JPH06295730A - 固体電解質を用いた素子 - Google Patents
固体電解質を用いた素子Info
- Publication number
- JPH06295730A JPH06295730A JP5080464A JP8046493A JPH06295730A JP H06295730 A JPH06295730 A JP H06295730A JP 5080464 A JP5080464 A JP 5080464A JP 8046493 A JP8046493 A JP 8046493A JP H06295730 A JPH06295730 A JP H06295730A
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- JP
- Japan
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- solid electrolyte
- nickel oxide
- electrode
- fuel electrode
- yttria
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質を用いた素子、特に燃料電極の構
成に関する。 【構成】 多孔性支持体の表面に燃料電極、固体電解
質、空気電極で構成されてなる固体電解質を用いた素子
において、燃料電極を２層構造として、下層部に酸化ニ
ッケルを、上層部に酸化ニッケルとイットリア安定化ジ
ルコニアの複合物を形成してなる固体電解質を用いた素
子。
成に関する。 【構成】 多孔性支持体の表面に燃料電極、固体電解
質、空気電極で構成されてなる固体電解質を用いた素子
において、燃料電極を２層構造として、下層部に酸化ニ
ッケルを、上層部に酸化ニッケルとイットリア安定化ジ
ルコニアの複合物を形成してなる固体電解質を用いた素
子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空気等の酸化性ガスと水
素や炭化水素ガス等の還元性ガスを原料ガスとして発電
する固体電解質燃料電池、水蒸気電解による水素、酸素
の製造装置などの固体電解質を用いた素子に関する。
素や炭化水素ガス等の還元性ガスを原料ガスとして発電
する固体電解質燃料電池、水蒸気電解による水素、酸素
の製造装置などの固体電解質を用いた素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質を用いた素子の従来の構造を
図２によって説明する。図２は素子の断面図であり、６
は多孔性支持体、７は燃料電極、８は固体電解質、９は
空気電極である。従来の構造では燃料電極７は単層構造
で酸化ニッケルもしくは酸化ニッケルとイットリア安定
化ジルコニアの複合物を原料として形成されていた。
図２によって説明する。図２は素子の断面図であり、６
は多孔性支持体、７は燃料電極、８は固体電解質、９は
空気電極である。従来の構造では燃料電極７は単層構造
で酸化ニッケルもしくは酸化ニッケルとイットリア安定
化ジルコニアの複合物を原料として形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の構造では、前記
したように燃料電極を単層構造とし、酸化ニッケルもし
くは酸化ニッケルとイットリア安定化ジルコニアの複合
物を原料として形成されていたが、燃料電極に酸化ニッ
ケルを用いた場合は発電作動時に酸化ニッケルは還元さ
れてニッケルとなり導電性の高い集電体となるが、ニッ
ケルは経時的に凝集して活性度が低下し固体電解質との
界面抵抗が高くなる。一方燃料電極に酸化ニッケルとイ
ットリア安定化ジルコニアの複合物を用いた場合は電極
としての触媒機能を高めることができるがニッケルに比
べ導電性が低い。
したように燃料電極を単層構造とし、酸化ニッケルもし
くは酸化ニッケルとイットリア安定化ジルコニアの複合
物を原料として形成されていたが、燃料電極に酸化ニッ
ケルを用いた場合は発電作動時に酸化ニッケルは還元さ
れてニッケルとなり導電性の高い集電体となるが、ニッ
ケルは経時的に凝集して活性度が低下し固体電解質との
界面抵抗が高くなる。一方燃料電極に酸化ニッケルとイ
ットリア安定化ジルコニアの複合物を用いた場合は電極
としての触媒機能を高めることができるがニッケルに比
べ導電性が低い。
【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、燃料電極と
して優れた集電機能と電極機能の双方を備えた固体電解
質を用いた素子を提供しようとするものである。
して優れた集電機能と電極機能の双方を備えた固体電解
質を用いた素子を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は多孔性支持体の
表面に燃料電極、固体電解質、空気電極で構成されてな
る固体電解質を用いた素子において、燃料電極を２層構
造として下層部に酸化ニッケルを上層部に酸化ニッケル
とイットリア安定化ジルコニアの複合物を形成してなる
ことを特徴とする固体電解質を用いた素子である。
表面に燃料電極、固体電解質、空気電極で構成されてな
る固体電解質を用いた素子において、燃料電極を２層構
造として下層部に酸化ニッケルを上層部に酸化ニッケル
とイットリア安定化ジルコニアの複合物を形成してなる
ことを特徴とする固体電解質を用いた素子である。
【０００６】本発明における燃料電極の上層部に使用さ
れる酸化ニッケルとイットリア安定化ジルコニアの複合
物（混合物）の配合比は一般的に酸化ニッケル比で３０
〜７０％の範囲で使用される。
れる酸化ニッケルとイットリア安定化ジルコニアの複合
物（混合物）の配合比は一般的に酸化ニッケル比で３０
〜７０％の範囲で使用される。
【０００７】
【作用】下層部を酸化ニッケル、上層部を酸化ニッケル
とイットリア安定化ジルコニアの複合物で形成し２層構
造とした燃料電極は、発電作動時に原料ガスの還元性ガ
スで還元され、下層部はニッケル、上層部はニッケルと
イットリア安定化ジルコニアの複合物となる。固体電解
質側のニッケルとイットリア安定化ジルコニアの複合物
はニッケル粒子の界面が増加し、固体電解質との接触点
が増え、界面活性度が向上して固体電解質と燃料電極界
面の抵抗が低下する。しかしニッケル中にイットリア安
定化ジルコニアが存在するのでニッケルより抵抗が高
い。一方、下層のニッケルは抵抗が低く集電体の役を果
たす。このように２層構造にすることにより、電極機能
と集電機能の両者を兼備えた燃料電極が実現される。
とイットリア安定化ジルコニアの複合物で形成し２層構
造とした燃料電極は、発電作動時に原料ガスの還元性ガ
スで還元され、下層部はニッケル、上層部はニッケルと
イットリア安定化ジルコニアの複合物となる。固体電解
質側のニッケルとイットリア安定化ジルコニアの複合物
はニッケル粒子の界面が増加し、固体電解質との接触点
が増え、界面活性度が向上して固体電解質と燃料電極界
面の抵抗が低下する。しかしニッケル中にイットリア安
定化ジルコニアが存在するのでニッケルより抵抗が高
い。一方、下層のニッケルは抵抗が低く集電体の役を果
たす。このように２層構造にすることにより、電極機能
と集電機能の両者を兼備えた燃料電極が実現される。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図１によって説明する。
図１は本発明の一実施例に係る固体電解質を用いた素子
の構造を示す断面図である。図１において１はアルミナ
管、２は酸化ニッケル、３は酸化ニッケルとイットリア
安定化ジルコニアの複合物（酸化ニッケル：イットリア
安定化ジルコニア＝５０：５０）、４は固体電解質であ
るイットリア安定化ジルコニア、５は空気極であるラン
タンコバルト複合酸化物である。
図１は本発明の一実施例に係る固体電解質を用いた素子
の構造を示す断面図である。図１において１はアルミナ
管、２は酸化ニッケル、３は酸化ニッケルとイットリア
安定化ジルコニアの複合物（酸化ニッケル：イットリア
安定化ジルコニア＝５０：５０）、４は固体電解質であ
るイットリア安定化ジルコニア、５は空気極であるラン
タンコバルト複合酸化物である。
【０００９】この実施例では、多孔性支持体のアルミナ
管１の表面に酸化ニッケル２の層を形成し、さらに酸化
ニッケルとイットリア安定化ジルコニアの複合物３の層
を重ねて形成し、燃料電極を２層構造とし、その後、固
体電解質のイットリア安定化ジルコニア４と空気電極の
ランタンコバルト複合酸化物５を形成して燃料電池の素
子を構成したものである。
管１の表面に酸化ニッケル２の層を形成し、さらに酸化
ニッケルとイットリア安定化ジルコニアの複合物３の層
を重ねて形成し、燃料電極を２層構造とし、その後、固
体電解質のイットリア安定化ジルコニア４と空気電極の
ランタンコバルト複合酸化物５を形成して燃料電池の素
子を構成したものである。
【００１０】この実施例の素子と燃料電極を酸化ニッケ
ルのみとした素子とを耐久性で比較すると下記表１のよ
うになった。
ルのみとした素子とを耐久性で比較すると下記表１のよ
うになった。
【００１１】
【表１】
【００１２】上記表１より、本発明実施例の電気抵抗は
２１％低減されたこと認められた。
２１％低減されたこと認められた。
【発明の効果】本発明によると固体電解質を用いた素子
の発電時において、燃料電極下層部の酸化ニッケルは
還元されてニッケルとなり抵抗の低い集電体となり、
燃料電極上層部の酸化ニッケルとイットリア安定化ジル
コニアの複合物は同じく還元されてニッケルとイットリ
ア安定化ジルコニアの複合物となり、界面活性度の高い
電極となることから、燃料電極として優れた集電機能と
電極機能の双方の役を果たすことができる。
の発電時において、燃料電極下層部の酸化ニッケルは
還元されてニッケルとなり抵抗の低い集電体となり、
燃料電極上層部の酸化ニッケルとイットリア安定化ジル
コニアの複合物は同じく還元されてニッケルとイットリ
ア安定化ジルコニアの複合物となり、界面活性度の高い
電極となることから、燃料電極として優れた集電機能と
電極機能の双方の役を果たすことができる。
【図１】本発明の一実施例の固体電解質を用いた素子の
説明図。
説明図。
【図２】従来の固体電解質を用いた素子の説明図。
Claims (1)
- 【請求項１】 多孔性支持体の表面に燃料電極、固体電
解質、空気電極で構成されてなる固体電解質を用いた素
子において、燃料電極を２層構造として下層部に酸化ニ
ッケルを上層部に酸化ニッケルとイットリア安定化ジル
コニアの複合物を形成してなることを特徴とする固体電
解質を用いた素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080464A JPH06295730A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 固体電解質を用いた素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080464A JPH06295730A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 固体電解質を用いた素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295730A true JPH06295730A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=13718987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5080464A Withdrawn JPH06295730A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 固体電解質を用いた素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06295730A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921586A3 (en) * | 1997-11-07 | 2000-03-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Base material for a fuel cell |
| US6080283A (en) * | 1997-11-25 | 2000-06-27 | Eveready Battery Company, Inc. | Plasma treatment for metal oxide electrodes |
| US7300718B2 (en) | 2003-11-05 | 2007-11-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrolyte-electrode joined assembly and method for producing the same |
| WO2010095728A1 (en) | 2009-02-19 | 2010-08-26 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrolyte electrode assembly and method for producing the same |
-
1993
- 1993-04-07 JP JP5080464A patent/JPH06295730A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921586A3 (en) * | 1997-11-07 | 2000-03-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Base material for a fuel cell |
| US6207314B1 (en) | 1997-11-07 | 2001-03-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Base material for a fuel battery |
| US6080283A (en) * | 1997-11-25 | 2000-06-27 | Eveready Battery Company, Inc. | Plasma treatment for metal oxide electrodes |
| US7300718B2 (en) | 2003-11-05 | 2007-11-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrolyte-electrode joined assembly and method for producing the same |
| WO2010095728A1 (en) | 2009-02-19 | 2010-08-26 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrolyte electrode assembly and method for producing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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