JPH06290789A - 固体電解質用電極およびその製造方法 - Google Patents
固体電解質用電極およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH06290789A JPH06290789A JP5095267A JP9526793A JPH06290789A JP H06290789 A JPH06290789 A JP H06290789A JP 5095267 A JP5095267 A JP 5095267A JP 9526793 A JP9526793 A JP 9526793A JP H06290789 A JPH06290789 A JP H06290789A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- solid electrolyte
- substrate
- iridium
- present
- 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
-
- 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】従来よりも低温で作動する固体電解質を提供す
る。燃料電池や酸素センサー等に応用すれば、従来より
も低い温度で作動し、限界電流密度を大きくすることや
電圧を高くすることが可能となる。 【構成】酸素イオン伝導性の固体電解質基板上に、有機
金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）法によりイリジウム電極を形
成した。
る。燃料電池や酸素センサー等に応用すれば、従来より
も低い温度で作動し、限界電流密度を大きくすることや
電圧を高くすることが可能となる。 【構成】酸素イオン伝導性の固体電解質基板上に、有機
金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）法によりイリジウム電極を形
成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池および酸素セ
ンサー等に適用される酸素イオン伝導性の固体電解質用
電極およびその製造方法に関するものである。
ンサー等に適用される酸素イオン伝導性の固体電解質用
電極およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸素イオン伝導性の固体電解質として、
酸化ジルコニウムに酸化カルシウムまたは酸化イットリ
ウム等を固溶させた材料が、一般に安定化ジルコニアと
して用いられている。
酸化ジルコニウムに酸化カルシウムまたは酸化イットリ
ウム等を固溶させた材料が、一般に安定化ジルコニアと
して用いられている。
【０００３】これらの固体電解質の作動温度は高いた
め、電極材料として白金，ニッケルおよびペロブスカイ
ト型酸化物等（ LaCoO3 等）が用いられている。
め、電極材料として白金，ニッケルおよびペロブスカイ
ト型酸化物等（ LaCoO3 等）が用いられている。
【０００４】これらの電極材料を用いて、固体電解質基
板上に電極を形成する方法として、焼結，ＣＶＤおよび
溶射等が行なわれている。
板上に電極を形成する方法として、焼結，ＣＶＤおよび
溶射等が行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来から固体電解質と
して用いられている安定化ジルコニアは、高い酸素イオ
ン伝導を得るために1000℃程度で作動させる必要があ
る。
して用いられている安定化ジルコニアは、高い酸素イオ
ン伝導を得るために1000℃程度で作動させる必要があ
る。
【０００６】従って、安定化ジルコニアを燃料電池や酸
素センサーに使用する場合、電極および構成材料に耐熱
性が要求され、信頼性や経済性等において課題があっ
た。
素センサーに使用する場合、電極および構成材料に耐熱
性が要求され、信頼性や経済性等において課題があっ
た。
【０００７】この課題を改善するために 600℃以下の温
度で作動させることが要求されるが、この場合には、固
体電解質の酸素イオン伝導の低下および電極界面抵抗が
著しく増加するという問題があった。
度で作動させることが要求されるが、この場合には、固
体電解質の酸素イオン伝導の低下および電極界面抵抗が
著しく増加するという問題があった。
【０００８】本発明では、上記の問題における電極界面
抵抗の増加を抑制し、電極界面反応を極めて容易に進行
させる電極を提供することを目的とする。
抵抗の増加を抑制し、電極界面反応を極めて容易に進行
させる電極を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸素イオン伝
導性の固体電解質基板上に、有機金属ＣＶＤ法（ＭＯＣ
ＶＤ法）によってイリジウム電極を形成するものであ
る。
導性の固体電解質基板上に、有機金属ＣＶＤ法（ＭＯＣ
ＶＤ法）によってイリジウム電極を形成するものであ
る。
【００１０】有機金属ＣＶＤ法とは、原料として有機金
属を使用したＣＶＤ法である。
属を使用したＣＶＤ法である。
【００１１】ここにＣＶＤ（chemical vapor depositio
n)法とは、反応系分子の気体あるいはこれと不活性の担
体との混合気体を、加熱した基板上に流し、加水分解，
自己分解，光分解，酸化還元，置換等の反応による生成
物を基板上に蒸着させる方法をいう。
n)法とは、反応系分子の気体あるいはこれと不活性の担
体との混合気体を、加熱した基板上に流し、加水分解，
自己分解，光分解，酸化還元，置換等の反応による生成
物を基板上に蒸着させる方法をいう。
【００１２】
【作用】本発明では、従来よりも低い温度において、電
極界面抵抗を著しく低下させることが可能になる。すな
わち、作動温度を下げることによる特性の低下が抑制さ
れるために作動温度を下げることが可能となった。
極界面抵抗を著しく低下させることが可能になる。すな
わち、作動温度を下げることによる特性の低下が抑制さ
れるために作動温度を下げることが可能となった。
【００１３】従って、従来では電極および構成材料に高
い耐熱性が求められていたが、作動温度の低下によって
使用する材料の制約が低減され、信頼性および経済性等
が改善される。
い耐熱性が求められていたが、作動温度の低下によって
使用する材料の制約が低減され、信頼性および経済性等
が改善される。
【００１４】
【実施例】以下本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 ［実施例］本発明による電極を以下のようにして製作し
た。
る。 ［実施例］本発明による電極を以下のようにして製作し
た。
【００１５】イリジウムアセチル、アセトネートを原料
として、これを 180℃で気化し、アルゴンガスで搬送
し、イットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）基板上に
イリジウムを堆積させて電極が得られた。合成装置を図
１に示す。
として、これを 180℃で気化し、アルゴンガスで搬送
し、イットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）基板上に
イリジウムを堆積させて電極が得られた。合成装置を図
１に示す。
【００１６】最も優れた特性を示す電極が得られた条件
を以下に示す。
を以下に示す。
【００１７】原料温度 ： 150 −300 ℃ 基板温度 ： 400 −800 ℃ 炉内全圧力 ： 2 −100torr 原料アルゴンガス流量 ： 50cm3 /min ［比較例１］実施例１のイリジウムアセチルアセトネー
トの変わりに白金アセチルアセトネートを用いた以外は
同様にして、ＹＳＺ基板上に白金電極が得られた。 ［比較例２］ＹＳＺ基板上に白金超微粉末を含むペース
トを塗布し、熱処理を行なって白金電極が得られた。
トの変わりに白金アセチルアセトネートを用いた以外は
同様にして、ＹＳＺ基板上に白金電極が得られた。 ［比較例２］ＹＳＺ基板上に白金超微粉末を含むペース
トを塗布し、熱処理を行なって白金電極が得られた。
【００１８】図２に、これらの電極を用いて交流インピ
ーダンス解析を行なったときの結果を示す。この図か
ら、ほぼ２つの半円があることがわかる。原点付近の小
さな半円は電極の種類によらないものでＹＳＺのバルク
の伝導度である。他方の半円は電極の種類に大きく依存
し、電極界面抵抗に起因するものである。比較例１，２
の電極には、大きい半円が認められ、界面抵抗が大きい
ことがわかる。しかし、本発明による実施例の電極に
は、界面抵抗の半円がほとんど認められず、電極界面反
応が極めて容易に進行していることがわかる。
ーダンス解析を行なったときの結果を示す。この図か
ら、ほぼ２つの半円があることがわかる。原点付近の小
さな半円は電極の種類によらないものでＹＳＺのバルク
の伝導度である。他方の半円は電極の種類に大きく依存
し、電極界面抵抗に起因するものである。比較例１，２
の電極には、大きい半円が認められ、界面抵抗が大きい
ことがわかる。しかし、本発明による実施例の電極に
は、界面抵抗の半円がほとんど認められず、電極界面反
応が極めて容易に進行していることがわかる。
【００１９】図３には、各種電極の電極界面抵抗成分に
ついてのみまとめたものである。 600℃以下の温度範囲
において、本発明による実施例が非常に高い界面伝導度
を有していることがわかる。
ついてのみまとめたものである。 600℃以下の温度範囲
において、本発明による実施例が非常に高い界面伝導度
を有していることがわかる。
【００２０】なお、上記実施例ではイリジウムアセチル
アセトネートを原料として使用したが、他のイリジウム
の有機金属（アリルイリジウム等）を使用しても同様な
結果が得られる。
アセトネートを原料として使用したが、他のイリジウム
の有機金属（アリルイリジウム等）を使用しても同様な
結果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば従
来よりも低温で固体電解質が作動する。よって本発明を
燃料電池や酸素センサー等に応用すれば、従来よりも低
い温度で作動し、限界電流密度を大きくすることや電圧
を高くすることが可能となる。また、従来では電極およ
び構成材料に高い耐熱性が求められていたが、作動温度
の低下によって使用する材料の制約が低減され、信頼性
および経済性等を改善することができる。
来よりも低温で固体電解質が作動する。よって本発明を
燃料電池や酸素センサー等に応用すれば、従来よりも低
い温度で作動し、限界電流密度を大きくすることや電圧
を高くすることが可能となる。また、従来では電極およ
び構成材料に高い耐熱性が求められていたが、作動温度
の低下によって使用する材料の制約が低減され、信頼性
および経済性等を改善することができる。
【図１】本発明の実施例による固体電解質用電極の形成
に用いられる製造装置を示した図。
に用いられる製造装置を示した図。
【図２】本発明による電極と比較例による電極の交流イ
ンピーダンス解析を行なった結果を示した図。
ンピーダンス解析を行なった結果を示した図。
【図３】本発明による電極と比較例による電極の電極界
面抵抗成分についてまとめた図。
面抵抗成分についてまとめた図。
１ ヒーター ２ 石英管， ３ 石英皿 ４ 有機金属粉末 ５ リボンヒーター ６ 基板ホルダー ７ 基板 ８ ニードルバルブ ９ フランジ １０ 熱電対 １１ シール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山地 正矩 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 水谷 実 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 塚本 寿 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 田中 義則 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 平井 敏雄 宮城県仙台市泉区高森３丁目４−91 (72)発明者 後藤 孝 宮城県仙台市太白区郡山６丁目５−８− 205
Claims (3)
- 【請求項１】酸素イオン伝導性の固体電解質基板上に、
有機金属ＣＶＤ法によりイリジウム電極を形成してなる
固体電解質用電極。 - 【請求項２】酸素イオン伝導性の固体電解質基板上に、
有機金属ＣＶＤ法によりイリジウム電極を形成すること
を特徴とする固体電解質用電極の製造方法。 - 【請求項３】原料としてイリジウムアセチルアセトネー
トを使用し、これを気化し不活性ガスで搬送して、上記
固体電解質である安定化ジルコニア基板上にイリジウム
電極を形成することを特徴とする固体電解質用電極の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09526793A JP3211473B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 固体電解質用電極およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09526793A JP3211473B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 固体電解質用電極およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06290789A true JPH06290789A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3211473B2 JP3211473B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=14132997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09526793A Expired - Fee Related JP3211473B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | 固体電解質用電極およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211473B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874364A (en) * | 1995-03-27 | 1999-02-23 | Fujitsu Limited | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| US6271077B1 (en) | 1995-03-27 | 2001-08-07 | Fujitsu Limited | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| JP2009186482A (ja) * | 2009-03-19 | 2009-08-20 | Furuya Kinzoku:Kk | 固体電解質用電極及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP09526793A patent/JP3211473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874364A (en) * | 1995-03-27 | 1999-02-23 | Fujitsu Limited | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| US6271077B1 (en) | 1995-03-27 | 2001-08-07 | Fujitsu Limited | Thin film deposition method, capacitor device and method for fabricating the same, and semiconductor device and method for fabricating the same |
| JP2009186482A (ja) * | 2009-03-19 | 2009-08-20 | Furuya Kinzoku:Kk | 固体電解質用電極及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3211473B2 (ja) | 2001-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4547437A (en) | Protective interlayer for high temperature solid electrolyte electrochemical cells | |
| Mukundan et al. | Ceria‐Electrolyte‐Based Mixed Potential Sensors for the Detection of Hydrocarbons and Carbon Monoxide | |
| Steele | Interfacial reactions associated with ceramic ion transport membranes | |
| Gür et al. | Decomposition of nitric oxide on zirconia in a solid‐state electrochemical cell | |
| US4504522A (en) | Method of making a titanium dioxide oxygen sensor element by chemical vapor deposition | |
| Brosha et al. | Mixed potential sensors using lanthanum manganate and terbium yttrium zirconium oxide electrodes | |
| EP0196388A2 (en) | Method of making electrodes | |
| Gür et al. | Steady‐State D‐C Polarization Characteristics of the O 2, Pt/Stabilized Zirconia Interface | |
| Göpel | Chemical sensing, molecular electronics and nanotechnology: interface technologies down to the molecular scale | |
| KR920003574A (ko) | 고체 전해질을 함유한 장치에서 기재상에 전자전도성 복합층을 형성하는 방법 | |
| Zhong et al. | Ce incorporated pyrochlore Pr2Zr2O7 solid electrolytes for enhanced mild-temperature NO2 sensing | |
| JP2541530B2 (ja) | 固体電解質装置及びその製造方法 | |
| JPH06290789A (ja) | 固体電解質用電極およびその製造方法 | |
| Tsiplakides et al. | Electrochemical promotion of catalysis: mechanistic investigations and monolithic electropromoted reactors | |
| Garcia et al. | Yttria-stabilized zirconia obtained by MOCVD: applications | |
| US4692274A (en) | Protective interlayer for high temperature solid electrolyte electrochemical cells | |
| JPH05238961A (ja) | Ｃ２ 炭化水素の製造方法および該方法に用いられる装置 | |
| Rij et al. | A novel Ni-CERMET electrode based on a proton conducting electrolyte | |
| US4404068A (en) | Solid state method for synthesis reactions | |
| Goto et al. | Electrochemical properties of iridium-carbon nano composite films prepared by MOCVD | |
| Xuchen et al. | Preparation and characterization of LaNiO3 A/F ratio-sensitive thin film by sol–gel process based on amorphous citrate precursors | |
| Göpel et al. | Electrode kinetics and interface analysis of solid electrolytes for fuel cells and sensors | |
| US4536241A (en) | Method of making a titanium dioxide oxygen sensor element with fast transient response | |
| JPS62268063A (ja) | 固体電解質の製造方法 | |
| JPH0520869B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |