JPH07105956A - 固体電解質型電解セルの燃料極の製造方法 - Google Patents
固体電解質型電解セルの燃料極の製造方法Info
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- JPH07105956A JPH07105956A JP5244317A JP24431793A JPH07105956A JP H07105956 A JPH07105956 A JP H07105956A JP 5244317 A JP5244317 A JP 5244317A JP 24431793 A JP24431793 A JP 24431793A JP H07105956 A JPH07105956 A JP H07105956A
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- Japan
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- solid electrolyte
- slurry
- particle size
- nio
- zro
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- 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
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質型燃料電池あるいは高温水蒸気電
解に用いる固体電解質型電解セルの燃料極の製造方法に
関する。 【構成】 ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 との混合物を熱処理
してなる固溶体を必要に応じて安定化ＺｒＯ2 と混合し
て粉砕したのち溶媒に分散させてスラリー化し、該スラ
リーをＺｒＯ2 系固体電解質の片面に塗布・乾燥し空気
中で焼成したのち、還元雰囲気で熱処理して固体電解質
型電解セルの燃料極を製造する方法。
解に用いる固体電解質型電解セルの燃料極の製造方法に
関する。 【構成】 ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 との混合物を熱処理
してなる固溶体を必要に応じて安定化ＺｒＯ2 と混合し
て粉砕したのち溶媒に分散させてスラリー化し、該スラ
リーをＺｒＯ2 系固体電解質の片面に塗布・乾燥し空気
中で焼成したのち、還元雰囲気で熱処理して固体電解質
型電解セルの燃料極を製造する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質型燃料電池あ
るいは高温水蒸気電解に用いる固体電解質型電解セルの
燃料極の製造方法に関する。
るいは高温水蒸気電解に用いる固体電解質型電解セルの
燃料極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質燃料電池ではアノードとして
Ｎｉを用いるが、固体電解質の安定化ジルコニアと熱膨
張率が異なるために固体電解質を破壊する可能性がある
ので、安定化ジルコニア（安定化ＺｒＯ2 ）やマグネシ
ウムアルミニウムスピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）を添加し
て用いている。しかし従来技術においては成膜前に熱処
理は行われていない。
Ｎｉを用いるが、固体電解質の安定化ジルコニアと熱膨
張率が異なるために固体電解質を破壊する可能性がある
ので、安定化ジルコニア（安定化ＺｒＯ2 ）やマグネシ
ウムアルミニウムスピネル（ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ）を添加し
て用いている。しかし従来技術においては成膜前に熱処
理は行われていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】固体電解質の破壊を防
ぐためには、電極の熱膨張率を厳密に固体電解質に適合
させることが必要であり、熱膨張率がＮｉより小さいＭ
ｇＡｌ2 Ｏ4 を電極に添加することが安定化ＺｒＯ2 を
添加するより有効である。ところが、ＭｇＡｌ2Ｏ4 を
添加した電極材は成膜した際の導電率が目標とする値よ
りも低い傾向がある。
ぐためには、電極の熱膨張率を厳密に固体電解質に適合
させることが必要であり、熱膨張率がＮｉより小さいＭ
ｇＡｌ2 Ｏ4 を電極に添加することが安定化ＺｒＯ2 を
添加するより有効である。ところが、ＭｇＡｌ2Ｏ4 を
添加した電極材は成膜した際の導電率が目標とする値よ
りも低い傾向がある。
【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、付着性が良
好で導電率が高く、しかも電解セルが破損されることも
ない固体電解質型電解セルの燃料極の製造方法を提供し
ようとするものである。
好で導電率が高く、しかも電解セルが破損されることも
ない固体電解質型電解セルの燃料極の製造方法を提供し
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らはＮｉ，Ｍｇ
Ａｌ2 Ｏ4 系電極材の成膜した状態での導電率を向上す
るために、種々の検討を行った結果、成膜前に熱処理を
行い予め固溶体を形成することが有効であることを見い
だした。さらに、成膜強度（付着性）を向上させるため
には、少量の安定化ＺｒＯ2 の添加が有効であることを
見いだした。
Ａｌ2 Ｏ4 系電極材の成膜した状態での導電率を向上す
るために、種々の検討を行った結果、成膜前に熱処理を
行い予め固溶体を形成することが有効であることを見い
だした。さらに、成膜強度（付着性）を向上させるため
には、少量の安定化ＺｒＯ2 の添加が有効であることを
見いだした。
【０００６】本発明は上述の知見に基づいて完成された
ものであって、本発明は （１）ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 との混合物を熱処理して
なる固溶体を粉砕したのち溶媒に分散させてスラリー化
し、該スラリーをＺｒＯ2 系固体電解質の片面に塗布・
乾燥し空気中で焼成したのち、還元雰囲気で熱処理する
ことを特徴とする固体電解質型電解セルの燃料極の製造
方法。（第一発明） （２）ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 との混合物を熱処理して
なる固溶体を安定化ＺｒＯ2 と混合して粉砕したのち溶
媒に分散させてスラリー化し、該スラリーをＺｒＯ2 系
固体電解質の片面に塗布・乾燥し空気中で焼成したの
ち、還元雰囲気で熱処理することを特徴とする固体電解
質型電解セルの燃料極の製造方法。（第二発明）であ
る。
ものであって、本発明は （１）ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 との混合物を熱処理して
なる固溶体を粉砕したのち溶媒に分散させてスラリー化
し、該スラリーをＺｒＯ2 系固体電解質の片面に塗布・
乾燥し空気中で焼成したのち、還元雰囲気で熱処理する
ことを特徴とする固体電解質型電解セルの燃料極の製造
方法。（第一発明） （２）ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 との混合物を熱処理して
なる固溶体を安定化ＺｒＯ2 と混合して粉砕したのち溶
媒に分散させてスラリー化し、該スラリーをＺｒＯ2 系
固体電解質の片面に塗布・乾燥し空気中で焼成したの
ち、還元雰囲気で熱処理することを特徴とする固体電解
質型電解セルの燃料極の製造方法。（第二発明）であ
る。
【０００７】
【作用】Ｎｉ，ＭｇＡｌ2 Ｏ4 系電極材の成膜した状態
での導電率が低い原因は導電性を発現するＮｉ成分が膜
内で連続に接触した状態でつながっていないためであ
る。本発明では膜内でのＮｉ成分のを連続させるため
に、予め熱処理を行いＮｉ成分を原料内に均一に分散さ
せる固溶体化処理を行った。また、電極の付着性は固体
電解質と電極の界面での接着力に依存する。この接着力
を改善するためには焼きつき性を向上する必要がある。
そこで、電極材に固体電解質と同じ成分の安定化ＺｒＯ
2 を添加し、焼きつき性を向上した。
での導電率が低い原因は導電性を発現するＮｉ成分が膜
内で連続に接触した状態でつながっていないためであ
る。本発明では膜内でのＮｉ成分のを連続させるため
に、予め熱処理を行いＮｉ成分を原料内に均一に分散さ
せる固溶体化処理を行った。また、電極の付着性は固体
電解質と電極の界面での接着力に依存する。この接着力
を改善するためには焼きつき性を向上する必要がある。
そこで、電極材に固体電解質と同じ成分の安定化ＺｒＯ
2 を添加し、焼きつき性を向上した。
【０００８】第一発明に関して成分限定理由並びに処理
条件限定理由を以下に述べる。 出発原料ＮｉＯ粒度範囲：固溶体生成のためには、粉体
の反応性が高い、すなわち粉体の粒径が細かいことが望
ましく、一般的には５μｍ以下の粒径が好ましい。 出発原料ＭｇＡｌ2 Ｏ4 粒度範囲：ＮｉＯ粒度範囲と同
様に固溶体生成のためには、粉体の反応性が高い、すな
わち粉体の粒径が細かいことが望ましく、一般的には５
μｍ以下の粒径が好ましい。 ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 の混合割合：固体電解質として
用いるＺｒＯ2 系固体電解質の熱膨張率は約１０×１０
-6／Ｋ程度である。ＮｉＯの熱膨張率は約１４×１０-6
／Ｋ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 の熱膨張率は約８×１０-6／Ｋで
あり、これらの混合比率は混合物焼結体の熱膨張率がＺ
ｒＯ2 系固体電解質の熱膨張率に近くなる方が望まし
い。ただし、ＮｉＯ含有率が下がると導電率が低下する
ためにこの点を考慮し、ＮｉＯ含有率を４０〜６０ｖｏ
ｌ％が適当である。このとき混合物焼結体の熱膨張率は
１０．４〜１１．６×１０-6／Ｋ程度となる。 固溶体化熱処理：ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 の固溶体を作
るためには、ある程度高い温度と時間が必要であり、１
５００℃以上で１時間以上が適当である。 固溶体の粉砕（固体電解質上への成膜後焼成条件を含
む）：固溶体の粒度が大きすぎると、熱的に安定であり
固体電解質上に成膜焼成した際に、十分に焼き付かず成
膜強度が低くなる可能性がある。固体電解質上に成膜焼
成する温度を１３００〜１５００℃（この温度が極端に
高いと電解質と反応し絶縁体が生成する可能性がある）
が適当であり、この温度領域で成膜焼成するためには固
溶体の粒径は５μｍ以下にすることが望ましい。このた
めには固溶体の焼成体をスタンプミで粉砕した後に、ボ
ールミルで５０時間以上粉砕する必要がある。 スラリー化する溶媒の種類：固体電解質上に塗布するこ
とを目的として、スラリー化を行なうので、溶媒の種類
は特に限定されない。一般的に使用可能な溶媒は水、エ
タノール等のアルコール、トルエン等があげられる。た
だし、水系の溶媒を用いる場合には分散剤の添加がスラ
リーの安定化（沈殿を防ぐ）を向上する目的で必要であ
り、分散剤の添加量は２％以下が一般的である。 還元時温度条件：固体電解質燃料電池作動条件にて還元
する。具体的には、温度１０００℃、還元剤は燃料の水
素、ＣＯ、ＣＨ4 等である。
条件限定理由を以下に述べる。 出発原料ＮｉＯ粒度範囲：固溶体生成のためには、粉体
の反応性が高い、すなわち粉体の粒径が細かいことが望
ましく、一般的には５μｍ以下の粒径が好ましい。 出発原料ＭｇＡｌ2 Ｏ4 粒度範囲：ＮｉＯ粒度範囲と同
様に固溶体生成のためには、粉体の反応性が高い、すな
わち粉体の粒径が細かいことが望ましく、一般的には５
μｍ以下の粒径が好ましい。 ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 の混合割合：固体電解質として
用いるＺｒＯ2 系固体電解質の熱膨張率は約１０×１０
-6／Ｋ程度である。ＮｉＯの熱膨張率は約１４×１０-6
／Ｋ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 の熱膨張率は約８×１０-6／Ｋで
あり、これらの混合比率は混合物焼結体の熱膨張率がＺ
ｒＯ2 系固体電解質の熱膨張率に近くなる方が望まし
い。ただし、ＮｉＯ含有率が下がると導電率が低下する
ためにこの点を考慮し、ＮｉＯ含有率を４０〜６０ｖｏ
ｌ％が適当である。このとき混合物焼結体の熱膨張率は
１０．４〜１１．６×１０-6／Ｋ程度となる。 固溶体化熱処理：ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 の固溶体を作
るためには、ある程度高い温度と時間が必要であり、１
５００℃以上で１時間以上が適当である。 固溶体の粉砕（固体電解質上への成膜後焼成条件を含
む）：固溶体の粒度が大きすぎると、熱的に安定であり
固体電解質上に成膜焼成した際に、十分に焼き付かず成
膜強度が低くなる可能性がある。固体電解質上に成膜焼
成する温度を１３００〜１５００℃（この温度が極端に
高いと電解質と反応し絶縁体が生成する可能性がある）
が適当であり、この温度領域で成膜焼成するためには固
溶体の粒径は５μｍ以下にすることが望ましい。このた
めには固溶体の焼成体をスタンプミで粉砕した後に、ボ
ールミルで５０時間以上粉砕する必要がある。 スラリー化する溶媒の種類：固体電解質上に塗布するこ
とを目的として、スラリー化を行なうので、溶媒の種類
は特に限定されない。一般的に使用可能な溶媒は水、エ
タノール等のアルコール、トルエン等があげられる。た
だし、水系の溶媒を用いる場合には分散剤の添加がスラ
リーの安定化（沈殿を防ぐ）を向上する目的で必要であ
り、分散剤の添加量は２％以下が一般的である。 還元時温度条件：固体電解質燃料電池作動条件にて還元
する。具体的には、温度１０００℃、還元剤は燃料の水
素、ＣＯ、ＣＨ4 等である。
【０００９】第二発明に関して成分限定理由並びに処理
条件限定理由を以下に述べる。 出発原料ＮｉＯ粒度範囲：固溶体生成のためには、粉体
の反応性が高い、すなわち粉体の粒径が細かいことが望
ましく、一般的には５μｍ以下の粒径が好ましい。 出発原料ＭｇＡｌ2 Ｏ4 粒度範囲：ＮｉＯ粒度範囲と同
様に固溶体生成のためには、粉体の反応性が高い、すな
わち粉体の粒径が細かいことが望ましく、一般的には５
μｍ以下の粒径が好ましい。 出発原料ＺｒＯ2 粒度範囲：ＺｒＯ2 の粒径は固体電解
質との密着性を改善する目的から焼結性が良好である必
要がある。したがって、粒径は小さいほうが望ましく１
μｍ以下がよい。また、ＺｒＯ2 は固体電解質として使
用する安定化ＺｒＯ2 と同様安定化剤を含有することは
当然である。 ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 の混合割合及びＺｒＯ2 の割
合：固体電解質として用いるＺｒＯ2 系固体電解質の熱
膨張率は約１０×１０-6／Ｋ程度である。ＮｉＯの熱膨
張率は約１４×１０-6／Ｋ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 の熱膨張率
は約８×１０-6／Ｋ、ＺｒＯ2 の熱膨張率は約１０×１
０-6／Ｋであり、これらの混合比率は混合物焼結体の熱
膨張率がＺｒＯ2 系固体電解質の熱膨張率に近くなる方
が望ましい。ただし、ＮｉＯ含有率が下がると導電率が
低下するためにこの点を考慮し、ＮｉＯ含有率を４０〜
６０ｖｏｌ％が適当である。また、ＺｒＯ2 は固体電解
質との密着性を改善するために加えられ、あまり多すぎ
ると熱膨張率が大きくなるため１５ｖｏｌ％以下が望ま
しい。ＺｒＯ2 を１０ｖｏｌ％添加した場合の混合物焼
結体の熱膨張率は１０．６〜１１．８×１０-6／Ｋ程度
となる。 固溶体化熱処理：ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 の固溶体を作
るためには、ある程度高い温度と時間が必要であり、１
５００℃以上で１時間以上が適当である。 固溶体及びＺｒＯ2 の粉砕（固体電解質上への成膜後焼
成条件を含む）：固溶体及びＺｒＯ2 の粒度が大きすぎ
ると、熱的に安定であり固体電解質上に成膜焼成した際
に、十分に焼き付かず成膜強度が低くなる可能性があ
る。固体電解質上に成膜焼成する温度を１３００〜１５
００℃（この温度が極端に高いと電解質と反応し絶縁体
が生成する可能性がある）が適当であり、この温度領域
で成膜焼成するためには、固溶体及びＺｒＯ2 の粒径は
５μｍ以下にすることが望ましい。このためには固溶体
及びＺｒＯ2 の焼成体をスタンプミルで粉砕した後に、
ボールミルで５０時間以上粉砕する必要がある。 スラリー化する溶媒の種類：固体電解質上に塗布するこ
とを目的として、スラリー化を行なうので、溶媒の種類
は特に限定されない。一般的に使用可能な溶媒は水、エ
タノール等のアルコール、トルエン等があげられる。た
だし、水系の溶媒を用いる場合には分散剤の添加がスラ
リーの安定化（沈殿を防ぐ）を向上する目的で必要であ
り、分散剤の添加量は２％以下が一般的である。 還元時温度条件：固体電解質燃料電池作動条件にて還元
する。具体的には、温度１０００℃、還元剤は燃料の水
素、ＣＯ、ＣＨ4 等である。
条件限定理由を以下に述べる。 出発原料ＮｉＯ粒度範囲：固溶体生成のためには、粉体
の反応性が高い、すなわち粉体の粒径が細かいことが望
ましく、一般的には５μｍ以下の粒径が好ましい。 出発原料ＭｇＡｌ2 Ｏ4 粒度範囲：ＮｉＯ粒度範囲と同
様に固溶体生成のためには、粉体の反応性が高い、すな
わち粉体の粒径が細かいことが望ましく、一般的には５
μｍ以下の粒径が好ましい。 出発原料ＺｒＯ2 粒度範囲：ＺｒＯ2 の粒径は固体電解
質との密着性を改善する目的から焼結性が良好である必
要がある。したがって、粒径は小さいほうが望ましく１
μｍ以下がよい。また、ＺｒＯ2 は固体電解質として使
用する安定化ＺｒＯ2 と同様安定化剤を含有することは
当然である。 ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 の混合割合及びＺｒＯ2 の割
合：固体電解質として用いるＺｒＯ2 系固体電解質の熱
膨張率は約１０×１０-6／Ｋ程度である。ＮｉＯの熱膨
張率は約１４×１０-6／Ｋ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 の熱膨張率
は約８×１０-6／Ｋ、ＺｒＯ2 の熱膨張率は約１０×１
０-6／Ｋであり、これらの混合比率は混合物焼結体の熱
膨張率がＺｒＯ2 系固体電解質の熱膨張率に近くなる方
が望ましい。ただし、ＮｉＯ含有率が下がると導電率が
低下するためにこの点を考慮し、ＮｉＯ含有率を４０〜
６０ｖｏｌ％が適当である。また、ＺｒＯ2 は固体電解
質との密着性を改善するために加えられ、あまり多すぎ
ると熱膨張率が大きくなるため１５ｖｏｌ％以下が望ま
しい。ＺｒＯ2 を１０ｖｏｌ％添加した場合の混合物焼
結体の熱膨張率は１０．６〜１１．８×１０-6／Ｋ程度
となる。 固溶体化熱処理：ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 の固溶体を作
るためには、ある程度高い温度と時間が必要であり、１
５００℃以上で１時間以上が適当である。 固溶体及びＺｒＯ2 の粉砕（固体電解質上への成膜後焼
成条件を含む）：固溶体及びＺｒＯ2 の粒度が大きすぎ
ると、熱的に安定であり固体電解質上に成膜焼成した際
に、十分に焼き付かず成膜強度が低くなる可能性があ
る。固体電解質上に成膜焼成する温度を１３００〜１５
００℃（この温度が極端に高いと電解質と反応し絶縁体
が生成する可能性がある）が適当であり、この温度領域
で成膜焼成するためには、固溶体及びＺｒＯ2 の粒径は
５μｍ以下にすることが望ましい。このためには固溶体
及びＺｒＯ2 の焼成体をスタンプミルで粉砕した後に、
ボールミルで５０時間以上粉砕する必要がある。 スラリー化する溶媒の種類：固体電解質上に塗布するこ
とを目的として、スラリー化を行なうので、溶媒の種類
は特に限定されない。一般的に使用可能な溶媒は水、エ
タノール等のアルコール、トルエン等があげられる。た
だし、水系の溶媒を用いる場合には分散剤の添加がスラ
リーの安定化（沈殿を防ぐ）を向上する目的で必要であ
り、分散剤の添加量は２％以下が一般的である。 還元時温度条件：固体電解質燃料電池作動条件にて還元
する。具体的には、温度１０００℃、還元剤は燃料の水
素、ＣＯ、ＣＨ4 等である。
【００１０】
（実施例１）平均粒径０．５μｍのＮｉＯを５０ｖｏｌ
％、平均粒径０．３μｍのＭｇＡｌ 2 Ｏ4 を５０ｖｏｌ
％秤量し、ボールミルで２４時間エタノールを溶媒とし
て湿式で混合する。乾燥後に直径５０ｍｍの円盤状に最
大荷重１０００ｋｇ／ｃｍ2静水圧プレス法により成形
し、電気炉を用いて１６００℃で２時間焼成した。次い
で、この焼成体をスタンプミルで粉砕し、さらにボール
ミルを用いて１００時間粉砕した。次いで、この粉体を
水、分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）中に分散さ
せ、粉体濃度７２ｗｔ％のスラリーを作った。分散剤は
１ｗｔ％とし、ボールミルを用いて１００時間分散処理
した。次いで、このスラリーの中に緻密で厚さ３００μ
ｍの安定化ＺｒＯ2 系固体電解質管を浸漬し、電極膜を
成膜した。電極膜は室内で１２時間乾燥後、１５００℃
にて空気中で焼成した。焼成後、還元雰囲気下（１００
０℃、水素雰囲気）でニッケル酸化物をニッケルとして
導電率を測定した。測定は電極として白金を用い直流４
端子法にて測定した。
％、平均粒径０．３μｍのＭｇＡｌ 2 Ｏ4 を５０ｖｏｌ
％秤量し、ボールミルで２４時間エタノールを溶媒とし
て湿式で混合する。乾燥後に直径５０ｍｍの円盤状に最
大荷重１０００ｋｇ／ｃｍ2静水圧プレス法により成形
し、電気炉を用いて１６００℃で２時間焼成した。次い
で、この焼成体をスタンプミルで粉砕し、さらにボール
ミルを用いて１００時間粉砕した。次いで、この粉体を
水、分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）中に分散さ
せ、粉体濃度７２ｗｔ％のスラリーを作った。分散剤は
１ｗｔ％とし、ボールミルを用いて１００時間分散処理
した。次いで、このスラリーの中に緻密で厚さ３００μ
ｍの安定化ＺｒＯ2 系固体電解質管を浸漬し、電極膜を
成膜した。電極膜は室内で１２時間乾燥後、１５００℃
にて空気中で焼成した。焼成後、還元雰囲気下（１００
０℃、水素雰囲気）でニッケル酸化物をニッケルとして
導電率を測定した。測定は電極として白金を用い直流４
端子法にて測定した。
【００１１】また、比較材１として、平均粒径０．５μ
ｍのＮｉＯを５０ｖｏｌ％、平均粒径０．３μｍのＭｇ
Ａｌ2 Ｏ4 を５０ｖｏｌ％秤量し、この粉体を水、分散
剤（ポリカルボン酸アンモニウム）中に分散させ、粉体
濃度７２ｗｔ％のスラリーを作った。分散剤は１ｗｔ％
とし、ボールミルを用いて１００時間分散処理した。さ
らに比較材２として平均粒径０．５μｍのＮｉＯを４０
ｖｏｌ％、平均粒径０．２μｍの８ｍｏｌ％−ＺｒＯ2
を６０ｖｏｌ％秤量し、この粉体を水、分散剤（ポリカ
ルボン酸アンモニウム）中に分散させ、粉体濃度７２ｗ
ｔ％のスラリーを作った。分散剤は１ｗｔ％とし、ボー
ルミルを用いて１００時間分散処理した。最後の空気中
及び還元雰囲気中の焼成と測定は本発明の場合と同じで
ある。結果を以下に示す。
ｍのＮｉＯを５０ｖｏｌ％、平均粒径０．３μｍのＭｇ
Ａｌ2 Ｏ4 を５０ｖｏｌ％秤量し、この粉体を水、分散
剤（ポリカルボン酸アンモニウム）中に分散させ、粉体
濃度７２ｗｔ％のスラリーを作った。分散剤は１ｗｔ％
とし、ボールミルを用いて１００時間分散処理した。さ
らに比較材２として平均粒径０．５μｍのＮｉＯを４０
ｖｏｌ％、平均粒径０．２μｍの８ｍｏｌ％−ＺｒＯ2
を６０ｖｏｌ％秤量し、この粉体を水、分散剤（ポリカ
ルボン酸アンモニウム）中に分散させ、粉体濃度７２ｗ
ｔ％のスラリーを作った。分散剤は１ｗｔ％とし、ボー
ルミルを用いて１００時間分散処理した。最後の空気中
及び還元雰囲気中の焼成と測定は本発明の場合と同じで
ある。結果を以下に示す。
【００１２】
【表１】 本発明により、付着性が良好で導電率の高い電極材を提
供できる。また素子が破損されることもない。
供できる。また素子が破損されることもない。
【００１３】（実施例２）平均粒径０．５μｍのＮｉＯ
を４０ｖｏｌ％、平均粒径０．３μｍのＭｇＡｌ 2 Ｏ4
を５０ｖｏｌ％、平均粒径０．２μｍの８ｍｏｌ％−Ｚ
ｒＯ2 を１０ｖｏｌ％秤量する。まずはじめに、ＮｉＯ
とＭｇＡｌ2 Ｏ4 のみをボールミルで２４時間エタノー
ルを溶媒として湿式で混合する。乾燥後に直径５０ｍｍ
の円盤状に最大荷重１０００ｋｇ／ｃｍ2 静水圧プレス
法により成形し、電気炉を用いて１６００℃で２時間焼
成した。次いで、この焼成体をスタンプミルで粉砕し、
さらにボールミルを用いて１００時間粉砕した。このと
きＺｒＯ2 をを加え同時に混合を行なった。次いで、こ
の粉体を水、分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）中
に分散させ、粉体濃度７２ｗｔ％のスラリーを作った。
分散剤は１ｗｔ％とし、ボールミルを用いて１００時間
分散処理した。次いで、このスラリーの中に緻密で厚さ
３００μｍの安定化ＺｒＯ2 系固体電解質管をつけ、電
極膜を成膜した。電極膜は室内で１２時間乾燥後１５０
０℃にて空気中で焼成した。焼成後、還元雰囲気下（１
０００℃、水素雰囲気）でニッケル酸化物をニッケルと
して導電率を測定した。測定は電極として白金を用い直
流４端子法にて測定した。
を４０ｖｏｌ％、平均粒径０．３μｍのＭｇＡｌ 2 Ｏ4
を５０ｖｏｌ％、平均粒径０．２μｍの８ｍｏｌ％−Ｚ
ｒＯ2 を１０ｖｏｌ％秤量する。まずはじめに、ＮｉＯ
とＭｇＡｌ2 Ｏ4 のみをボールミルで２４時間エタノー
ルを溶媒として湿式で混合する。乾燥後に直径５０ｍｍ
の円盤状に最大荷重１０００ｋｇ／ｃｍ2 静水圧プレス
法により成形し、電気炉を用いて１６００℃で２時間焼
成した。次いで、この焼成体をスタンプミルで粉砕し、
さらにボールミルを用いて１００時間粉砕した。このと
きＺｒＯ2 をを加え同時に混合を行なった。次いで、こ
の粉体を水、分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）中
に分散させ、粉体濃度７２ｗｔ％のスラリーを作った。
分散剤は１ｗｔ％とし、ボールミルを用いて１００時間
分散処理した。次いで、このスラリーの中に緻密で厚さ
３００μｍの安定化ＺｒＯ2 系固体電解質管をつけ、電
極膜を成膜した。電極膜は室内で１２時間乾燥後１５０
０℃にて空気中で焼成した。焼成後、還元雰囲気下（１
０００℃、水素雰囲気）でニッケル酸化物をニッケルと
して導電率を測定した。測定は電極として白金を用い直
流４端子法にて測定した。
【００１４】また、比較材として、平均粒径０．５μｍ
のＮｉＯを４０ｖｏｌ％、平均粒径０．３μｍのＭｇＡ
ｌ2 Ｏ4 を５０ｖｏｌ％、平均粒径０．２μｍの８ｍｏ
ｌ％−ＺｒＯ2 を１０ｖｏｌ％秤量し、この粉体を水、
分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）中に分散させ、
粉体濃度７２ｗｔ％のスラリーを作った。分散剤は１ｗ
ｔ％とし、ボールミルを用いて１００時間分散処理し
た。さらに比較材２として平均粒径０．５μｍのＮｉＯ
を４０ｖｏｌ％、平均粒径０．２μｍの８ｍｏｌ％−Ｚ
ｒＯ2 を６０ｖｏｌ％秤量し、この粉体を水、分散剤
（ポリカルボン酸アンモニウム）中に分散させ、粉体濃
度７２ｗｔ％のスラリーを作った。分散剤は１ｗｔ％と
し、ボールミルを用いて１００時間分散処理した。最後
の空気中及び還元雰囲気中の焼成と測定は本発明の場合
と同じである。結果を以下に示す。
のＮｉＯを４０ｖｏｌ％、平均粒径０．３μｍのＭｇＡ
ｌ2 Ｏ4 を５０ｖｏｌ％、平均粒径０．２μｍの８ｍｏ
ｌ％−ＺｒＯ2 を１０ｖｏｌ％秤量し、この粉体を水、
分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）中に分散させ、
粉体濃度７２ｗｔ％のスラリーを作った。分散剤は１ｗ
ｔ％とし、ボールミルを用いて１００時間分散処理し
た。さらに比較材２として平均粒径０．５μｍのＮｉＯ
を４０ｖｏｌ％、平均粒径０．２μｍの８ｍｏｌ％−Ｚ
ｒＯ2 を６０ｖｏｌ％秤量し、この粉体を水、分散剤
（ポリカルボン酸アンモニウム）中に分散させ、粉体濃
度７２ｗｔ％のスラリーを作った。分散剤は１ｗｔ％と
し、ボールミルを用いて１００時間分散処理した。最後
の空気中及び還元雰囲気中の焼成と測定は本発明の場合
と同じである。結果を以下に示す。
【００１５】
【表２】 本発明により、付着性が良好で導電率の高い電極材を提
供できる。また素子が破損されることもない。
供できる。また素子が破損されることもない。
【００１６】
【発明の効果】本発明により、付着性が良好で導電率が
高く、しかも電解セルが破損されることもない固体電解
質型電解セルの燃料極を製造することができる。
高く、しかも電解セルが破損されることもない固体電解
質型電解セルの燃料極を製造することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 との混合物を熱
処理してなる固溶体を粉砕したのち溶媒に分散させてス
ラリー化し、該スラリーをＺｒＯ2 系固体電解質の片面
に塗布・乾燥し空気中で焼成したのち、還元雰囲気で熱
処理することを特徴とする固体電解質型電解セルの燃料
極の製造方法。 - 【請求項２】 ＮｉＯとＭｇＡｌ2 Ｏ4 との混合物を熱
処理してなる固溶体を安定化ＺｒＯ2 と混合して粉砕し
たのち溶媒に分散させてスラリー化し、該スラリーをＺ
ｒＯ2 系固体電解質の片面に塗布・乾燥し空気中で焼成
したのち、還元雰囲気で熱処理することを特徴とする固
体電解質型電解セルの燃料極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24431793A JP3354655B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 固体電解質型電解セルの燃料極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24431793A JP3354655B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 固体電解質型電解セルの燃料極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105956A true JPH07105956A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3354655B2 JP3354655B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=17116929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24431793A Expired - Fee Related JP3354655B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 固体電解質型電解セルの燃料極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3354655B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009064640A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Toshiba Corp | 固体酸化物電気化学セルの燃料極、その製造方法、及び固体酸化物電気化学セル |
| JP2009193775A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Toshiba Corp | 電気化学セルならびにその製造方法および運転方法 |
| JP2013175479A (ja) * | 2013-05-09 | 2013-09-05 | Toshiba Corp | 固体酸化物電気化学セルの燃料極及び固体酸化物電気化学セル |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24431793A patent/JP3354655B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009064640A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Toshiba Corp | 固体酸化物電気化学セルの燃料極、その製造方法、及び固体酸化物電気化学セル |
| US9306221B2 (en) | 2007-09-05 | 2016-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel electrodes for solid oxide electrochemical cell, processes for producing the same, and solid oxide electrochemical cells |
| JP2009193775A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Toshiba Corp | 電気化学セルならびにその製造方法および運転方法 |
| JP2013175479A (ja) * | 2013-05-09 | 2013-09-05 | Toshiba Corp | 固体酸化物電気化学セルの燃料極及び固体酸化物電気化学セル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3354655B2 (ja) | 2002-12-09 |
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