール
は、シールが変質せずに1100−1200℃の温度での燃料電
池中の使用に耐えられるほど十分に耐久性がある。
【００４５】モルパーセントと重量パーセントの、以下
の組成制限が、適切な熱膨脹とシーリング特性を有する
有用な希土類ケイ酸塩ガラスの範囲を規定するものと現
在考えられている。
の組成制限が、適切な熱膨脹とシーリング特性を有する
有用な希土類ケイ酸塩ガラスの範囲を規定するものと現
在考えられている。
【００４６】
【表１】
【００４７】上記組成範囲内に包含されるランタニド酸
化物は、最も好ましくは０−17モル％のＹ2 Ｏ3 （０−
50.0重量％）および０−17モル％のＬａ2 Ｏ3 （０−5
9.5重量％）からなる群より選択される希土類酸化物か
らなる。しかしながら、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、およびＬｕを含む他のランタニドを用いてもよい。
化物は、最も好ましくは０−17モル％のＹ2 Ｏ3 （０−
50.0重量％）および０−17モル％のＬａ2 Ｏ3 （０−5
9.5重量％）からなる群より選択される希土類酸化物か
らなる。しかしながら、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ、およびＬｕを含む他のランタニドを用いてもよい。
【００４８】上述したガラス組成範囲内において、アル
カリ金属酸化物をアルカリ土類酸化物と置換すると、支
持した範囲内でいくぶん低いα値を有するガラスと、ま
たいくぶん高い軟化点を有するガラスが産生される。後
者のガラスは主に、ガラスの軟化点というよりもむしろ
ガラスから結晶化する相の軟化点によるので、常にそう
であるわけではないが、これらの高い軟化点はいくぶん
より耐火性であるシールを示してもよい。
カリ金属酸化物をアルカリ土類酸化物と置換すると、支
持した範囲内でいくぶん低いα値を有するガラスと、ま
たいくぶん高い軟化点を有するガラスが産生される。後
者のガラスは主に、ガラスの軟化点というよりもむしろ
ガラスから結晶化する相の軟化点によるので、常にそう
であるわけではないが、これらの高い軟化点はいくぶん
より耐火性であるシールを示してもよい。
【００４９】上述したような失透可能シーリングガラス
の説明の実施例を表１および１ａに示す。表１の組成物
はモルパーセントで示し、同一の組成物を表１ａでは重
量パーセントで示す。また、記載した組成物の熱膨脹係
数（α値）および軟化点のデータを示した。熱膨脹の値
は、室温から300 ℃の温度範囲に亘る平均値として示
し、α値は10-7／℃の単位で示した。
の説明の実施例を表１および１ａに示す。表１の組成物
はモルパーセントで示し、同一の組成物を表１ａでは重
量パーセントで示す。また、記載した組成物の熱膨脹係
数（α値）および軟化点のデータを示した。熱膨脹の値
は、室温から300 ℃の温度範囲に亘る平均値として示
し、α値は10-7／℃の単位で示した。
【００５０】
【表２】
【００５１】本発明は、電極、集電装置または電池連結
材料の特定の族には限定されない。それゆえ、白金、白
金合金、銀、または他の貴金属、ニッケルまたはニッケ
ル合金のワイヤーまたはメッシュから典型的に形成され
た構造物も使用でき、これらの材料またはストロンチウ
ム添加またはマグネシウム添加ランタン亜クロム酸塩、
カルシウム添加イットリウム亜クロム酸塩、および他の
アルカリ土類添加希土類亜クロム酸塩、または耐火性金
属サーメットのような材料の被覆またはパターン層から
典型的に形成されたものも使用できる。これらの導電構
造物は、電極層の上面、下面、または側面に提供される
集電装置として作用してもよく、または電極層間の連結
物として作用してもよい。
材料の特定の族には限定されない。それゆえ、白金、白
金合金、銀、または他の貴金属、ニッケルまたはニッケ
ル合金のワイヤーまたはメッシュから典型的に形成され
た構造物も使用でき、これらの材料またはストロンチウ
ム添加またはマグネシウム添加ランタン亜クロム酸塩、
カルシウム添加イットリウム亜クロム酸塩、および他の
アルカリ土類添加希土類亜クロム酸塩、または耐火性金
属サーメットのような材料の被覆またはパターン層から
典型的に形成されたものも使用できる。これらの導電構
造物は、電極層の上面、下面、または側面に提供される
集電装置として作用してもよく、または電極層間の連結
物として作用してもよい。
【００５２】予備焼結電極と組み合わせて有用な電極材
料には、ニッケル／イットリア安定化ジルコニアサーメ
ット、貴金属／イットリア安定化ジルコニアサーメット
のような１から40パーセントの不活性相を有するサーメ
ット材料があり、これらの材料は正極材料として特に有
用であるが、この用途には限定されない。正極材料とし
て有用な他の材料は、アルカリ土類添加ランタン亜クロ
ム酸塩、酸化チタン添加および／またはセリア添加イッ
トリア安定化ジルコニア、導電ペロプスキー石等を含
む。
料には、ニッケル／イットリア安定化ジルコニアサーメ
ット、貴金属／イットリア安定化ジルコニアサーメット
のような１から40パーセントの不活性相を有するサーメ
ット材料があり、これらの材料は正極材料として特に有
用であるが、この用途には限定されない。正極材料とし
て有用な他の材料は、アルカリ土類添加ランタン亜クロ
ム酸塩、酸化チタン添加および／またはセリア添加イッ
トリア安定化ジルコニア、導電ペロプスキー石等を含
む。
【００５３】有用な陰極材料は、ストロンチウム添加ラ
ンタン亜マンガン酸塩、カルシウム添加イットリウム亜
マンガン酸塩、他のアルカリ土類添加ランタン亜クロム
酸塩、亜コバルト酸塩、および亜マンガン酸塩、並びに
貴金属／イットリア安定化ジルコニアサーメットのよう
なセラミックおよびサーメット材料を含む。もちろん、
前述の実施例は使用される様々な電極および連結材料の
説明のためのみである。
ンタン亜マンガン酸塩、カルシウム添加イットリウム亜
マンガン酸塩、他のアルカリ土類添加ランタン亜クロム
酸塩、亜コバルト酸塩、および亜マンガン酸塩、並びに
貴金属／イットリア安定化ジルコニアサーメットのよう
なセラミックおよびサーメット材料を含む。もちろん、
前述の実施例は使用される様々な電極および連結材料の
説明のためのみである。
【００５４】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００５５】予備焼結電極が様々な燃料電池デザインに
有用であることが、前述の記載から明確になる。しかし
ながら、これらの材料は、平板形状またはチャネル（ハ
ニカム）共流動または交差流動配置の燃料電池の構成に
特別に有用である。本発明の電池のチャネル構造は、従
来の（従来技術）単一体燃料電池利の構造に最も密接に
関連し、後者の概略断面図を図面の図１に示す。
有用であることが、前述の記載から明確になる。しかし
ながら、これらの材料は、平板形状またはチャネル（ハ
ニカム）共流動または交差流動配置の燃料電池の構成に
特別に有用である。本発明の電池のチャネル構造は、従
来の（従来技術）単一体燃料電池利の構造に最も密接に
関連し、後者の概略断面図を図面の図１に示す。
【００５６】図１に示すように、そのような電池のセグ
メントは、チャネル（ハニカム）陰極構造物12および挿
入固体酸化物電極層20を通じて連結されたチャネル正極
構造物14からなる。陰極構造物12中のチャネル（Ａ）
は、空気のような酸化体の流動通路を提供し、一方正極
構造物14中のチャネル（Ｆ）は、同様に燃料ガスの通路
を提供する。説明では共流動単一構造物の平行チャネル
を示しているが、燃料チャネルは、ガスの電池への配送
を簡素にするために、従来の交差流動電池においてと同
様に、酸化体チャネルと90°交差していてもよい。
メントは、チャネル（ハニカム）陰極構造物12および挿
入固体酸化物電極層20を通じて連結されたチャネル正極
構造物14からなる。陰極構造物12中のチャネル（Ａ）
は、空気のような酸化体の流動通路を提供し、一方正極
構造物14中のチャネル（Ｆ）は、同様に燃料ガスの通路
を提供する。説明では共流動単一構造物の平行チャネル
を示しているが、燃料チャネルは、ガスの電池への配送
を簡素にするために、従来の交差流動電池においてと同
様に、酸化体チャネルと90°交差していてもよい。
【００５７】陰極構造物の上面シート22および正極構造
物の底面シート24は、固体電解質層20の対向する表面と
接触して、仕上げ電池を形成する。この電解質により、
陰極構造物と正極構造物の間のイオン的であって電気的
ではない伝導が得られる。
物の底面シート24は、固体電解質層20の対向する表面と
接触して、仕上げ電池を形成する。この電解質により、
陰極構造物と正極構造物の間のイオン的であって電気的
ではない伝導が得られる。
【００５８】層30および32のような、連結層は、互いの
電池を連結するのに用いる。それゆえ、層30は、上面正
極シート26と上に隣接する電池（図示せず）の底面陰極
層38との間の連続接続を形成し、層32は、底面陰極層28
と下に隣接する電池（図示せず）の正極層36との間の連
続接続を形成する。
電池を連結するのに用いる。それゆえ、層30は、上面正
極シート26と上に隣接する電池（図示せず）の底面陰極
層38との間の連続接続を形成し、層32は、底面陰極層28
と下に隣接する電池（図示せず）の正極層36との間の連
続接続を形成する。
【００５９】従来、このデザインの単一体燃料電池のシ
ート22−20−24のような少なくとも平らな陰極−電解質
−正極シート構造物は、生セラミックシート要素として
連結し、共焼結せしめられて、電解質と対向する電極と
からなる結合シート下部構造物を形成する。この手法
は、層の組成と厚さだけでなく、層の品質も制限する。
さらに、層における欠陥、最も重大に電解質層における
欠陥では、全体の電解質下部構造物を置換する必要が生
じる。
ート22−20−24のような少なくとも平らな陰極−電解質
−正極シート構造物は、生セラミックシート要素として
連結し、共焼結せしめられて、電解質と対向する電極と
からなる結合シート下部構造物を形成する。この手法
は、層の組成と厚さだけでなく、層の品質も制限する。
さらに、層における欠陥、最も重大に電解質層における
欠陥では、全体の電解質下部構造物を置換する必要が生
じる。
【００６０】この種類の単一体形状における欠点は、全
ての構成部材が同一の熱膨脹係数を有する場合でさえ
も、電池構造物を横切る熱勾配により、著しい熱応力が
生じることもあるという事実である。電気特性の最良の
組合せを提示する様々な層は一般的に同一の組成と熱膨
脹特性ではなく、それでも１つの単一体構造物に結合せ
しめられなければならないので、ほとんどの燃料電池デ
ザインにおいてこれらの困難はいっそうこじれる。結果
として、この種類の単一体固体酸化物燃料電池は、電池
の連結構成部材および／または電解質構成部材への熱応
力による損傷を避けるために、長時間の間隔に亘り作業
温度へと作業温度からと、徐々にそして均質に加熱しな
ければならなかった。
ての構成部材が同一の熱膨脹係数を有する場合でさえ
も、電池構造物を横切る熱勾配により、著しい熱応力が
生じることもあるという事実である。電気特性の最良の
組合せを提示する様々な層は一般的に同一の組成と熱膨
脹特性ではなく、それでも１つの単一体構造物に結合せ
しめられなければならないので、ほとんどの燃料電池デ
ザインにおいてこれらの困難はいっそうこじれる。結果
として、この種類の単一体固体酸化物燃料電池は、電池
の連結構成部材および／または電解質構成部材への熱応
力による損傷を避けるために、長時間の間隔に亘り作業
温度へと作業温度からと、徐々にそして均質に加熱しな
ければならなかった。
【００６１】柔軟予備焼結電解質を含む燃料電池構成物
の使用により、そのような破損を生じる熱応力を減少せ
しめることが可能である。これは、ユーラー座屈の機構
により最も直接的に行なわれ得る。この機構は、脆いセ
ラミックおよびサーメット材料の破損に最も頻繁に原因
のある引張応力を解放するように作用し得る。引張応力
は、より熱い領域に生じる圧縮応力により、一様でない
加熱が行なわれた脆い材料のより冷たい領域に生じる。
ユーラー座屈は、加熱された領域の圧縮応力が、次々
に、材料のより冷たい部分の引張応力を大幅に減少し得
る座屈により解放されるようにする。このようにして、
破壊強さのモジュラスを超えるセラミックまたはサーメ
ットにおける引張応力の発達をしばしば避けることがで
きる。
の使用により、そのような破損を生じる熱応力を減少せ
しめることが可能である。これは、ユーラー座屈の機構
により最も直接的に行なわれ得る。この機構は、脆いセ
ラミックおよびサーメット材料の破損に最も頻繁に原因
のある引張応力を解放するように作用し得る。引張応力
は、より熱い領域に生じる圧縮応力により、一様でない
加熱が行なわれた脆い材料のより冷たい領域に生じる。
ユーラー座屈は、加熱された領域の圧縮応力が、次々
に、材料のより冷たい部分の引張応力を大幅に減少し得
る座屈により解放されるようにする。このようにして、
破壊強さのモジュラスを超えるセラミックまたはサーメ
ットにおける引張応力の発達をしばしば避けることがで
きる。
【００６２】図１に示したように燃料電池の一般的なデ
ザインは、可能な屈曲の量を制限するけれども、薄い予
備焼結電解質シートを使用することにより、これらの構
造物における応力解放機構のようなユーラー座屈の効果
性を高める。電解質シートはそれ自身で、非常に高い耐
熱衝撃性を示し、多孔性セラミックまたはサーメット
は、同一組成の濃密非多孔性材料よりもいくぶん高い破
損歪みを生じる。それゆえ、柔軟予備焼結電解質層と組
み合わせた、比較的薄い厚さの多孔性陰極および／また
は正極層を使用することにより、従来技術のプレーナー
構造物よりも著しくよりコンプライアントな燃料電池構
造物を提供し得る。
ザインは、可能な屈曲の量を制限するけれども、薄い予
備焼結電解質シートを使用することにより、これらの構
造物における応力解放機構のようなユーラー座屈の効果
性を高める。電解質シートはそれ自身で、非常に高い耐
熱衝撃性を示し、多孔性セラミックまたはサーメット
は、同一組成の濃密非多孔性材料よりもいくぶん高い破
損歪みを生じる。それゆえ、柔軟予備焼結電解質層と組
み合わせた、比較的薄い厚さの多孔性陰極および／また
は正極層を使用することにより、従来技術のプレーナー
構造物よりも著しくよりコンプライアントな燃料電池構
造物を提供し得る。
【００６３】特定の燃料電池デザインに作られなければ
ならないコンプライアンスの大きさは、電池が用いられ
る特定の環境による。それゆえ、本発明により提供され
る電解質／電極および／または連結下部構造物は、多か
れ少なかれ必要に応じたコンプライアントでる。
ならないコンプライアンスの大きさは、電池が用いられ
る特定の環境による。それゆえ、本発明により提供され
る電解質／電極および／または連結下部構造物は、多か
れ少なかれ必要に応じたコンプライアントでる。
【００６４】この変化の説明は、約20ミクロンの厚さを
有する、イットリア安定化ジルコニア（Ｚｒ2 Ｏ＋８モ
ル％のＹ2 Ｏ3 ）の柔軟予備焼結電解質シートに基づく
電解質／電極下部構造物の実施例である。この構造物は
さらに、電解質の一方の表面に結合した、50ミクロンの
厚さの多孔性ニッケル／イットリア安定化ジルコニア
（８モル％のＹ2 Ｏ3 ）サーメット正極および他方の電
解質表面に結合した50ミクロンの多孔性ストロンチウム
添加ランタン亜マンガン酸塩（ＬａＭｎＯ3 ）陰極を含
む。使用した比較的厚い電極層（約120 ミクロンの全体
の厚さとなる）はいくぶんその最大柔軟性を制限する
が、作成した電解質／電極下部構造物は、電解質の優れ
た柔軟性および靭性により、改良されたコンプライアン
スを示す。
有する、イットリア安定化ジルコニア（Ｚｒ2 Ｏ＋８モ
ル％のＹ2 Ｏ3 ）の柔軟予備焼結電解質シートに基づく
電解質／電極下部構造物の実施例である。この構造物は
さらに、電解質の一方の表面に結合した、50ミクロンの
厚さの多孔性ニッケル／イットリア安定化ジルコニア
（８モル％のＹ2 Ｏ3 ）サーメット正極および他方の電
解質表面に結合した50ミクロンの多孔性ストロンチウム
添加ランタン亜マンガン酸塩（ＬａＭｎＯ3 ）陰極を含
む。使用した比較的厚い電極層（約120 ミクロンの全体
の厚さとなる）はいくぶんその最大柔軟性を制限する
が、作成した電解質／電極下部構造物は、電解質の優れ
た柔軟性および靭性により、改良されたコンプライアン
スを示す。
【００６５】本発明によるよりコンプライアントな燃料
電池下部構造物の実施例は、同様の予備焼結安定化ジル
コニア電解質に基づくが、18ミクロンのシート厚を有
し、10−20ミクロン厚の多孔性電極を支持する電極／電
解質複合体である。この構造物の電極は、多孔性白金／
ジルコニア層を含んでもよく、これらの電極は、対向す
る電解質表面を、33容量％のイットリア安定化ジルコニ
ア（Ｚｒ2 Ｏ＋６モル％のＹ2 Ｏ3 ）および67容量％の
従来の白金インクからなるペーストで被覆することによ
り適応する。使用したインクは、Ｎ．Ｊ．イーストニュ
ワークのエンゲルハード社から市販されているＡ−４３
３８白金インクである。このペーストを多孔性電極に添
加する焼成を、1050℃で行なう。作成した電解質／電極
下部構造物は、予備焼結電解質または電極被覆に損傷を
与えることなく、約５ｍｍの曲率半径に屈曲するのに十
分な柔軟性を有することが分かった。
電池下部構造物の実施例は、同様の予備焼結安定化ジル
コニア電解質に基づくが、18ミクロンのシート厚を有
し、10−20ミクロン厚の多孔性電極を支持する電極／電
解質複合体である。この構造物の電極は、多孔性白金／
ジルコニア層を含んでもよく、これらの電極は、対向す
る電解質表面を、33容量％のイットリア安定化ジルコニ
ア（Ｚｒ2 Ｏ＋６モル％のＹ2 Ｏ3 ）および67容量％の
従来の白金インクからなるペーストで被覆することによ
り適応する。使用したインクは、Ｎ．Ｊ．イーストニュ
ワークのエンゲルハード社から市販されているＡ−４３
３８白金インクである。このペーストを多孔性電極に添
加する焼成を、1050℃で行なう。作成した電解質／電極
下部構造物は、予備焼結電解質または電極被覆に損傷を
与えることなく、約５ｍｍの曲率半径に屈曲するのに十
分な柔軟性を有することが分かった。
【００６６】図２は、200 倍の倍率で撮影した、この配
置の柔軟電極／電解質下部構造物の光学顕微鏡写真であ
る。この写真は、この方法にしたがって達成される薄い
多層構造物を示している。そのような方法における一般
的に固有な高層収縮により、共焼結手法を用いて、この
水準のコンプライアンスを有する欠陥のない電解質−電
極下部構造物を製造することは、極めて困難であること
が分かっている。
置の柔軟電極／電解質下部構造物の光学顕微鏡写真であ
る。この写真は、この方法にしたがって達成される薄い
多層構造物を示している。そのような方法における一般
的に固有な高層収縮により、共焼結手法を用いて、この
水準のコンプライアンスを有する欠陥のない電解質−電
極下部構造物を製造することは、極めて困難であること
が分かっている。
【００６７】計算により、図２の下部構造物により示さ
れた曲げの水準は、最も外側の電極の外面で比較的大き
な歪み（0.3 ％を超える）を示し、この歪みは、最も濃
密なセラミックの典型的な破損歪み値より大きい（0.1
％）であることを確認する。それゆえ、この場合のコン
プライアンスは、多孔性電極層を下部構造物の外面に配
することにより、並びに支持電解質の柔軟性と強さによ
り、好ましい。
れた曲げの水準は、最も外側の電極の外面で比較的大き
な歪み（0.3 ％を超える）を示し、この歪みは、最も濃
密なセラミックの典型的な破損歪み値より大きい（0.1
％）であることを確認する。それゆえ、この場合のコン
プライアンスは、多孔性電極層を下部構造物の外面に配
することにより、並びに支持電解質の柔軟性と強さによ
り、好ましい。
【００６８】これらの考えに基づき、燃料電池デザイン
における最良の柔軟性およびコンプライアンスに関して
観察されるいくつかの一般的なデザイン原則は、高度に
柔軟であるが強い予備焼結電解質基礎層の使用に加え、
濃密、脆性でそれゆえ歪みに耐えられないセラミックま
たはサーメットを、できるだけ層状の下部構造物の中立
軸（中央平面）に近く配することを含む。さらに、複合
体における重要な引張り位置での耐歪み構成物（例え
ば、多孔性セラミックまたは濃密から多孔性金属または
サーメット層）の使用は、有利である。
における最良の柔軟性およびコンプライアンスに関して
観察されるいくつかの一般的なデザイン原則は、高度に
柔軟であるが強い予備焼結電解質基礎層の使用に加え、
濃密、脆性でそれゆえ歪みに耐えられないセラミックま
たはサーメットを、できるだけ層状の下部構造物の中立
軸（中央平面）に近く配することを含む。さらに、複合
体における重要な引張り位置での耐歪み構成物（例え
ば、多孔性セラミックまたは濃密から多孔性金属または
サーメット層）の使用は、有利である。
【００６９】以下の実施例は、燃料電池および燃料電池
下部構造物のデザインにおける柔軟予備焼結電解質シー
トの使用および機能を説明する。
下部構造物のデザインにおける柔軟予備焼結電解質シー
トの使用および機能を説明する。
【００７０】実施例１−電解質／電極下部構造物 予備焼結柔軟電解質の使用の反転性を説明する薄いコン
プライアント電解質／電極下部構造物を構成する。この
構造物を作成するために、イットリア安定化ジルコニア
（ＺｒＯ2 −６モル％のＹ2 Ｏ3 ）からなる柔軟電解質
シートを、内径約2.2 ｃｍの剛性安定化ジルコニア管の
開いたベース（ｏｐｅｎ ｂａｓｅ）を横切って結合せ
しめることにより、最初に縁強制する。
プライアント電解質／電極下部構造物を構成する。この
構造物を作成するために、イットリア安定化ジルコニア
（ＺｒＯ2 −６モル％のＹ2 Ｏ3 ）からなる柔軟電解質
シートを、内径約2.2 ｃｍの剛性安定化ジルコニア管の
開いたベース（ｏｐｅｎ ｂａｓｅ）を横切って結合せ
しめることにより、最初に縁強制する。
【００７１】この管への永久の結合は、ナトリウム−イ
ットリウムケイ酸塩シーリングガラスフリットを管ベー
スとシートに施し、続いて管とシートを共に1225℃のシ
ーリング温度で焼成することにより行なわれる。使用し
たシーリングフリットは、重量パーセントで、約24.1％
のＮａ2 Ｏ、約29.3％のＹ2 Ｏ3 、および約46.6％のＳ
ｉＯ2 からなる組成を有し、前記表１および１ａの実施
例１として記載されている。
ットリウムケイ酸塩シーリングガラスフリットを管ベー
スとシートに施し、続いて管とシートを共に1225℃のシ
ーリング温度で焼成することにより行なわれる。使用し
たシーリングフリットは、重量パーセントで、約24.1％
のＮａ2 Ｏ、約29.3％のＹ2 Ｏ3 、および約46.6％のＳ
ｉＯ2 からなる組成を有し、前記表１および１ａの実施
例１として記載されている。
【００７２】電解質シートを管にシールした後、電池負
極の白金インクを、管の内面に面する電解質の表面に施
し、電池正極のニッケル／安定化ジルコニアペーストを
電解質シートの底または外面に施す。0.45ｇの市販の白
金インク（エンゲルハードＡ−４３３８白金インク）を
0.20−0.45ｇの酢酸ブチルで希釈することにより配合す
る。ニッケル／ジルコニアペーストは、約20ｇのニッケ
ル粉末、約0.24ｇのフタル酸ジブチル、約2.67ｇの酢酸
ブチル、約1.01ｇのポリ（メタクリル酸ブチル）、およ
び約6.1 ｇのジルコニアスリップからなる。ジルコニア
スリップは、重量部で、約100 部のイットリア安定化ジ
ルコニア（６モル％のＹ2 Ｏ3 ）、約80部の酢酸ブチ
ル、および約0.6 部のエンフォスＰＳ２１Ａ分散剤から
なる。
極の白金インクを、管の内面に面する電解質の表面に施
し、電池正極のニッケル／安定化ジルコニアペーストを
電解質シートの底または外面に施す。0.45ｇの市販の白
金インク（エンゲルハードＡ−４３３８白金インク）を
0.20−0.45ｇの酢酸ブチルで希釈することにより配合す
る。ニッケル／ジルコニアペーストは、約20ｇのニッケ
ル粉末、約0.24ｇのフタル酸ジブチル、約2.67ｇの酢酸
ブチル、約1.01ｇのポリ（メタクリル酸ブチル）、およ
び約6.1 ｇのジルコニアスリップからなる。ジルコニア
スリップは、重量部で、約100 部のイットリア安定化ジ
ルコニア（６モル％のＹ2 Ｏ3 ）、約80部の酢酸ブチ
ル、および約0.6 部のエンフォスＰＳ２１Ａ分散剤から
なる。
【００７３】前述したように製造した被覆試料を、１時
間に亘り形成ガス（８％の水素）中で1100℃に焼成し、
ペースト被覆を多孔性電極被覆に硬化せしめる。最終被
覆は、それぞれ厚さが約10から30ミクロンである。
間に亘り形成ガス（８％の水素）中で1100℃に焼成し、
ペースト被覆を多孔性電極被覆に硬化せしめる。最終被
覆は、それぞれ厚さが約10から30ミクロンである。
【００７４】このデザインにおいて、白金ベースの負極
被覆の熱膨脹は、約8.6 ｐｐｍ／℃であり、一方ニッケ
ルベースの正極の熱膨脹は、約13.3ｐｐｍ／℃である。
しかしながら、熱膨脹係数のこの大きな差異にもかかわ
らず、そして一部は電解質の強さと柔軟性のために、電
極層の硬化後の電解質／電極には、割れや他の欠陥は観
察されない。
被覆の熱膨脹は、約8.6 ｐｐｍ／℃であり、一方ニッケ
ルベースの正極の熱膨脹は、約13.3ｐｐｍ／℃である。
しかしながら、熱膨脹係数のこの大きな差異にもかかわ
らず、そして一部は電解質の強さと柔軟性のために、電
極層の硬化後の電解質／電極には、割れや他の欠陥は観
察されない。
【００７５】被覆、フリット結合、ろう付け等を含むが
これらに制限されない、様々な結合方法は、電解質シー
トおよび電極または連結構成物を本発明の電池アッセン
ブリに結合せしめるのに用いられる。しかしながら、補
足のガラスフリットまたは他のシーラントを使用するこ
となく電解質への直接の結合を行なえる、金属電池連結
物を付着せしめるのに特に適した方法は、低圧貼合せ方
法である。以下の実施例はこれを説明するものである。
これらに制限されない、様々な結合方法は、電解質シー
トおよび電極または連結構成物を本発明の電池アッセン
ブリに結合せしめるのに用いられる。しかしながら、補
足のガラスフリットまたは他のシーラントを使用するこ
となく電解質への直接の結合を行なえる、金属電池連結
物を付着せしめるのに特に適した方法は、低圧貼合せ方
法である。以下の実施例はこれを説明するものである。
【００７６】実施例２−電解質／連結構造物 電池集電装置または連結構成物の導電性金属要素を最初
に選択する。この要素は、ＣＴ．ブランフォードのデル
カー社からデルカー３Ｎｉ５−０７７ＡＮニッケル網と
して市販されている、サイズで約2.3 ｃｍ×1.6 ｃｍの
ニッケル網の部分からなる。
に選択する。この要素は、ＣＴ．ブランフォードのデル
カー社からデルカー３Ｎｉ５−０７７ＡＮニッケル網と
して市販されている、サイズで約2.3 ｃｍ×1.6 ｃｍの
ニッケル網の部分からなる。
【００７７】次に、このようにして提供した網導体を平
らで柔軟な予備焼結イットリア安定化ジルコニアシート
（ＺｒＯ2 と６モル％のＹ2 Ｏ3 ）の部分に貼り合わせ
る。シートは約20ミクロン厚である。貼合せは、この網
を柔軟電解質シート上に配し、その網を覆ってテープキ
ャスト未焼結アルミナの分離層を配し、焼結アルミナ定
盤の間に電解質、網および分離層を配し、積重体に約62
0 ｇの加重を行ない、次いで加重したアッセンブリを真
空炉中で30分間に亘り約1250℃に加熱することにより行
なう。この貼合せ方法の後に、積重体を冷却し、炉から
取りだし、分解する。そのようにして提供した貼合せ電
解質／連結構造物の試験により、網のセラミックシート
の親密な結合が、全ての網の交差部分と連結部分の実質
的な部分で行なわれたことを示す。さらに、この構造物
のコンプライアンスにより、この複合体の応力の解放
は、網が結合せしめられるシート表面へのアッセンブリ
の屈曲またはカールにより容易に達成される。このよう
にして、ニッケル網（約13.3ｐｐｍ／℃）および安定化
ジルコニアシート（約11ｐｐｍ／℃）間の熱膨脹の著し
い差異にもかかわらず、耐久性のコンプライアントの複
合体が得られる。
らで柔軟な予備焼結イットリア安定化ジルコニアシート
（ＺｒＯ2 と６モル％のＹ2 Ｏ3 ）の部分に貼り合わせ
る。シートは約20ミクロン厚である。貼合せは、この網
を柔軟電解質シート上に配し、その網を覆ってテープキ
ャスト未焼結アルミナの分離層を配し、焼結アルミナ定
盤の間に電解質、網および分離層を配し、積重体に約62
0 ｇの加重を行ない、次いで加重したアッセンブリを真
空炉中で30分間に亘り約1250℃に加熱することにより行
なう。この貼合せ方法の後に、積重体を冷却し、炉から
取りだし、分解する。そのようにして提供した貼合せ電
解質／連結構造物の試験により、網のセラミックシート
の親密な結合が、全ての網の交差部分と連結部分の実質
的な部分で行なわれたことを示す。さらに、この構造物
のコンプライアンスにより、この複合体の応力の解放
は、網が結合せしめられるシート表面へのアッセンブリ
の屈曲またはカールにより容易に達成される。このよう
にして、ニッケル網（約13.3ｐｐｍ／℃）および安定化
ジルコニアシート（約11ｐｐｍ／℃）間の熱膨脹の著し
い差異にもかかわらず、耐久性のコンプライアントの複
合体が得られる。
【００７８】図３は、上記方法により提供された電解質
／集電装置下部構造物を説明する光学顕微鏡写真であ
る。ここで白色の棒は約１ｃｍの寸法に対応する。
／集電装置下部構造物を説明する光学顕微鏡写真であ
る。ここで白色の棒は約１ｃｍの寸法に対応する。
【００７９】実施例３−電解質／連結構造物 実施例２の方法を繰り返すが、その実施例のニッケル網
の代りにステンレススチール網の部分からなる連結要素
を用いる。選択した要素は、２ｃｍ×1.5 ｃｍのサイズ
の、ＣＴ、ブランフォードのデルカー社からデルカー３
ＳＳ（３１６Ｌ）１０−１２５ＡＮ網として市販されて
いる３１６Ｌのステンレススチール網である。
の代りにステンレススチール網の部分からなる連結要素
を用いる。選択した要素は、２ｃｍ×1.5 ｃｍのサイズ
の、ＣＴ、ブランフォードのデルカー社からデルカー３
ＳＳ（３１６Ｌ）１０−１２５ＡＮ網として市販されて
いる３１６Ｌのステンレススチール網である。
【００８０】実施例２のような貼合せ熱処理を完了した
後の貼合せアッセンブリの試験により、網と柔軟ジルコ
ニア電解質との間に優れた結合が行なわれることが分か
る。さらに、連結材料と電解質シートの間の熱膨張の比
較的大きな差異（スチールでは約17.5ｐｐｍ／℃に対し
てジルコニアシートでは約11ｐｐｍ／℃）にもかかわら
ず、貼合せ方法により、結合構造物には割れまたは他の
明確な欠陥が生じない。再度、網が結合せしめられる電
解質表面へのアッセンブリのカールによりこのコンプラ
イアント構造物において、応力の解放が行なわれる。
後の貼合せアッセンブリの試験により、網と柔軟ジルコ
ニア電解質との間に優れた結合が行なわれることが分か
る。さらに、連結材料と電解質シートの間の熱膨張の比
較的大きな差異（スチールでは約17.5ｐｐｍ／℃に対し
てジルコニアシートでは約11ｐｐｍ／℃）にもかかわら
ず、貼合せ方法により、結合構造物には割れまたは他の
明確な欠陥が生じない。再度、網が結合せしめられる電
解質表面へのアッセンブリのカールによりこのコンプラ
イアント構造物において、応力の解放が行なわれる。
【００８１】予備焼結した電解質はまた、薄いシート形
状における強さと靭性のために、電気的な鉛の付着に利
点を示す。電解質のガラスまたはセラミックフリットに
よる結合、直接のろう付け、または電池連結構造物の付
着に用いたような貼合せを含む、金属鉛を付着せしめる
いくつかの方法が用いられる。そのような付着の都合の
よい説明としては、直径約0.1 ｍｍの白金ワイヤーを、
単にシートとワイヤーを接触せしめ、接合部をガス−酸
素溶接トーチにより加熱せしめることによって、予備焼
結ジルコニア電解質シートに結合せしめてもよい。白金
は部分的に溶融し、シートに直接に強く結合する。この
電気的鉛のシートからの分離は、シートを破壊すること
によってのみ行なわれる。
状における強さと靭性のために、電気的な鉛の付着に利
点を示す。電解質のガラスまたはセラミックフリットに
よる結合、直接のろう付け、または電池連結構造物の付
着に用いたような貼合せを含む、金属鉛を付着せしめる
いくつかの方法が用いられる。そのような付着の都合の
よい説明としては、直径約0.1 ｍｍの白金ワイヤーを、
単にシートとワイヤーを接触せしめ、接合部をガス−酸
素溶接トーチにより加熱せしめることによって、予備焼
結ジルコニア電解質シートに結合せしめてもよい。白金
は部分的に溶融し、シートに直接に強く結合する。この
電気的鉛のシートからの分離は、シートを破壊すること
によってのみ行なわれる。
【００８２】実施例４−燃料電池の構成 上述したようなコンプライアント電池下部構造物を含む
燃料電池構造の仮定実施例を以下に示す。イットリア安
定化ジルコニア、すなわち、４−12モルパーセントのＹ
2 Ｏ3 安定剤、典型的には６モル％のＹ2 Ｏ3 を含有す
るジルコニアからなるある量の予備焼結電解質シートを
最初に提供する。このシートは柔軟で、５−45ミクロン
の範囲の厚さを有する。20ミクロンのシートが特に適し
ている。
燃料電池構造の仮定実施例を以下に示す。イットリア安
定化ジルコニア、すなわち、４−12モルパーセントのＹ
2 Ｏ3 安定剤、典型的には６モル％のＹ2 Ｏ3 を含有す
るジルコニアからなるある量の予備焼結電解質シートを
最初に提供する。このシートは柔軟で、５−45ミクロン
の範囲の厚さを有する。20ミクロンのシートが特に適し
ている。
【００８３】この予備焼結シートの部分を各シートの一
方の側の負極集電装置（負極グリッド）に最初に設け
た。これらのグリッドは、１から50ミクロンの厚さ、例
えば20ミクロンの厚さ、５ｍｍのような１から10ｍｍの
列間隔、および10から500 ミクロン、典型的には200 ミ
クロンの列幅を適切に有する、白金金属の平行な列から
なる。これらの列は、電解質シートに白金インクをプリ
ントし、続いて1000−1200℃でインクを焼結することに
より容易に形成せしめられる。白金ホイルの電解質表面
への蒸着または貼合せのような方法が、同一目的のため
に選択的に用いられる。
方の側の負極集電装置（負極グリッド）に最初に設け
た。これらのグリッドは、１から50ミクロンの厚さ、例
えば20ミクロンの厚さ、５ｍｍのような１から10ｍｍの
列間隔、および10から500 ミクロン、典型的には200 ミ
クロンの列幅を適切に有する、白金金属の平行な列から
なる。これらの列は、電解質シートに白金インクをプリ
ントし、続いて1000−1200℃でインクを焼結することに
より容易に形成せしめられる。白金ホイルの電解質表面
への蒸着または貼合せのような方法が、同一目的のため
に選択的に用いられる。
【００８４】白金集電装置の適応後、負極層を施して、
集電装置間の交差部分をペーストの被覆と焼成により充
填する。負極は、有機ビヒクル中の粉末分散として施さ
れ、1200−1400℃での焼成によりペースト層を多孔性負
極層に転化せしめられるストロンチウム添加ランタン亜
マンガン酸塩から形成される。
集電装置間の交差部分をペーストの被覆と焼成により充
填する。負極は、有機ビヒクル中の粉末分散として施さ
れ、1200−1400℃での焼成によりペースト層を多孔性負
極層に転化せしめられるストロンチウム添加ランタン亜
マンガン酸塩から形成される。
【００８５】負極構造物を各電解質シートの第１の側に
施した後に、正極を負極の反対の表面に施す。この目的
のために、各シートの第２の表面は、実施例２に記載し
たように、1250℃の貼合せ温度で最初にニッケル網によ
り貼り合わせ、網をシートに永久に結合せしめる。この
網は電解質シートの正極側の集電装置として作用する。
施した後に、正極を負極の反対の表面に施す。この目的
のために、各シートの第２の表面は、実施例２に記載し
たように、1250℃の貼合せ温度で最初にニッケル網によ
り貼り合わせ、網をシートに永久に結合せしめる。この
網は電解質シートの正極側の集電装置として作用する。
【００８６】正極集電装置（正極グリッド）を施した後
に、ニッケルとジルコニアの混合物からなり、有機ビヒ
クルベースの粉末のペースト分散物として提供される、
正極の電極材料を、網の開口部を満たすのに十分な量
で、ニッケル網に施す。１−80容量％の安定化ジルコニ
ア、例えば20容量％のＺｒＯ2 −６モル％のＹ2 Ｏ3 粉
末、および80容量％の粉末ニッケルからなるこの正極材
料を、1100℃のように、約900 −1400℃の範囲の温度に
焼成し、ペーストを多孔性ニッケル−ジルコニアサーメ
ット正極に転化する。
に、ニッケルとジルコニアの混合物からなり、有機ビヒ
クルベースの粉末のペースト分散物として提供される、
正極の電極材料を、網の開口部を満たすのに十分な量
で、ニッケル網に施す。１−80容量％の安定化ジルコニ
ア、例えば20容量％のＺｒＯ2 −６モル％のＹ2 Ｏ3 粉
末、および80容量％の粉末ニッケルからなるこの正極材
料を、1100℃のように、約900 −1400℃の範囲の温度に
焼成し、ペーストを多孔性ニッケル−ジルコニアサーメ
ット正極に転化する。
【００８７】このようにして提供した必須の集電装置と
コンプライアント電解質／電極下部構造物を、図４に概
略を示したような最終形状を有する、チャネル交差流動
デザインの燃料電池に結合せしめる。ここでさらに詳し
く図４を参照する。燃料電池構造40は、柔軟電解質シー
ト42に基づく第１の下部構造物を含み、このシートはそ
の上面に結合した正極グリッド45を含む正極層44およ
び、その底面に結合した負極グリッド47を含む負極層46
を有する。
コンプライアント電解質／電極下部構造物を、図４に概
略を示したような最終形状を有する、チャネル交差流動
デザインの燃料電池に結合せしめる。ここでさらに詳し
く図４を参照する。燃料電池構造40は、柔軟電解質シー
ト42に基づく第１の下部構造物を含み、このシートはそ
の上面に結合した正極グリッド45を含む正極層44およ
び、その底面に結合した負極グリッド47を含む負極層46
を有する。
【００８８】電池構造物40内に含まれる追加の電解質／
電極下部構造物は、柔軟シート42ａ、42ｂからなる。こ
れらはそれぞれ、その正極表面に結合した正極グリッド
45ａおよび45ｂを含む正極44ａおよび44ｂ、並びにその
対向表面に結合した必須負極グリッド47ａおよび47ｂを
有する負極46ａおよび46ｂを有する。
電極下部構造物は、柔軟シート42ａ、42ｂからなる。こ
れらはそれぞれ、その正極表面に結合した正極グリッド
45ａおよび45ｂを含む正極44ａおよび44ｂ、並びにその
対向表面に結合した必須負極グリッド47ａおよび47ｂを
有する負極46ａおよび46ｂを有する。
【００８９】燃料電池構造物はさらに、この場合焼結セ
ラミック材料からなり、互いから電解質／電極シートを
分離し、燃料と酸化体材料により電極へのアクセスを提
供するように機能する、波型シート50および50ａからな
る電池隔離板を含む。図示した好ましい形状において、
シートは、約45ミクロンより小さい、すなわち、20ミク
ロンの厚さを有する、予備焼結した、柔軟な、波型イッ
トリア安定化ジルコニアシートからなる。
ラミック材料からなり、互いから電解質／電極シートを
分離し、燃料と酸化体材料により電極へのアクセスを提
供するように機能する、波型シート50および50ａからな
る電池隔離板を含む。図示した好ましい形状において、
シートは、約45ミクロンより小さい、すなわち、20ミク
ロンの厚さを有する、予備焼結した、柔軟な、波型イッ
トリア安定化ジルコニアシートからなる。
【００９０】電池構成物の気密アッセンブリへのシーリ
ングは、ガラスシーリングフリット、典型的に前述した
ようなナトリウム−イットリウム−ケイ酸塩フリットを
用いて行なってもよい。そのようなフリットシーリング
は、例えば、少なくとも電解質／電極下部構造物の周辺
縁と波型電池隔離板との間の気密シールを達成するのに
特に望ましい。
ングは、ガラスシーリングフリット、典型的に前述した
ようなナトリウム−イットリウム−ケイ酸塩フリットを
用いて行なってもよい。そのようなフリットシーリング
は、例えば、少なくとも電解質／電極下部構造物の周辺
縁と波型電池隔離板との間の気密シールを達成するのに
特に望ましい。
【００９１】この電池の操作において、波型焼結セラミ
ックシート50により提供されたチャネルを通じて負極表
面46および46ａの間に酸化体を導入する。同様に、波型
焼結セラミックシート50ａにより提供されたチャネルを
通じて正極表面44ａおよび44ｂの間に燃料を導入する。
電流は、正極グリッド45、45ａおよび45ｂ並びに負極グ
リッド47、47ａおよび47ｂにより集積せしめられる。外
部回路へのこの電池構造物の連結は、各正極および負極
集電装置に付着せしめられ、従来のデザインの正と負の
電池末端に連続または並列にそれらの電極に連結する電
気的鉛のようないかなる適切な手段によって行なわれて
もよい。
ックシート50により提供されたチャネルを通じて負極表
面46および46ａの間に酸化体を導入する。同様に、波型
焼結セラミックシート50ａにより提供されたチャネルを
通じて正極表面44ａおよび44ｂの間に燃料を導入する。
電流は、正極グリッド45、45ａおよび45ｂ並びに負極グ
リッド47、47ａおよび47ｂにより集積せしめられる。外
部回路へのこの電池構造物の連結は、各正極および負極
集電装置に付着せしめられ、従来のデザインの正と負の
電池末端に連続または並列にそれらの電極に連結する電
気的鉛のようないかなる適切な手段によって行なわれて
もよい。
【００９２】多層電池構造物の縁のシーリングは好まし
くは、追加の柔軟セラミック材料の使用により行なって
もよい。適切な形状でこの材料を使用することにより、
電池チャネルのマニホールディング並びに構造物の柔軟
なシーリングを提供できる。したがって、図４の構造物
の実施例を使用することにより、隣接する半分の電池
を、柔軟セラミックシートの半分の管を構造物の隣の電
解質層にシールすることにより、連結し、マニホールド
とすることができる。そのような半分の管の一方の長い
縁は、一方の電解質層（例えば、図４の層42ａ）に結合
でき、他方の長い縁は、隣接する電解質層（例えば、層
42ｂ）に連結できる。作成したシールは、柔軟である
が、電解質下部構造物の間の波型シート電池隔離板（例
えば、図４のシート50ａ）により形成される全てのチャ
ネルへのガスアクセスを提供できる。
くは、追加の柔軟セラミック材料の使用により行なって
もよい。適切な形状でこの材料を使用することにより、
電池チャネルのマニホールディング並びに構造物の柔軟
なシーリングを提供できる。したがって、図４の構造物
の実施例を使用することにより、隣接する半分の電池
を、柔軟セラミックシートの半分の管を構造物の隣の電
解質層にシールすることにより、連結し、マニホールド
とすることができる。そのような半分の管の一方の長い
縁は、一方の電解質層（例えば、図４の層42ａ）に結合
でき、他方の長い縁は、隣接する電解質層（例えば、層
42ｂ）に連結できる。作成したシールは、柔軟である
が、電解質下部構造物の間の波型シート電池隔離板（例
えば、図４のシート50ａ）により形成される全てのチャ
ネルへのガスアクセスを提供できる。
【００９３】記載した電池構成物中にコンプライアント
波型隔離板および柔軟電解質ベースシートを使用するこ
とにより、完成した電池構造物に非常に改良された耐熱
衝撃性を与えられる。これらのコンプライアントセラミ
ックの熱耐久性の説明において、この電池デザインにお
ける電解質および隔離板構成物に使用する種類の白金被
覆柔軟予備焼結ジルコニアシートは、シート、白金、ま
たは白金／シート結合に熱損傷を与えることなく、約１
秒の加熱間隔に亘り1000℃を超える温度に加熱できるこ
とが分かっている。それゆえ、記載したような電池デザ
インにより、例えば高電流を負極または正極グリッドに
通過せしめることにより、構造的損傷を与えずに、燃料
電池の著しい加熱が容易に達成可能であるあることが予
想できる。
波型隔離板および柔軟電解質ベースシートを使用するこ
とにより、完成した電池構造物に非常に改良された耐熱
衝撃性を与えられる。これらのコンプライアントセラミ
ックの熱耐久性の説明において、この電池デザインにお
ける電解質および隔離板構成物に使用する種類の白金被
覆柔軟予備焼結ジルコニアシートは、シート、白金、ま
たは白金／シート結合に熱損傷を与えることなく、約１
秒の加熱間隔に亘り1000℃を超える温度に加熱できるこ
とが分かっている。それゆえ、記載したような電池デザ
インにより、例えば高電流を負極または正極グリッドに
通過せしめることにより、構造的損傷を与えずに、燃料
電池の著しい加熱が容易に達成可能であるあることが予
想できる。
【００９４】本発明を、組成物、材料、装置および／ま
たは方法の特定の実施例に関して詳細に記載したが、そ
れら実施例は説明のみを目的としたものであり、限定を
意図するものではないことが理解されよう。したがっ
て、特にここに記載した構造物、材料および方法に関す
る様々な修正と変更が、コンプライアント燃料電池構造
物のデザインに明白な用途を有し、請求の範囲の意図内
で当業者により行なわれる。
たは方法の特定の実施例に関して詳細に記載したが、そ
れら実施例は説明のみを目的としたものであり、限定を
意図するものではないことが理解されよう。したがっ
て、特にここに記載した構造物、材料および方法に関す
る様々な修正と変更が、コンプライアント燃料電池構造
物のデザインに明白な用途を有し、請求の範囲の意図内
で当業者により行なわれる。
【図１】単一体デザインの従来の燃料電池の一部の概略
断面図
断面図
【図２】本発明の薄く柔軟な電解質／電極下部構造物の
光学顕微鏡写真
光学顕微鏡写真
【図３】本発明の薄く柔軟な電解質／連結下部構造物の
光学顕微鏡写真
光学顕微鏡写真
【図４】本発明の範囲内の燃料電池デザインの一部の概
略断面図
略断面図
12 負極構造物 14 正極構造物 20 固体酸化物電極層 22 上面シート 24 底面シート 26、36 正極層 28、38 負極層 30、32 連結層 42 柔軟シート 44 正極 45 正極グリッド 46 負極 47 負極グリッド 50 波型シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーガレット キャスリーン フェイバー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14831 コーニング ウォール ストリート 236 (72)発明者 トーマス デール ケッチャム アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ビッグ フラッツ ヴァリー ロード 319 (72)発明者 デル ジョゼフ セント ジュリアン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ワトキ ンス グレン ボックス 318 アールデ ィーナンバー ２
Claims (26)
- 【請求項１】 酸化体溜め、燃料溜め、および該酸化体
溜めと燃料溜めの間に配された電解質構造物からなる固
体電解質燃料電池であって、前記電解質構造物が、薄
く、柔軟で、予備焼結した多結晶性セラミックシートか
らなる酸素−イオン−伝導性電解質を含むことを特徴と
する燃料電池。 - 【請求項２】 前記電解質が、高酸素イオン伝導性を有
する予備焼結酸化物セラミックから形成されていること
を特徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】 前記予備焼結酸化物セラミックシートの
主成分が、酸化ジルコニウムであることを特徴とする請
求項２記載の燃料電池。 - 【請求項４】 前記電池中の燃料または酸化体の流れを
制御するためのガスチャネリング構成物を含有し、前記
ガスチャネリング構成物が第２の柔軟予備焼結多結晶性
セラミックシートから形成されていることを特徴とする
請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項５】 前記電解質および／または前記ガスチャ
ネリング構成物が、約45ミクロンを超えない厚さを有す
ることを特徴とする請求項４記載の燃料電池。 - 【請求項６】 前記予備焼結多結晶性セラミックシート
が、電極または導体に直接結合せしめられていることを
特徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項７】 固体電解質燃料電池のコンプライアント
電解質下部構造物であって、(i) 柔軟焼結多結晶性セラ
ミックシートから形成された酸素イオン伝導性電解質お
よび(ii)該多結晶性セラミックシートに直接結合せしめ
られた少なくとも１つの追加の燃料電池構成物からな
り、該追加の燃料電池構成物が、電極、導体、およびガ
スチャネリング構成物からなる群より選択される構成物
であることを特徴とする電解質下部構造物。 - 【請求項８】 前記柔軟セラミックシートが焼結多結晶
性酸化物シートであり、前記下部構造物が、電解質／電
極、電解質／導体、電解質／導体／電極、および電解質
／電極／導体の組合せからなる群より選択される燃料電
池構成物の組合せからなることを特徴とする請求項７記
載のコンプライアント電解質下部構造物。 - 【請求項９】 前記柔軟セラミックシートの主成分が多
結晶性酸化ジルコニウムであることを特徴とする請求項
８記載のコンプライアント電解質下部構造物。 - 【請求項１０】 前記柔軟セラミックシートに直接結合
せしめられた少なくとも１つのサーメット、セラミック
または金属の導体を含むことを特徴とする請求項９記載
のコンプライアント電解質下部構造物。 - 【請求項１１】 電解質シート、少なくとも１つの導
体、および少なくとも１つの電極層の結合せしめられた
組合せからなり、該電極層が前記電解質シートと前記導
体の両方と電気的に接触していることを特徴とする請求
項１０記載のコンプライアント電解質下部構造物。 - 【請求項１２】 平らなシートの形状を有し、該平らな
シートが、熱結晶化できる希土類−アルカリ／アルカリ
土類−ケイ酸塩シーリングガラスにより隣接する燃料電
池構造物にシールされていることを特徴とする請求項８
記載のコンプライアント電解質下部構造物。 - 【請求項１３】 約150 ミクロンを超えない厚さを有す
ることを特徴とする請求項８記載のコンプライアント電
解質下部構造物。 - 【請求項１４】 固体電解質燃料電池のための電解質下
部構造物を製造する方法であって、 粉末酸素イオン伝導性セラミックおよび該粉末セラミッ
クのための結合剤からなる電解質前駆体シートを提供
し、 該電解質前駆体シートを予備焼結せしめて前記酸素イオ
ン伝導性セラミックから実質的になる薄い柔軟焼結多結
晶性電解質シートを提供し、 該電解質シートに、燃料電池負極層、燃料電池正極層、
および燃料電池導体からなる群より選択される少なくと
も１つの追加の燃料電池回路構成物を直接結合せしめる
各工程からなることを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 前記電解質シートが約45ミクロンを超
えない厚さを有することを特徴とする請求項１４記載の
方法。 - 【請求項１６】 前記追加の燃料電池回路構成物が、金
属、セラミックまたはサーメットの導体であることを特
徴とする請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 前記追加の燃料電池回路構成物が予備
焼結正極層または負極層であることを特徴とする請求項
１５記載の方法。 - 【請求項１８】 前記追加の燃料電池構成物が、焼結に
より前記電解質に結合せしめられた正極または負極材料
の被覆であることを特徴とする請求項１５記載の方法。 - 【請求項１９】 流路を有する燃料電池構造物を形成す
る平らなまたは曲がったセラミックシートと波型セラミ
ックシートとの組合せからなる耐熱衝撃性燃料電池であ
って、少なくとも１つのシートが柔軟予備焼結セラミッ
クシートであることを特徴とする耐熱衝撃性燃料電池。 - 【請求項２０】 前記柔軟予備焼結セラミックシート
が、酸素イオン伝導性セラミック酸化物からなる平らな
または曲がった電解質シートであることを特徴とする請
求項１９記載の熱衝撃抵抗燃料電池。 - 【請求項２１】 前記電解質シートが電解質下部構造物
の構成物として提供され、該下部構造物がさらに、燃料
電池電極および前記電解質シートに直接結合せしめられ
た燃料電池導体からなる群より選択された少なくとも１
つの追加の燃料電池回路構成物からなることを特徴とす
る請求項２０記載の耐熱衝撃性燃料電池。 - 【請求項２２】 前記回路構成物が、多孔性正極層、多
孔性負極層、および金属、セラミック、またはサーメッ
トの集電装置からなる群より選択されることを特徴とす
る請求項２１記載の耐熱衝撃性燃料電池。 - 【請求項２３】 前記電解質下部構造物が、前記電解質
シートの第１の表面に結合せしめられた多孔性正極層お
よび前記電解質の第２の表面に結合せしめられた多孔性
負極層からなり、前記電解質下部構造物の厚さが約150
ミクロンを超えないことを特徴とする請求項２１記載の
耐熱衝撃性燃料電池。 - 【請求項２４】 前記波型シートが柔軟予備焼結多結晶
性セラミックシートからなることを特徴とする請求項２
３記載の耐熱衝撃性燃料電池。 - 【請求項２５】 前記平らなシートおよび／または前記
波型シートが、熱結晶化できる希土類−アルカリ／アル
カリ土類−ケイ酸塩シーリングガラスにより隣接する燃
料電池構成物に結合せしめられることを特徴とする請求
項１９記載の耐熱衝撃性燃料電池。 - 【請求項２６】 前記シーリングガラスが、モルパーセ
ントで、約０−35％のＲ2 Ｏ、ここでＲ2 Ｏはアルカリ
金属酸化物からなり、約０−40％のＲＯ、ここでＲＯは
アルカリ土類金属酸化物とＺｎＯから選択され、合計で
７−40％のＲ2 Ｏ＋ＲＯ、３−18％のＬｎ2 Ｏ3 、ここ
でＬｎ2 Ｏ3 は、希土類金属とイットリウムのランタニ
ド族から選択される希土類金属酸化物からなり、０−５
％のＡｌ2 Ｏ3 、および53−75％のＳｉＯ2 からなるこ
とを特徴とする請求項２５記載の耐熱衝撃性燃料電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/996,140 US5273837A (en) | 1992-12-23 | 1992-12-23 | Solid electrolyte fuel cells |
| US996140 | 1992-12-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223848A true JPH06223848A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3775436B2 JP3775436B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=25542554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32673493A Expired - Lifetime JP3775436B2 (ja) | 1992-12-23 | 1993-12-24 | 固体電解質燃料電池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5273837A (ja) |
| EP (1) | EP0603620B1 (ja) |
| JP (1) | JP3775436B2 (ja) |
| DE (1) | DE69317377T2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002505512A (ja) * | 1998-02-27 | 2002-02-19 | コーニング インコーポレイテッド | 可撓性無機電解質燃料電池構造 |
| JP2002518794A (ja) * | 1998-06-12 | 2002-06-25 | エイイーピー・エムテク・エル・エル・シー | セラミック製燃料電池 |
| JP2005520306A (ja) * | 2001-11-21 | 2005-07-07 | コーニング インコーポレイテッド | 固体酸化物燃料電池スタック及びパケットの構造 |
| JP2005322452A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Nissan Motor Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池用セル板及び固体酸化物形燃料電池 |
| JP2008159566A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-07-10 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス薄板体と金属薄板体とを備えるデバイス |
| JP2008527680A (ja) * | 2005-01-18 | 2008-07-24 | コーニング インコーポレイテッド | 封止材料およびそのような材料を用いたデバイス |
| JP2008529256A (ja) * | 2005-02-03 | 2008-07-31 | コーニング インコーポレイテッド | 低アルカリ封止フリット、並びにそのようなフリットを用いたシールおよびデバイス |
| JP2009532849A (ja) * | 2006-04-05 | 2009-09-10 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド | 高温結合されたセミラック相互接続を具備するｓｏｆｃ積層体及びその製造方法 |
| US7749289B2 (en) | 2004-06-29 | 2010-07-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell system, reformer used for the same, and method of manufacturing the same |
| WO2010117990A2 (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | University Of Miami | Self sustained electrochemical promotion catalysts |
| JP2021068509A (ja) * | 2019-10-18 | 2021-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | ナトリウムイオン伝導体の製造方法 |
Families Citing this family (177)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4237519C1 (de) * | 1992-11-06 | 1994-03-31 | Dornier Gmbh | Festelektrolyt mit darauf angebrachter mehrschichtiger Elektrode |
| US5403461A (en) * | 1993-03-10 | 1995-04-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Solid electrolyte-electrode system for an electrochemical cell |
| US5585203A (en) * | 1994-03-03 | 1996-12-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of producing a solid oxide fuel cell |
| JP3215650B2 (ja) * | 1996-05-23 | 2001-10-09 | 日本碍子株式会社 | 電気化学セル、その製造方法および電気化学装置 |
| US5770326A (en) * | 1996-12-23 | 1998-06-23 | Limaye; Santosh Y. | Monolithic mass and energy transfer cell |
| US5882809A (en) * | 1997-01-02 | 1999-03-16 | U.S. The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid oxide fuel cell with multi-unit construction and prismatic design |
| AUPO724997A0 (en) * | 1997-06-10 | 1997-07-03 | Ceramic Fuel Cells Limited | A fuel cell assembly |
| AUPO897897A0 (en) * | 1997-09-05 | 1997-09-25 | Ceramic Fuel Cells Limited | An interconnect device for a fuel cell assembly |
| US5976721A (en) * | 1997-09-15 | 1999-11-02 | Limaye; Santosh Y. | Chemical cogeneration process |
| US6132573A (en) * | 1997-12-05 | 2000-10-17 | Igr Enterprises, Inc. | Ceramic composite electrolytic device and methods for manufacture thereof |
| US6074771A (en) * | 1998-02-06 | 2000-06-13 | Igr Enterprises, Inc. | Ceramic composite electrolytic device and method for manufacture thereof |
| US6040076A (en) * | 1998-03-03 | 2000-03-21 | M-C Power Corporation | One piece fuel cell separator plate |
| US6270536B1 (en) * | 1998-05-08 | 2001-08-07 | Alliedsignal Inc. | Method of fabricating solid oxide fuel cell electrodes |
| EP0982274A3 (en) * | 1998-08-14 | 2000-08-02 | Corning Incorporated | Sealing frits |
| US6183897B1 (en) * | 1998-09-16 | 2001-02-06 | Sofco | Via filled interconnect for solid oxide fuel cells |
| EP1010675B1 (en) * | 1998-12-15 | 2009-02-18 | Topsoe Fuel Cell A/S | High temperature sealing material |
| US6430966B1 (en) * | 1999-07-30 | 2002-08-13 | Battelle Memorial Institute | Glass-ceramic material and method of making |
| US6415270B1 (en) * | 1999-09-03 | 2002-07-02 | Omnihub, Inc. | Multiple auction coordination method and system |
| AUPQ278799A0 (en) | 1999-09-13 | 1999-10-07 | Telstra R & D Management Pty Ltd | An access control method |
| US6221921B1 (en) | 1999-10-14 | 2001-04-24 | Advanced Ceramics Research, Inc. | Dispersant system and process for formulating non-aqueous siliceous particulate slurries |
| US7482077B2 (en) * | 1999-11-16 | 2009-01-27 | Northwestern University | Direct hydrocarbon fuel cells |
| US6479178B2 (en) * | 1999-11-16 | 2002-11-12 | Northwestern University | Direct hydrocarbon fuel cells |
| EP1113518B1 (en) * | 1999-12-27 | 2013-07-10 | Corning Incorporated | Solid oxide electrolyte, fuel cell module and manufacturing method |
| EP1252680A4 (en) | 1999-12-28 | 2005-10-19 | Corning Inc | FUEL CELL WITH WAVE ELECTRODES |
| AU2001250958A1 (en) | 2000-03-24 | 2001-10-08 | Cymbet Corporation | Continuous processing of thin-film batteries and like devices |
| US7378173B2 (en) * | 2000-05-18 | 2008-05-27 | Corning Incorporated | Fuel cells with enhanced via fill compositions and/or enhanced via fill geometries |
| EP1290746B1 (en) | 2000-05-18 | 2012-04-25 | Corning Incorporated | High performance solid electrolyte fuel cells |
| US6852436B2 (en) * | 2000-05-18 | 2005-02-08 | Corning Incorporated | High performance solid electrolyte fuel cells |
| EP1293004A4 (en) | 2000-05-18 | 2007-09-12 | Corning Inc | SOLID OXIDE FUEL CELL WITH SYMETRIC COMPOSITE ELECTRODES |
| US6428920B1 (en) * | 2000-05-18 | 2002-08-06 | Corning Incorporated | Roughened electrolyte interface layer for solid oxide fuel cells |
| JP2002289248A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-10-04 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用単セル及び固体電解質型燃料電池 |
| WO2002082563A2 (de) * | 2001-04-05 | 2002-10-17 | Intech Thüringen Gmbh | Brennstoffzelle mit dünnschichtmembran |
| US7709124B2 (en) * | 2001-04-10 | 2010-05-04 | Northwestern University | Direct hydrocarbon fuel cells |
| AUPR636401A0 (en) * | 2001-07-13 | 2001-08-02 | Ceramic Fuel Cells Limited | Fuel cell stack configuration |
| US6974070B2 (en) * | 2001-08-07 | 2005-12-13 | University Of Chicago | Joining of advanced materials by superplastic deformation |
| US20060166053A1 (en) * | 2001-11-21 | 2006-07-27 | Badding Michael E | Solid oxide fuel cell assembly with replaceable stack and packet modules |
| US6846588B2 (en) | 2002-01-16 | 2005-01-25 | Alberta Research Council Inc. | Hollow inorganic membranes produced by metal or composite electrodeposition |
| US6824907B2 (en) | 2002-01-16 | 2004-11-30 | Alberta Reasearch Council, Inc. | Tubular solid oxide fuel cell stack |
| US6893762B2 (en) * | 2002-01-16 | 2005-05-17 | Alberta Research Council, Inc. | Metal-supported tubular micro-fuel cell |
| US7736772B2 (en) * | 2002-02-14 | 2010-06-15 | Alberta Research Council, Inc. | Tubular solid oxide fuel cell stack |
| US7067208B2 (en) * | 2002-02-20 | 2006-06-27 | Ion America Corporation | Load matched power generation system including a solid oxide fuel cell and a heat pump and an optional turbine |
| US20030194592A1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-16 | Hilliard Donald Bennett | Solid oxide electrolytic device |
| US7337226B2 (en) * | 2002-05-10 | 2008-02-26 | Oracle International Corporation | Method and mechanism for implementing dynamic sizing of session pools |
| EP1530814A4 (en) * | 2002-06-06 | 2009-05-27 | Univ Pennsylvania | CERAMIC ANODES AND PROCESS FOR PRODUCING THESE ANODES |
| US7842434B2 (en) | 2005-06-15 | 2010-11-30 | Ati Properties, Inc. | Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells |
| US7981561B2 (en) * | 2005-06-15 | 2011-07-19 | Ati Properties, Inc. | Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells |
| US8158057B2 (en) | 2005-06-15 | 2012-04-17 | Ati Properties, Inc. | Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells |
| AU2003304141A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-12-13 | Ztek Corporation | Method of forming freestanding thin chromium components for an electrochemical converter |
| US7153601B2 (en) * | 2002-10-29 | 2006-12-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fuel cell with embedded current collector |
| US7144649B2 (en) * | 2002-11-27 | 2006-12-05 | Utc Fuel Cells, Llc | Interconnect for solid oxide fuel cells |
| US20040200187A1 (en) * | 2002-11-27 | 2004-10-14 | Warrier Sunil G. | Compliant, strain tolerant interconnects for solid oxide fuel cell stack |
| US6906436B2 (en) * | 2003-01-02 | 2005-06-14 | Cymbet Corporation | Solid state activity-activated battery device and method |
| US7603144B2 (en) | 2003-01-02 | 2009-10-13 | Cymbet Corporation | Active wireless tagging system on peel and stick substrate |
| US7294209B2 (en) | 2003-01-02 | 2007-11-13 | Cymbet Corporation | Apparatus and method for depositing material onto a substrate using a roll-to-roll mask |
| US7531261B2 (en) * | 2003-06-30 | 2009-05-12 | Corning Incorporated | Textured electrolyte sheet for solid oxide fuel cell |
| US20050053819A1 (en) * | 2003-07-18 | 2005-03-10 | Paz Eduardo E. | Solid oxide fuel cell interconnect with catalyst coating |
| US7314678B2 (en) * | 2003-08-25 | 2008-01-01 | Corning Incorporated | Solid oxide fuel cell device with a component having a protective coatings and a method for making such |
| US7527888B2 (en) * | 2003-08-26 | 2009-05-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Current collector supported fuel cell |
| DE10342691A1 (de) * | 2003-09-08 | 2005-04-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Stapelbare Hochtemperaturbrennstoffzelle |
| US20060166070A1 (en) * | 2003-09-10 | 2006-07-27 | Ion America Corporation | Solid oxide reversible fuel cell with improved electrode composition |
| JP2005116615A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Dowa Mining Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| US7211351B2 (en) | 2003-10-16 | 2007-05-01 | Cymbet Corporation | Lithium/air batteries with LiPON as separator and protective barrier and method |
| US7410716B2 (en) * | 2003-11-03 | 2008-08-12 | Corning Incorporated | Electrolyte sheet with protruding features having undercut angles and method of separating such sheet from its carrier |
| UA83400C2 (uk) * | 2003-12-02 | 2008-07-10 | Нанодайнемікс, Інк. | Твердооксидні паливні елементи з керметним електролітом та спосіб їх одержання |
| US7476461B2 (en) * | 2003-12-02 | 2009-01-13 | Nanodynamics Energy, Inc. | Methods for the electrochemical optimization of solid oxide fuel cell electrodes |
| US20050136312A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-06-23 | General Electric Company | Compliant fuel cell system |
| JP2007518246A (ja) | 2004-01-06 | 2007-07-05 | シンベット コーポーレーション | 境界を有する１若しくはそれ以上の層を備える層状のバリア構造及び該バリア構造の製造方法 |
| DE602005021099D1 (de) * | 2004-03-31 | 2010-06-17 | Corning Inc | Brennstoffzellenvorrichtung mit unterschiedlich grossen aktivbereichen |
| US20050227134A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-13 | Ion American Corporation | Offset interconnect for a solid oxide fuel cell and method of making same |
| DE102004018999B4 (de) * | 2004-04-20 | 2006-04-20 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Federelement sowie Herstellung und Verwendung derselben |
| US20060008696A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Suk-Won Cha | Nanotubular solid oxide fuel cell |
| US7279241B2 (en) * | 2004-06-30 | 2007-10-09 | Corning Incorporated | Electrolyte sheet with a corrugation pattern |
| US7588856B2 (en) | 2004-08-04 | 2009-09-15 | Corning Incorporated | Resistive-varying electrode structure |
| US7629069B2 (en) * | 2004-09-09 | 2009-12-08 | Nanodynamics Energy, Inc. | Solid oxide fuel cell system |
| US20060234855A1 (en) * | 2004-10-12 | 2006-10-19 | Gorte Raymond J | Preparation of solid oxide fuel cell electrodes by electrodeposition |
| US7399720B1 (en) * | 2004-10-15 | 2008-07-15 | Brow Richard K | Glass and glass-ceramic sealant compositions |
| CA2625315A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-11 | Franklin Fuel Cells, Inc. | Electrochemical cell architecture and method of making same via controlled powder morphology |
| US7687090B2 (en) * | 2004-11-30 | 2010-03-30 | Corning Incorporated | Fuel cell device assembly and frame |
| KR20070091310A (ko) * | 2004-11-30 | 2007-09-10 | 코닝 인코포레이티드 | 연료 전지 적층 조립체 |
| US7416760B2 (en) * | 2004-11-30 | 2008-08-26 | Corning Incorporated | Method of making a fuel cell device assembly and frame |
| US7502394B2 (en) | 2004-12-03 | 2009-03-10 | Corning Incorporated | System and method for modulating a semiconductor laser |
| US7303833B2 (en) * | 2004-12-17 | 2007-12-04 | Corning Incorporated | Electrolyte sheet with a corrugation pattern |
| US20060180247A1 (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-17 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Process for preparing chromium conversion coatings for iron and iron alloys |
| JP4931357B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2012-05-16 | 新光電気工業株式会社 | 固体酸化物型燃料電池 |
| US7431196B2 (en) | 2005-03-21 | 2008-10-07 | The Boeing Company | Method and apparatus for forming complex contour structural assemblies |
| US8709674B2 (en) * | 2005-04-29 | 2014-04-29 | Alberta Research Council Inc. | Fuel cell support structure |
| US7897292B2 (en) * | 2005-05-18 | 2011-03-01 | Lilliputian Systems, Inc. | Fuel cell apparatus and methods |
| US7767358B2 (en) * | 2005-05-31 | 2010-08-03 | Nextech Materials, Ltd. | Supported ceramic membranes and electrochemical cells and cell stacks including the same |
| US20070037031A1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-02-15 | Ion America Corporation | Cermet and ceramic interconnects for a solid oxide fuel cell |
| WO2007011900A1 (en) | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Cymbet Corporation | Thin-film batteries with soft and hard electrolyte layers and method |
| US7776478B2 (en) | 2005-07-15 | 2010-08-17 | Cymbet Corporation | Thin-film batteries with polymer and LiPON electrolyte layers and method |
| CA2617742A1 (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | The University Of Alabama | Silanes as a source of hydrogen |
| EP1929563A4 (en) * | 2005-09-02 | 2009-04-08 | Corning Inc | ELECTROLYTE LEAF WITH A FURCHENBLATT |
| US8546045B2 (en) * | 2005-09-19 | 2013-10-01 | 3M Innovative Properties Company | Gasketed subassembly for use in fuel cells including replicated structures |
| US7803494B2 (en) * | 2005-09-23 | 2010-09-28 | Corning Incorporated | Stress reducing mounting for electrolyte sheet assembly in a solid oxide fuel cell |
| US7833645B2 (en) | 2005-11-21 | 2010-11-16 | Relion, Inc. | Proton exchange membrane fuel cell and method of forming a fuel cell |
| US20080032174A1 (en) * | 2005-11-21 | 2008-02-07 | Relion, Inc. | Proton exchange membrane fuel cells and electrodes |
| US20070117006A1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-24 | Zhongliang Zhan | Direct Fabrication of Copper Cermet for Use in Solid Oxide Fuel Cell |
| KR100719736B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2007-05-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 파우치형 리튬 이차전지 및 그 제조방법 |
| KR101154217B1 (ko) * | 2006-01-09 | 2012-06-18 | 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 | 다공성 전극들을 갖는 연료 전지 부품 |
| US20070172713A1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-07-26 | Ketcham Thomas D | Stress reducing bus bar for an electrolyte sheet and a solid oxide fuel cell utilizing such |
| GB0602842D0 (en) | 2006-02-14 | 2006-03-22 | Rolls Royce Plc | A Solid Oxide Fuel Cell And A Solid Oxide Fuel Cell Module |
| US8053139B2 (en) * | 2006-03-31 | 2011-11-08 | Corning Incorporated | SOFC thermal management via direct injection |
| US20080193816A1 (en) * | 2006-05-02 | 2008-08-14 | Schaevitz Samuel B | Fuel cell with substrate-patterned lower electrode |
| US7858261B2 (en) * | 2006-05-02 | 2010-12-28 | Lilliputian Systems, Inc. | Systems and methods for stacking fuel cells |
| US20070281194A1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Jeffrey Earl Cortright | Portable fuel cell assembly |
| US20080032178A1 (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Phong Diep | Solid oxide fuel cell device with an elongated seal geometry |
| JP2008050222A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス薄板体 |
| US7820332B2 (en) | 2006-09-27 | 2010-10-26 | Corning Incorporated | Electrolyte sheet with regions of different compositions and fuel cell device including such |
| WO2008048445A2 (en) | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Bloom Energy Corporation | Anode with remarkable stability under conditions of extreme fuel starvation |
| US10615444B2 (en) * | 2006-10-18 | 2020-04-07 | Bloom Energy Corporation | Anode with high redox stability |
| EP1928049A1 (en) * | 2006-11-23 | 2008-06-04 | Technical University of Denmark | Thin solid oxide cell |
| US8197979B2 (en) * | 2006-12-12 | 2012-06-12 | Corning Incorporated | Thermo-mechanical robust seal structure for solid oxide fuel cells |
| US20080199738A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Bloom Energy Corporation | Solid oxide fuel cell interconnect |
| WO2008127601A1 (en) | 2007-04-13 | 2008-10-23 | Bloom Energy Corporation | Heterogeneous ceramic composite sofc electrolyte |
| US20080254336A1 (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-16 | Bloom Energy Corporation | Composite anode showing low performance loss with time |
| US8026020B2 (en) | 2007-05-08 | 2011-09-27 | Relion, Inc. | Proton exchange membrane fuel cell stack and fuel cell stack module |
| US9293778B2 (en) * | 2007-06-11 | 2016-03-22 | Emergent Power Inc. | Proton exchange membrane fuel cell |
| EP2020696B1 (en) * | 2007-07-20 | 2013-10-16 | NGK Insulators, Ltd. | Reactor |
| US8309270B2 (en) * | 2007-08-03 | 2012-11-13 | Cp Sofc Ip, Llc | Solid oxide fuel cell systems with improved gas channeling and heat exchange |
| DE602007005808D1 (de) * | 2007-09-24 | 2010-05-20 | Inst Of Nuclear Energy Res Ato | Neues synergistisches Verfahren und Rezeptur zur Herstellung einer Membranelektrodenanordnung von hoher Integrität für eine Festoxidbrennstoffzelle |
| US8003274B2 (en) | 2007-10-25 | 2011-08-23 | Relion, Inc. | Direct liquid fuel cell |
| US9246184B1 (en) | 2007-11-13 | 2016-01-26 | Bloom Energy Corporation | Electrolyte supported cell designed for longer life and higher power |
| WO2009064391A2 (en) | 2007-11-13 | 2009-05-22 | Bloom Energy Corporation | Electrolyte supported cell designed for longer life and higher power |
| EP2243184A1 (en) | 2008-01-30 | 2010-10-27 | Corning Incorporated | Seal structures for solid oxide fuel cell devices |
| EP2104165A1 (en) * | 2008-03-18 | 2009-09-23 | The Technical University of Denmark | An all ceramics solid oxide fuel cell |
| EP2103582A1 (en) * | 2008-03-18 | 2009-09-23 | Technical University of Denmark | A method for producing a multilayer structure |
| JP5325017B2 (ja) * | 2008-08-27 | 2013-10-23 | 日本碍子株式会社 | 固体酸化物型燃料電池、及び、その組立方法 |
| JP5677966B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2015-02-25 | コーニング インコーポレイテッド | セラミックシートをキャスティングするための方法および装置 |
| US8986905B2 (en) | 2008-11-11 | 2015-03-24 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnect |
| WO2010077683A1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-07-08 | Nextech Materials, Ltd. | Current collectors for solid oxide fuel cell stacks |
| JP5539391B2 (ja) * | 2008-12-31 | 2014-07-02 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド | Ｓｏｆｃカソードおよび同時焼成される電池およびスタックのための方法 |
| US8663869B2 (en) * | 2009-03-20 | 2014-03-04 | Bloom Energy Corporation | Crack free SOFC electrolyte |
| WO2010151613A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | Corning Incorporated | Low mass solid oxide fuel device array monolith |
| US8617763B2 (en) | 2009-08-12 | 2013-12-31 | Bloom Energy Corporation | Internal reforming anode for solid oxide fuel cells |
| CN102725902B (zh) | 2010-01-26 | 2016-01-20 | 博隆能源股份有限公司 | 低降级的相稳定性经掺杂氧化锆电解质组合物 |
| TWI531107B (zh) * | 2010-08-17 | 2016-04-21 | 博隆能源股份有限公司 | 固態氧化物燃料電池之製造方法 |
| US8440362B2 (en) | 2010-09-24 | 2013-05-14 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell mechanical components |
| DE102010046146A1 (de) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Technische Universität Dresden | Verfahren zur Herstellung von Festoxidbrennstoffzellen mit einer metallsubstratgetragenen Kathoden-Elektrolyt-Anoden-Einheit sowie deren Verwendung |
| US8632924B2 (en) * | 2010-10-13 | 2014-01-21 | Korea Institute Of Ceramic Engineering & Technology | Solid oxide fuel cells and manufacturing method thereof |
| US20120251922A1 (en) | 2011-03-28 | 2012-10-04 | WATT Fuel Cell Corp | Electrode for a solid oxide fuel cell and method for its manufacture |
| US9147888B2 (en) | 2011-06-15 | 2015-09-29 | Lg Fuel Cell Systems Inc. | Fuel cell system with interconnect |
| US9531013B2 (en) | 2011-06-15 | 2016-12-27 | Lg Fuel Cell Systems Inc. | Fuel cell system with interconnect |
| US9281527B2 (en) * | 2011-06-15 | 2016-03-08 | Lg Fuel Cell Systems Inc. | Fuel cell system with interconnect |
| US9525181B2 (en) | 2011-06-15 | 2016-12-20 | Lg Fuel Cell Systems Inc. | Fuel cell system with interconnect |
| US10658705B2 (en) | 2018-03-07 | 2020-05-19 | Space Charge, LLC | Thin-film solid-state energy storage devices |
| US11527774B2 (en) | 2011-06-29 | 2022-12-13 | Space Charge, LLC | Electrochemical energy storage devices |
| US10601074B2 (en) | 2011-06-29 | 2020-03-24 | Space Charge, LLC | Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices |
| US9853325B2 (en) | 2011-06-29 | 2017-12-26 | Space Charge, LLC | Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices |
| TWI552417B (zh) | 2011-11-17 | 2016-10-01 | 博隆能源股份有限公司 | 對氧化鋯為主之電解質提供抗腐蝕性之多層塗層 |
| US8962219B2 (en) | 2011-11-18 | 2015-02-24 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnects and methods of fabrication |
| JP6017446B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2016-11-02 | 住友化学株式会社 | 積層多孔質フィルムの製造方法及び積層電極シートの製造方法 |
| US9452475B2 (en) | 2012-03-01 | 2016-09-27 | Bloom Energy Corporation | Coatings for SOFC metallic interconnects |
| US9847520B1 (en) | 2012-07-19 | 2017-12-19 | Bloom Energy Corporation | Thermal processing of interconnects |
| WO2014036058A1 (en) | 2012-08-29 | 2014-03-06 | Bloom Energy Corporation | Interconnect for fuel cell stack |
| US9478812B1 (en) | 2012-10-17 | 2016-10-25 | Bloom Energy Corporation | Interconnect for fuel cell stack |
| WO2014074478A1 (en) | 2012-11-06 | 2014-05-15 | Bloom Energy Corporation | Improved interconnect and end plate design for fuel cell stack |
| JP6339582B2 (ja) | 2012-11-20 | 2018-06-06 | ブルーム エナジー コーポレーション | ドープされたスカンジア安定化ジルコニア電解質組成物 |
| US9755263B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-09-05 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell mechanical components |
| WO2014143957A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Lg Fuel Cell Systems, Inc. | Fuel cell system configured to capture chromium |
| US9583771B2 (en) | 2013-05-16 | 2017-02-28 | Bloom Energy Coporation | Corrosion resistant barrier layer for a solid oxide fuel cell stack and method of making thereof |
| US9478809B2 (en) | 2013-07-16 | 2016-10-25 | Ford Global Technologies, Llc | Flexible composite solid polymer electrochemical membrane |
| US9502721B2 (en) | 2013-10-01 | 2016-11-22 | Bloom Energy Corporation | Pre-formed powder delivery to powder press machine |
| WO2015080889A1 (en) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnect with reduced voltage degradation over time |
| US9272943B2 (en) * | 2013-12-11 | 2016-03-01 | National Taipei University Of Technology | Medium temperature solid fuel cell glass packaging material |
| US10079393B1 (en) | 2014-01-09 | 2018-09-18 | Bloom Energy Corporation | Method of fabricating an interconnect for a fuel cell stack |
| WO2015130644A1 (en) | 2014-02-25 | 2015-09-03 | Bloom Energy Corporation | Composition and processing of metallic interconnects for sofc stacks |
| US9923211B2 (en) | 2014-04-24 | 2018-03-20 | Bloom Energy Corporation | Fuel cell interconnect with reduced voltage degradation over time |
| CN107078309A (zh) | 2014-07-21 | 2017-08-18 | Lg燃料电池系统股份有限公司 | 用于燃料电池电极的组合物 |
| US9917216B2 (en) | 2014-11-04 | 2018-03-13 | International Business Machines Corporation | Flexible kesterite photovoltaic device on ceramic substrate |
| US10651496B2 (en) | 2015-03-06 | 2020-05-12 | Bloom Energy Corporation | Modular pad for a fuel cell system |
| WO2016154198A1 (en) | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Bloom Energy Corporation | Perimeter electrolyte reinforcement layer composition for solid oxide fuel cell electrolytes |
| US10115974B2 (en) | 2015-10-28 | 2018-10-30 | Lg Fuel Cell Systems Inc. | Composition of a nickelate composite cathode for a fuel cell |
| JP6772861B2 (ja) * | 2017-01-30 | 2020-10-21 | 株式会社デンソー | 燃料電池セルスタック |
| US10763533B1 (en) | 2017-03-30 | 2020-09-01 | Bloom Energy Corporation | Solid oxide fuel cell interconnect having a magnesium containing corrosion barrier layer and method of making thereof |
| US10680251B2 (en) | 2017-08-28 | 2020-06-09 | Bloom Energy Corporation | SOFC including redox-tolerant anode electrode and system including the same |
| US11855252B2 (en) | 2019-05-31 | 2023-12-26 | Nissan North America, Inc. | Multimodal electrolyte design for all solid state batteries |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4476198A (en) * | 1983-10-12 | 1984-10-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid oxide fuel cell having monolithic core |
| US4510212A (en) * | 1983-10-12 | 1985-04-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid oxide fuel cell having compound cross flow gas patterns |
| US4476196A (en) * | 1983-10-12 | 1984-10-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid oxide fuel cell having monolithic cross flow core and manifolding |
| US4812329A (en) * | 1986-05-28 | 1989-03-14 | Westinghouse Electric Corp. | Method of making sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells |
| US4827071A (en) * | 1986-06-09 | 1989-05-02 | Arco Chemical Technology, Inc. | Ceramic membrane and use thereof for hydrocarbon conversion |
| US4888254A (en) * | 1987-04-06 | 1989-12-19 | Westinghouse Electric Corp. | Low circumferential voltage gradient self supporting electrode for solid oxide fuel cells |
| US4877506A (en) * | 1987-04-08 | 1989-10-31 | Fee Darrell C | Monolithic solid electrolyte oxygen pump |
| US4857420A (en) * | 1987-10-13 | 1989-08-15 | International Fuel Cell Corporation | Method of making monolithic solid oxide fuel cell stack |
| US4883497A (en) * | 1988-03-28 | 1989-11-28 | Arch Development Corporation | Formation of thin walled ceramic solid oxide fuel cells |
| US5035961A (en) * | 1989-07-05 | 1991-07-30 | Combustion Engineering, Inc. | Internal cross-anchoring and reinforcing of multi-layer conductive oxides |
| EP0406523A1 (en) * | 1989-07-07 | 1991-01-09 | Osaka Gas Co., Ltd. | Fuel cell |
| US5089455A (en) * | 1989-08-11 | 1992-02-18 | Corning Incorporated | Thin flexible sintered structures |
| JP2528987B2 (ja) * | 1990-02-15 | 1996-08-28 | 日本碍子株式会社 | 固体電解質型燃料電池 |
| US4988582A (en) * | 1990-05-04 | 1991-01-29 | Bell Communications Research, Inc. | Compact fuel cell and continuous process for making the cell |
| IL98709A (en) * | 1990-09-11 | 1995-08-31 | Allied Signal Inc | Device and method for producing a monolithic cell of solid oxide |
| US5256499A (en) * | 1990-11-13 | 1993-10-26 | Allied Signal Aerospace | Monolithic solid oxide fuel cells with integral manifolds |
-
1992
- 1992-12-23 US US07/996,140 patent/US5273837A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-12-06 EP EP93119585A patent/EP0603620B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-06 DE DE69317377T patent/DE69317377T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-24 JP JP32673493A patent/JP3775436B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002505512A (ja) * | 1998-02-27 | 2002-02-19 | コーニング インコーポレイテッド | 可撓性無機電解質燃料電池構造 |
| JP4873780B2 (ja) * | 1998-02-27 | 2012-02-08 | コーニング インコーポレイテッド | 可撓性無機電解質燃料電池構造 |
| JP2011103304A (ja) * | 1998-02-27 | 2011-05-26 | Corning Inc | 可撓性無機電解質燃料電池構造 |
| JP2002518794A (ja) * | 1998-06-12 | 2002-06-25 | エイイーピー・エムテク・エル・エル・シー | セラミック製燃料電池 |
| JP2005520306A (ja) * | 2001-11-21 | 2005-07-07 | コーニング インコーポレイテッド | 固体酸化物燃料電池スタック及びパケットの構造 |
| JP2005322452A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Nissan Motor Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池用セル板及び固体酸化物形燃料電池 |
| US7749289B2 (en) | 2004-06-29 | 2010-07-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel cell system, reformer used for the same, and method of manufacturing the same |
| JP2008527680A (ja) * | 2005-01-18 | 2008-07-24 | コーニング インコーポレイテッド | 封止材料およびそのような材料を用いたデバイス |
| JP2008529256A (ja) * | 2005-02-03 | 2008-07-31 | コーニング インコーポレイテッド | 低アルカリ封止フリット、並びにそのようなフリットを用いたシールおよびデバイス |
| JP2009532849A (ja) * | 2006-04-05 | 2009-09-10 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド | 高温結合されたセミラック相互接続を具備するｓｏｆｃ積層体及びその製造方法 |
| US8771901B2 (en) | 2006-04-05 | 2014-07-08 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | SOFC stack having a high temperature bonded ceramic interconnect and method for making same |
| JP2008159566A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-07-10 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス薄板体と金属薄板体とを備えるデバイス |
| WO2010117990A2 (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-14 | University Of Miami | Self sustained electrochemical promotion catalysts |
| WO2010117990A3 (en) * | 2009-04-09 | 2011-01-13 | University Of Miami | Self sustained electrochemical promotion catalysts |
| US8697597B2 (en) | 2009-04-09 | 2014-04-15 | University Of Miami | Self sustained electrochemical promotion catalysts |
| JP2021068509A (ja) * | 2019-10-18 | 2021-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | ナトリウムイオン伝導体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5273837A (en) | 1993-12-28 |
| EP0603620A1 (en) | 1994-06-29 |
| DE69317377D1 (de) | 1998-04-16 |
| JP3775436B2 (ja) | 2006-05-17 |
| EP0603620B1 (en) | 1998-03-11 |
| DE69317377T2 (de) | 1998-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3775436B2 (ja) | 固体電解質燃料電池 | |
| US7820332B2 (en) | Electrolyte sheet with regions of different compositions and fuel cell device including such | |
| US6623881B2 (en) | High performance solid electrolyte fuel cells | |
| KR101162806B1 (ko) | 자가-지지형 세라믹 멤브레인 및 전기화학 전지 및 이것을포함하는 전기화학 전지 적층체 | |
| KR101199432B1 (ko) | 연료 전지용 다층 유리-세라믹 밀봉재 | |
| US8445159B2 (en) | Sealed joint structure for electrochemical device | |
| US7455700B2 (en) | Method for creating solid oxide fuel cell anodes and electrodes for other electrochemical devices | |
| JP2008538449A5 (ja) | ||
| JPH04230954A (ja) | 燃料セル装置及びその製造方法 | |
| JP3495654B2 (ja) | セルチューブのシール構造 | |
| JPH1092446A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| AU2008254541B2 (en) | Thermo-mechanical robust solid oxide fuel cell device assembly | |
| JP2002329511A (ja) | 固体電解質型燃料電池用スタック及び固体電解質型燃料電池 | |
| JP5301587B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池セル用無アルカリガラス系シール材 | |
| JPH10172590A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP3166888B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池のスタック | |
| CN111244498A (zh) | 燃料电池和燃料电池堆 | |
| JPH10106597A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP4576971B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池用基板及びその製造方法 | |
| JPH05174846A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JPH05174844A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JPH07335241A (ja) | 固体電解質燃料電池の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040203 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040428 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050531 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050825 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060124 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060214 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140303 Year of fee payment: 8 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |