JPH06318462A - 固体電解質型電解セル - Google Patents
固体電解質型電解セルInfo
- Publication number
- JPH06318462A JPH06318462A JP5106646A JP10664693A JPH06318462A JP H06318462 A JPH06318462 A JP H06318462A JP 5106646 A JP5106646 A JP 5106646A JP 10664693 A JP10664693 A JP 10664693A JP H06318462 A JPH06318462 A JP H06318462A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air electrode
- solid electrolyte
- electrolytic cell
- electrode material
- cell
- 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- Withdrawn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
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質型電解セルに関する。
【構成】 燃料極、固体電解質、空気極からなる固体電
解質型電解セルにおいて、固体電解質をイットリア安定
化ジルコニアとし、空気極を（Ｌａ1-x Ａx ）1- y Ｃｏ
Ｏ3 （但し、Ａ：Ｓｒ，Ｃａ，０＜ｘ＜０．５，０＜ｙ
＜０．５）よりなるペロブスカイト型酸化物とした固体
電解質型電解セル。
解質型電解セルにおいて、固体電解質をイットリア安定
化ジルコニアとし、空気極を（Ｌａ1-x Ａx ）1- y Ｃｏ
Ｏ3 （但し、Ａ：Ｓｒ，Ｃａ，０＜ｘ＜０．５，０＜ｙ
＜０．５）よりなるペロブスカイト型酸化物とした固体
電解質型電解セル。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質型燃料電池
（ＳＯＦＣ）や高温水蒸気電解装置の電解セルに関す
る。
（ＳＯＦＣ）や高温水蒸気電解装置の電解セルに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図４によって従来の円筒型ＳＯＦＣの電
解セルの構成を説明する。ＳＯＦＣは基体管１、燃料極
２、固体電解質３、空気極４を積層したものからなり、
これをインタコネクタ５により接続して構成されてい
る。燃料極２側に水素や一酸化炭素などの燃料を供給
し、空気極４側に酸素を含んだ空気を供給すると、作動
温度９００〜１，０００℃にて酸素イオンが固体電解質
３中を移動して電気が取り出せる装置である。
解セルの構成を説明する。ＳＯＦＣは基体管１、燃料極
２、固体電解質３、空気極４を積層したものからなり、
これをインタコネクタ５により接続して構成されてい
る。燃料極２側に水素や一酸化炭素などの燃料を供給
し、空気極４側に酸素を含んだ空気を供給すると、作動
温度９００〜１，０００℃にて酸素イオンが固体電解質
３中を移動して電気が取り出せる装置である。
【０００３】従来の円筒型ＳＯＦＣは、図５に示すよう
に一般的に基体管１はカルシア安定化ジルコニア（ＣＳ
Ｚ）、燃料極２はＮｉ／イットリア安定化ジルコニア
（ＹＳＺ）、固体電解質３はＹＳＺ、空気極４はＬａＣ
ｏＯ3 、インタコネクタ５はＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 が用
いられている。特に空気極４にＬａＣｏＯ3 を用いるの
は高電子導電率及び高い酸素吸着解離活性があるためで
ある。
に一般的に基体管１はカルシア安定化ジルコニア（ＣＳ
Ｚ）、燃料極２はＮｉ／イットリア安定化ジルコニア
（ＹＳＺ）、固体電解質３はＹＳＺ、空気極４はＬａＣ
ｏＯ3 、インタコネクタ５はＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 が用
いられている。特に空気極４にＬａＣｏＯ3 を用いるの
は高電子導電率及び高い酸素吸着解離活性があるためで
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の電解セルの空気
極材料で用いているＬａＣｏＯ3 は固体電解質材料であ
るＹＳＺと反応して、図５に示すようにＬａ2 Ｚｒ2 Ｏ
7 の絶縁層を形成するために電気が流れなくなり、性能
を著しく低下させる。そのために、現状では作動温度を
９００℃に下げて絶縁層の生成を低下させているが、作
動電圧の経時変化の長期安定性の点からは図３に示すよ
うに低下する傾向にある。
極材料で用いているＬａＣｏＯ3 は固体電解質材料であ
るＹＳＺと反応して、図５に示すようにＬａ2 Ｚｒ2 Ｏ
7 の絶縁層を形成するために電気が流れなくなり、性能
を著しく低下させる。そのために、現状では作動温度を
９００℃に下げて絶縁層の生成を低下させているが、作
動電圧の経時変化の長期安定性の点からは図３に示すよ
うに低下する傾向にある。
【０００５】本発明は上記技術水準に鑑み、固体電解質
としてＹＳＺを使用する電解セルにおいて、従来の空気
極材料であるＬａＣｏＯ3 より高い電子導電率を有し、
かつＹＳＺと反応性のない空気極を備えた電解セルを提
供しようとするものである。
としてＹＳＺを使用する電解セルにおいて、従来の空気
極材料であるＬａＣｏＯ3 より高い電子導電率を有し、
かつＹＳＺと反応性のない空気極を備えた電解セルを提
供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は燃料極、固体電
解質、空気極からなる固体電解質型電解セルにおいて、
固体電解質をイットリア安定化ジルコニアとし、空気極
を（Ｌａ1-x Ａx ）1- y ＣｏＯ3 （但し、Ａ：Ｓｒ，Ｃ
ａ，０＜ｘ＜０．５，０＜ｙ＜０．５）よりなるペロブ
スカイト型酸化物としてなることを特徴とする固体電解
質型電解セルである。
解質、空気極からなる固体電解質型電解セルにおいて、
固体電解質をイットリア安定化ジルコニアとし、空気極
を（Ｌａ1-x Ａx ）1- y ＣｏＯ3 （但し、Ａ：Ｓｒ，Ｃ
ａ，０＜ｘ＜０．５，０＜ｙ＜０．５）よりなるペロブ
スカイト型酸化物としてなることを特徴とする固体電解
質型電解セルである。
【０００７】
【作用】本発明において空気極材料として使用する（Ｌ
ａ1-x Ａx ）1-y ＣｏＯ3 （Ａ：Ｓｒ，Ｃａ，０＜ｘ＜
０．５，０＜ｙ＜０．５）は従来のＬａＣｏＯ3 のＬａ
サイトに、ＳｒまたはＣａを添加することで高電子導電
率を有するようにすることができる。しかし、この場合
の（Ｌａ1-x Ａx ）1 ＣｏＯ3 （Ａ：Ｓｒ，Ｃａ，０＜
ｘ＜０．５）の酸化物でも、ＹＳＺと反応して絶縁膜の
生成が考えられるので、この反応性を低下させるため
に、（Ｌａ1-x Ａx ）1 のサイトを欠損した型にするこ
とにより、ＹＳＺとの反応性も低下し、かつ、高電子導
電率を有するようにすることができる。なお、上式にお
いて、０＜ｘ＜０．５，０＜ｙ＜０．５としたのはｘ＞
０．５，ｙ＞０．５となると（Ｌａ1-x Ａx ）1-y Ｃｏ
Ｏ3 の単一相ではなく、これ以外の酸化物（例えばＬａ
Ｏ2 やＣｏＯ2 など）が生成するためである。また、こ
の材料には、高い酸素吸着解離活性もあり、このことに
より、従来の電解セルに比べ、作動電圧の経時変化にお
いて、その低下が少なくかつ長期安定性があり、更に、
初期性能の向上も奏することができる。
ａ1-x Ａx ）1-y ＣｏＯ3 （Ａ：Ｓｒ，Ｃａ，０＜ｘ＜
０．５，０＜ｙ＜０．５）は従来のＬａＣｏＯ3 のＬａ
サイトに、ＳｒまたはＣａを添加することで高電子導電
率を有するようにすることができる。しかし、この場合
の（Ｌａ1-x Ａx ）1 ＣｏＯ3 （Ａ：Ｓｒ，Ｃａ，０＜
ｘ＜０．５）の酸化物でも、ＹＳＺと反応して絶縁膜の
生成が考えられるので、この反応性を低下させるため
に、（Ｌａ1-x Ａx ）1 のサイトを欠損した型にするこ
とにより、ＹＳＺとの反応性も低下し、かつ、高電子導
電率を有するようにすることができる。なお、上式にお
いて、０＜ｘ＜０．５，０＜ｙ＜０．５としたのはｘ＞
０．５，ｙ＞０．５となると（Ｌａ1-x Ａx ）1-y Ｃｏ
Ｏ3 の単一相ではなく、これ以外の酸化物（例えばＬａ
Ｏ2 やＣｏＯ2 など）が生成するためである。また、こ
の材料には、高い酸素吸着解離活性もあり、このことに
より、従来の電解セルに比べ、作動電圧の経時変化にお
いて、その低下が少なくかつ長期安定性があり、更に、
初期性能の向上も奏することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例をあげて説明する。
空気極材料に（Ｌａ0.6 Ｓｒ0.4）0.9 ＣｏＯ3 を用
い、緻密なＹＳＺ上に成膜し円筒型固体電解質型燃料電
池電解セルを作製した。
空気極材料に（Ｌａ0.6 Ｓｒ0.4）0.9 ＣｏＯ3 を用
い、緻密なＹＳＺ上に成膜し円筒型固体電解質型燃料電
池電解セルを作製した。
【０００９】この円筒型固体電解質型燃料電池の電解セ
ルのＩ−Ｖ特性を図２に示す。この空気極材料が高い電
子導電率を示し、高い酸素吸着解離活性を示すために、
図２に示すように、従来のＬａＣｏＯ3 よりなる空気極
材料を用いた電解セルに比べセルの性能が向上してい
る。また、この発生する起電力の経時変化を図３に示す
が、図３より明らかなように、ＹＳＺとの反応性が著し
く低下するために作動電圧は長期にわたって安定させる
ことができる。
ルのＩ−Ｖ特性を図２に示す。この空気極材料が高い電
子導電率を示し、高い酸素吸着解離活性を示すために、
図２に示すように、従来のＬａＣｏＯ3 よりなる空気極
材料を用いた電解セルに比べセルの性能が向上してい
る。また、この発生する起電力の経時変化を図３に示す
が、図３より明らかなように、ＹＳＺとの反応性が著し
く低下するために作動電圧は長期にわたって安定させる
ことができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明により、初期における性能が向上
し、しかも長期間安定性ある電解セルが提供される。
し、しかも長期間安定性ある電解セルが提供される。
【図１】本発明の一実施例の固体電解質型電解セルの説
明図。
明図。
【図２】本発明の一実施例の発電特性（Ｉ−Ｖ特性）を
示す図表。
示す図表。
【図３】本発明の一実施例の発電特性（起電力の経時変
化特性）を示す図表。
化特性）を示す図表。
【図４】従来の円筒型固体電解質型燃料電池の電解セル
の説明図。
の説明図。
【図５】図４の電解セルの具体例と空気極材料と固体電
解質材料の反応による絶縁層形成の説明図。
解質材料の反応による絶縁層形成の説明図。
【図６】従来の固体電解質型電解セルの発電特性（起動
力の経時変化特性）を示す図表。
力の経時変化特性）を示す図表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 浩二 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料極、固体電解質、空気極からなる固
体電解質型電解セルにおいて、固体電解質をイットリア
安定化ジルコニアとし、空気極を（Ｌａ1-xＡx ）1-y
ＣｏＯ3 （但し、Ａ：Ｓｒ，Ｃａ，０＜ｘ＜０．５，０
＜ｙ＜０．５）よりなるペロブスカイト型酸化物として
なることを特徴とする固体電解質型電解セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106646A JPH06318462A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 固体電解質型電解セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106646A JPH06318462A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 固体電解質型電解セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318462A true JPH06318462A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=14438890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5106646A Withdrawn JPH06318462A (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 固体電解質型電解セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06318462A (ja) |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP5106646A patent/JPH06318462A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000801 |