JPH0636782A - 固体電解質電解セル - Google Patents
固体電解質電解セルInfo
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- JPH0636782A JPH0636782A JP4187699A JP18769992A JPH0636782A JP H0636782 A JPH0636782 A JP H0636782A JP 4187699 A JP4187699 A JP 4187699A JP 18769992 A JP18769992 A JP 18769992A JP H0636782 A JPH0636782 A JP H0636782A
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- solid electrolyte
- porosity
- fuel electrode
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- 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
- H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温水蒸気電解装置、固体電解質燃料電池な
どに適用される固体電解質電解セルに関する。 【構成】 基体管に順次燃料極、固体電解質及び空気極
を設けてなる固体電解質電解セルにおいて、基体管が燃
料極側に絶縁層を配置した多孔性金属材料よりなる固体
電解質電解セル。
どに適用される固体電解質電解セルに関する。 【構成】 基体管に順次燃料極、固体電解質及び空気極
を設けてなる固体電解質電解セルにおいて、基体管が燃
料極側に絶縁層を配置した多孔性金属材料よりなる固体
電解質電解セル。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高温水蒸気電解装置、固
体電解質燃料電池などに適用される固体電解質電解セル
に関する。
体電解質燃料電池などに適用される固体電解質電解セル
に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質電解セルの一例として、固体
電解質燃料電池（以下、ＳＯＦＣと略す）の一態様例を
図２によって説明する。図２に示すように、ＳＯＦＣは
セラミック系多孔質基体管３、燃料極５、固体電解質
６、空気極７からなり、作動温度約１，０００℃で酸素
イオンと水素イオンを反応させて発電させる装置であ
る。各部材に使用される代表的な材料は、基体管３とし
てはＡｌ2 Ｏ3 系もしくはＺｒＯ2 系の多孔質のセラミ
ックス、燃料極５としてはＮｉＯ2 、固体電解質６とし
てはＺｒＯ2 −Ｙ2 Ｏ3 系及び空気極７としては、Ｌａ
ＣａＭｎＯ3 ，ＬａＣｏＯ3 などの材料が使用されてお
り、これら燃料極５、固体電解質６、空気極７は基体管
３の上に、溶射法、ＥＶＤ（ Electoro Chemical Vapor
Deposition )法、スラリ法などにより形成されてい
る。
電解質燃料電池（以下、ＳＯＦＣと略す）の一態様例を
図２によって説明する。図２に示すように、ＳＯＦＣは
セラミック系多孔質基体管３、燃料極５、固体電解質
６、空気極７からなり、作動温度約１，０００℃で酸素
イオンと水素イオンを反応させて発電させる装置であ
る。各部材に使用される代表的な材料は、基体管３とし
てはＡｌ2 Ｏ3 系もしくはＺｒＯ2 系の多孔質のセラミ
ックス、燃料極５としてはＮｉＯ2 、固体電解質６とし
てはＺｒＯ2 −Ｙ2 Ｏ3 系及び空気極７としては、Ｌａ
ＣａＭｎＯ3 ，ＬａＣｏＯ3 などの材料が使用されてお
り、これら燃料極５、固体電解質６、空気極７は基体管
３の上に、溶射法、ＥＶＤ（ Electoro Chemical Vapor
Deposition )法、スラリ法などにより形成されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図２に示すように、Ｓ
ＯＦＣは基体管３の内側に水素１及び外側に空気２を流
し、１０００℃の高温状態で発電させる装置であるが、
空気２と水素１の流速条件によっては、基体管３の内外
面に温度差が生じる場合がある。この時、基体管３の材
料にセラミックス、例えばＡｌ2 Ｏ3 系、ＺｒＯ2 系の
材料を使用すると、熱応力が生じ折損する場合がある。
また、燃料極５、固体電解質６、空気極７を溶射法によ
り成膜する場合も、基体管３の内外面に温度差が生じ折
損する場合がある。
ＯＦＣは基体管３の内側に水素１及び外側に空気２を流
し、１０００℃の高温状態で発電させる装置であるが、
空気２と水素１の流速条件によっては、基体管３の内外
面に温度差が生じる場合がある。この時、基体管３の材
料にセラミックス、例えばＡｌ2 Ｏ3 系、ＺｒＯ2 系の
材料を使用すると、熱応力が生じ折損する場合がある。
また、燃料極５、固体電解質６、空気極７を溶射法によ
り成膜する場合も、基体管３の内外面に温度差が生じ折
損する場合がある。
【０００４】これは、基体管３の材料として、多孔質の
セラミックスを使用すると、この材料は熱伝導率が低く
（金属の１／１０程度）、基体管３の内外面で温度差が
生じやすいこと及び多孔質のセラミックスは脆弱である
ことが原因として考えられる。
セラミックスを使用すると、この材料は熱伝導率が低く
（金属の１／１０程度）、基体管３の内外面で温度差が
生じやすいこと及び多孔質のセラミックスは脆弱である
ことが原因として考えられる。
【０００５】本発明は上記技術水準に鑑み、従来の固体
電解質電解セルの上述したような欠点のない固体電解質
電解セルを提供しようとするものである。
電解質電解セルの上述したような欠点のない固体電解質
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】本発明は基体管に順次燃
料極、固体電解質及び空気極を設けてなる固体電解質電
解セルにおいて、基体管が燃料極側に絶縁層を配置した
多孔性金属材料よりなることを特徴とする固体電解質電
解セルである。
料極、固体電解質及び空気極を設けてなる固体電解質電
解セルにおいて、基体管が燃料極側に絶縁層を配置した
多孔性金属材料よりなることを特徴とする固体電解質電
解セルである。
【０００７】すなわち、本発明は基体管に熱伝導率が高
く、また基体管の内外面で温度差が生じても折損しにく
い金属系の多孔性材料を用い、また、基体管に金属系の
材料を用いると、燃料極から空気極に流れる電気が漏電
するので、基体管に電気が流れないように、基体管の燃
料極側に絶縁層を設けた構成を採用した固体電解質電解
セルである。
く、また基体管の内外面で温度差が生じても折損しにく
い金属系の多孔性材料を用い、また、基体管に金属系の
材料を用いると、燃料極から空気極に流れる電気が漏電
するので、基体管に電気が流れないように、基体管の燃
料極側に絶縁層を設けた構成を採用した固体電解質電解
セルである。
【０００８】本発明で基体管として使用しうる多孔性金
属材料の代表例としては多孔質２０〜５０％のＮｉ−Ｃ
ｒ系耐熱合金があげられ、絶縁材の代表例としては多孔
質３０〜５０％のＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 （ス
ピネル）、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＺｒＯ2 複合材、Ｌａ2 Ｚｒ2
Ｏ7 、ＳｒＺｒＯ3 、ＣａＺｒＯ3 などがあげられる。
属材料の代表例としては多孔質２０〜５０％のＮｉ−Ｃ
ｒ系耐熱合金があげられ、絶縁材の代表例としては多孔
質３０〜５０％のＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 （ス
ピネル）、Ａｌ2 Ｏ3 ・ＺｒＯ2 複合材、Ｌａ2 Ｚｒ2
Ｏ7 、ＳｒＺｒＯ3 、ＣａＺｒＯ3 などがあげられる。
【０００９】
【作用】基体管に金属系の材料を用いているので、発電
時及び燃料極、電解質、空気極を溶射法などで成膜する
場合、基体管の内外面で温度差が生じにくく、かつセラ
ミック材料よりも強度が高い（脆弱でない）ので、熱応
力による基体管の折損を防止することができる。また、
基体管の燃料極側に絶縁層を設けているので、燃料極か
ら空気極に流れる電気が基体管を通じて漏電することは
ない。
時及び燃料極、電解質、空気極を溶射法などで成膜する
場合、基体管の内外面で温度差が生じにくく、かつセラ
ミック材料よりも強度が高い（脆弱でない）ので、熱応
力による基体管の折損を防止することができる。また、
基体管の燃料極側に絶縁層を設けているので、燃料極か
ら空気極に流れる電気が基体管を通じて漏電することは
ない。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１によって説明する。
図１において、３は多孔性金属よりなる基体管で、例え
ば多孔度約３０％のＮｉ・Ｃｒ系耐熱合金、４は絶縁層
で、例えば多孔度２０〜３０％のＡｌ2 Ｏ3 、５は燃料
極で、例えば多孔度２０〜３０％のＮｉＯ、６は固体電
解質で、例えば緻密な１２％イットリア安定化Ｚｒ
Ｏ2 、７は空気極で例えば多孔度２０〜３０％のＬａＣ
ｏＯ3 である。この実施例の固体電解質電解セルは多孔
性金属材料よりなる基体管３上に順次、絶縁層４材、燃
料極５材、固体電解質材６及び空気極７材を溶射法によ
って形成させることによって得られる。
図１において、３は多孔性金属よりなる基体管で、例え
ば多孔度約３０％のＮｉ・Ｃｒ系耐熱合金、４は絶縁層
で、例えば多孔度２０〜３０％のＡｌ2 Ｏ3 、５は燃料
極で、例えば多孔度２０〜３０％のＮｉＯ、６は固体電
解質で、例えば緻密な１２％イットリア安定化Ｚｒ
Ｏ2 、７は空気極で例えば多孔度２０〜３０％のＬａＣ
ｏＯ3 である。この実施例の固体電解質電解セルは多孔
性金属材料よりなる基体管３上に順次、絶縁層４材、燃
料極５材、固体電解質材６及び空気極７材を溶射法によ
って形成させることによって得られる。
【００１１】本発明の上記方法によって得られた固体電
解質電解セルの基体管３は熱伝導率の高い金属系の材料
を使用しているので、発電時、溶射時に基体管３の内外
面で温度差が生じにくく、かつセラミック材料のように
脆弱でないので熱応力による基体管３の折損を防止する
ことができる。また、基体管３の燃料極５側に絶縁層４
を設けているので、燃料極５から空気極７に流れる電気
が、基体管３を通じて漏電することはない。
解質電解セルの基体管３は熱伝導率の高い金属系の材料
を使用しているので、発電時、溶射時に基体管３の内外
面で温度差が生じにくく、かつセラミック材料のように
脆弱でないので熱応力による基体管３の折損を防止する
ことができる。また、基体管３の燃料極５側に絶縁層４
を設けているので、燃料極５から空気極７に流れる電気
が、基体管３を通じて漏電することはない。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、基体管に金属系の多孔
性材料を用いているので、溶射時、発電時に熱応力によ
り基体管が折損することを防止でき、絶縁材により漏電
することもなく信頼性の高い固体電解質電解セルを提供
することができる。
性材料を用いているので、溶射時、発電時に熱応力によ
り基体管が折損することを防止でき、絶縁材により漏電
することもなく信頼性の高い固体電解質電解セルを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固体電解質電解セルの一実施例の説明
図。
図。
【図２】従来の固体電解質電解セルの一態様例の説明
図。
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久留 長生 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】 基体管に順次燃料極、固体電解質及び空
気極を設けてなる固体電解質電解セルにおいて、基体管
が燃料極側に絶縁層を配置した多孔性金属材料よりなる
ことを特徴とする固体電解質電解セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187699A JPH0636782A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 固体電解質電解セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187699A JPH0636782A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 固体電解質電解セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636782A true JPH0636782A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16210612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187699A Withdrawn JPH0636782A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 固体電解質電解セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636782A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004207007A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Kyocera Corp | 燃料電池セル及び燃料電池 |
| JP2005071948A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 混成型多孔質管体およびその製造方法 |
| EP1414094A3 (en) * | 2002-10-21 | 2005-04-13 | Shinko Electric Industries Co. Ltd. | Fuell cell structure |
| JP2007329132A (ja) * | 2007-07-20 | 2007-12-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 混成型多孔質管体 |
| JP2008047546A (ja) * | 2007-10-25 | 2008-02-28 | Kyocera Corp | 燃料電池 |
| JP2008084716A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Kyocera Corp | 燃料電池セルおよび燃料電池セルスタック、ならびに燃料電池 |
| JP2013501330A (ja) * | 2009-08-03 | 2013-01-10 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 金属支持型電気化学電池およびその製造方法 |
| JP2014089847A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物型燃料電池 |
| CN111416134A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-14 | 西安交通大学 | 金属扁管支撑体、电池/电解池、电池堆结构 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4187699A patent/JPH0636782A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1414094A3 (en) * | 2002-10-21 | 2005-04-13 | Shinko Electric Industries Co. Ltd. | Fuell cell structure |
| US7244525B2 (en) | 2002-10-21 | 2007-07-17 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Fuel cell structure |
| JP2004207007A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Kyocera Corp | 燃料電池セル及び燃料電池 |
| JP2005071948A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 混成型多孔質管体およびその製造方法 |
| JP2008084716A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Kyocera Corp | 燃料電池セルおよび燃料電池セルスタック、ならびに燃料電池 |
| JP2007329132A (ja) * | 2007-07-20 | 2007-12-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 混成型多孔質管体 |
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| JP2013501330A (ja) * | 2009-08-03 | 2013-01-10 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 金属支持型電気化学電池およびその製造方法 |
| JP2014089847A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物型燃料電池 |
| CN111416134A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-14 | 西安交通大学 | 金属扁管支撑体、电池/电解池、电池堆结构 |
| CN111416134B (zh) * | 2020-03-31 | 2021-03-26 | 西安交通大学 | 金属扁管支撑体、电池/电解池、电池堆结构 |
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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: 19991005 |