JPH07107854B2 - Solid oxide solutions and mixtures for solid oxide fuel cell electrode materials - Google Patents

Solid oxide solutions and mixtures for solid oxide fuel cell electrode materials

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JPH07107854B2
JPH07107854B2 JP2138738A JP13873890A JPH07107854B2 JP H07107854 B2 JPH07107854 B2 JP H07107854B2 JP 2138738 A JP2138738 A JP 2138738A JP 13873890 A JP13873890 A JP 13873890A JP H07107854 B2 JPH07107854 B2 JP H07107854B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は固体電解質型燃料電池の電極材料用の固溶体及
び混合体に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid solution and a mixture for an electrode material of a solid oxide fuel cell.

[従来の技術] 従来、固体電解質型燃料電池(以下、SOFCという)の燃
料側電極(以下、燃料極という)の材料には、ニッケル
(Ni)やニッケルと酸化ジルコニウム(ZrO2)のサーメ
ット(以下Ni−ZrO2サーメットという)が使用されてい
た。
[Prior Art] Conventionally, as a material of a fuel electrode (hereinafter referred to as a fuel electrode) of a solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as SOFC), nickel (Ni) or a cermet of nickel and zirconium oxide (ZrO 2 ) ( Hereinafter, Ni-ZrO 2 cermet) was used.

[発明が解決しようとする課題] しかし、これらの材料により製造された燃料極は長期安
定性が充分ではない。さらに、電池作動初期に酸化ニッ
ケル(NiO)の還元により生成するNiの粒子径が還元前
のNiOの粒子系に依存し、かつ還元前のNiOの粒子系の微
細化には限界があるため、還元により生成するNi粒子を
より微細化し、その結果として触媒作用を高めることが
困難である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, long-term stability is not sufficient in the fuel electrode manufactured from these materials. Furthermore, since the particle size of Ni produced by the reduction of nickel oxide (NiO) at the beginning of battery operation depends on the NiO particle system before reduction, and there is a limit to the refinement of the NiO particle system before reduction, It is difficult to make the Ni particles generated by the reduction finer and consequently enhance the catalytic action.

従って、本発明の課題はSOFC用電極材料に適した酸化物
固溶体及び混合体を提供することにあり、該酸化物固溶
体又は混合体を材料として製造したSOFC用電極は、従来
のSOFC用電極よりも長期安定性に優れ、かつ電池作動初
期にNiOの還元により生成するNiの粒子径を従来のもの
に比べてより微細化することが可能であり、その結果と
してより高められた触媒作用を期待し得るものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an oxide solid solution and a mixture suitable for an SOFC electrode material, and an SOFC electrode manufactured using the oxide solid solution or the mixture as a material is more than a conventional SOFC electrode. Also has excellent long-term stability, and it is possible to make the particle size of Ni generated by reduction of NiO at the beginning of battery operation smaller than conventional ones, and as a result, expect a higher catalytic action. It is possible.

[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するために、請求項1の発明は、酸化マ
グネシウム及び酸化ニッケルより主としてなり、それら
の総モル量に対して酸化マグネシウムは5モル%以上40
モル%以下であり、残部が酸化ニッケルであることを特
徴とするSOFCの電極材料用の酸化物固溶体とされる。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is mainly composed of magnesium oxide and nickel oxide, and magnesium oxide is 5 mol% or more with respect to the total molar amount thereof.
The solid solution is an oxide solid solution for an SOFC electrode material, characterized in that the content is not more than mol% and the balance is nickel oxide.

ここで、酸化マグネシウム(MgO)及び酸化ニッケル(N
iO)の総モル量に対してMgOから5モル%以上含まれて
いなければならないのは、MgOが5モル%未満で残部がN
iOである酸化物固溶体を材料としてSOFC用電極を製造し
た場合には、電池作動初期の収縮が大きく、該電極と電
解質との剥離が生じてしまうためである。またMgOが40
モル%以下でなければならないのは、MgOが40モル%以
上であり、残部がNiOである酸化物固溶体を材料としてS
OFC用電極を製造した場合には、Niの析出量が減少し、
その結果十分な触媒作用が期待できず、かつNiによる導
電が期待できなくなり、電極性能が低下するためであ
る。
Here, magnesium oxide (MgO) and nickel oxide (N
iO) must be contained in an amount of 5 mol% or more from MgO with respect to the total molar amount of iO) because MgO is less than 5 mol% and the balance is N
This is because when an SOFC electrode is manufactured using an oxide solid solution of iO as a material, the contraction at the beginning of battery operation is large and the electrode and the electrolyte are separated. Also, MgO is 40
The amount of MgO should be 40 mol% or more, and the balance should be 40% or more, and the balance should be NiO.
When an OFC electrode is manufactured, the amount of Ni deposited decreases,
As a result, a sufficient catalytic action cannot be expected, and the electrical conductivity due to Ni cannot be expected, which deteriorates the electrode performance.

前記固溶体とはニッケル原子(Ni)、マグネシウム原子
(Mg)及び酸素原子(O)が原子オーダーで均一に混合
されているものを意味する。この様にNi、Mg及びO原子
が原子オーダーで均一に混合されていることにより、Ni
Oの還元によって析出するNi粒子を微細化しうる。
The solid solution means one in which nickel atoms (Ni), magnesium atoms (Mg) and oxygen atoms (O) are uniformly mixed in atomic order. In this way, Ni, Mg and O atoms are uniformly mixed in the atomic order, so that
Ni particles precipitated by reduction of O can be made fine.

請求項1の酸化物固溶体を製造する方法としては、Niの
及びMgの酢酸塩水溶液の熱分解法又はNiの及びMgの硝酸
塩水溶液の熱分解法等のウェット・プロセス(wet proc
ess)やNiO粉末とMgO粉末を混合し、仮焼する方法又はN
i塩粉末とMg塩粉末を混合し仮焼する方法等のドライ・
プロセス(dry process)など通常の方法を用い得る。
A method for producing the oxide solid solution according to claim 1 is a wet process such as a thermal decomposition method of an aqueous solution of Ni and Mg acetate or a thermal decomposition method of an aqueous solution of Ni and Mg nitrate.
ess) or NiO powder and MgO powder are mixed and calcined or N
Drying such as the method of mixing and calcining i salt powder and Mg salt powder
Conventional methods such as a dry process can be used.

請求項2の発明はSOFCの電極材料用の混合体を提供する
ものであって、該混合体は主として請求項1の酸化物固
溶体と立方晶酸化ジルコニウムとからなり、前記立方晶
酸化ジルコニウムはその混合量が前記混合体の総体積に
対して60体積%以下であることを特徴とする。
The invention according to claim 2 provides a mixture for an electrode material of SOFC, which mixture mainly comprises the oxide solid solution according to claim 1 and cubic zirconium oxide, and the cubic zirconium oxide is The mixing amount is 60% by volume or less based on the total volume of the mixture.

ここで、立方晶酸化ジルコニウムとは立方晶系に結晶系
を安定化した酸化ジルコニウム(ZrO2)を意味する。結
晶系を安定化する方法としては、例えば、イットリア
(Y2O3)を用いて安定化したり又は酸化カルシウム(Ca
O)を用いて安定化するど種々の方法を用い得る。この
様にZrO2を立方晶系に安定化する必要があるのは、温度
変化によってZrO2の結晶系が変化すると、その体積が大
きく変化してしまい、そのために電極作成時に電極と電
極質との剥離が生じてしまうからである。
Here, cubic zirconium oxide means zirconium oxide (ZrO 2 ) whose crystal system is stabilized in a cubic system. As a method for stabilizing the crystal system, for example, yttria (Y 2 O 3 ) is used for stabilization or calcium oxide (Ca
Various methods can be used to stabilize with O). In this way, it is necessary to stabilize ZrO 2 to the cubic system because the volume of the ZrO 2 changes significantly when the crystal system of ZrO 2 changes due to temperature change, and therefore the electrode and electrode quality are This is because peeling occurs.

そして立方晶系酸化ジルコニウムの混合量を前記混合体
の総体積に対して60体積%以下としたのは、これ以上混
合した混合体をSOFC用電極材料として用いた場合には、
該混合体中に含まれるNiOが少なくなるためにNiの析出
量が少なくなり、従って十分な触媒作用が期待できない
とともにNiによる導電が期待できなくなるためである。
And the mixing amount of cubic zirconium oxide is set to 60% by volume or less with respect to the total volume of the mixture, when a mixture containing more than this is used as an SOFC electrode material,
This is because the amount of NiO contained in the mixture is reduced and the amount of Ni deposited is reduced, so that a sufficient catalytic action cannot be expected and the electrical conductivity due to Ni cannot be expected.

請求項2における混合体とは請求項1の酸化物固溶体の
粉末と立方晶酸化ジルコニウムの粉末を単に混合したも
のを意味する。
The mixture in claim 2 means a mixture of the oxide solid solution powder of claim 1 and cubic zirconium oxide powder.

請求項1の酸化物固溶体又は請求項2の混合体を材料と
してSOFC用電極を製造する方法としては電解質上に印刷
して焼成する方法、電解質上に、デイッピングして焼成
する方法、化学蒸着法(CVD)又は電解質上に溶射する
方法等、通常の種々の方法を用いうる。
A method for producing an SOFC electrode using the oxide solid solution according to claim 1 or the mixture according to claim 2 as a material is a method of printing on an electrolyte and firing, a method of dipping and firing on the electrolyte, and a chemical vapor deposition method. Various ordinary methods such as (CVD) or a method of spraying on an electrolyte can be used.

また、請求項1の酸化物固溶体及び請求項2の混合体は
SOFC用電極材料として用いるのに適しているが、それ以
外の用途もあり、例えば、メタンの水蒸気改質や二酸化
炭素改質のための触媒として用いうる。
The oxide solid solution of claim 1 and the mixture of claim 2 are
Although it is suitable for use as an electrode material for SOFCs, it has other uses as well, and can be used, for example, as a catalyst for steam reforming or carbon dioxide reforming of methane.

[実施例] 次に本発明の実施例について説明する。以下の記述にお
いてNiO−MgO固溶体とはNi原子、Mg原子及びO原子が均
一に混合された固溶体を意味する。
[Examples] Next, examples of the present invention will be described. In the following description, the NiO-MgO solid solution means a solid solution in which Ni atoms, Mg atoms and O atoms are uniformly mixed.

[実施例1] NiO−MgO固溶体の製造とその評価 (1−A)NiO−MgO固溶体の製造 酢酸ニッケル4水和物(Ni(CH3COO)24H2O、特級、和
光純薬工業製)及び酢酸マグネシウム4水和物(Mg(CH
3COO)・4H2O、特級、キシダ化学製)をモル数100:
0、80:20、60:40、40:60、20:80、0:100に秤量し、純水
を加えた後、マグネティックスターラーで撹拌し、0.5
規定水溶液を作製した。これらの水溶液を750〜850℃に
保った石英管中に約2cc/分の速度で滴下し、熱分解を行
った。その後1000℃にて24時間、空気中で熱処理を施
し、所定の粉末を得た。得られた粉末のX線チャートを
X線発生源として銅のKαの線を用いて調べると、すべ
ての粉末において岩塩型結晶の回析ピークのみが存在
し、この回析ピークがMgOの添加量増加につれて連続的
に低角度側にシフトしていること、各々の回析ピークが
分離せずに1本であること、かつ回析ピークがシャープ
であることから、上記製造方法で得られた粉末はNiO成
分とMgO成分が充分に固溶していることがわかった。
[Example 1] NiO-MgO solid solution preparation and evaluation (1-A) NiO-MgO solid solution produced nickel acetate tetrahydrate (Ni (CH 3 COO) 2 4H 2 O, special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, ) And magnesium acetate tetrahydrate (Mg (CH
3 COO) 2 · 4H 2 O , special grade, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) and the molar number 100:
Weighed at 0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0: 100, added pure water, stirred with a magnetic stirrer, then 0.5
A normal aqueous solution was prepared. These aqueous solutions were dropped into a quartz tube kept at 750-850 ℃ at a rate of about 2 cc / min for thermal decomposition. Then, heat treatment was performed in air at 1000 ° C. for 24 hours to obtain a predetermined powder. When the X-ray chart of the obtained powder was examined using the Kα line of copper as the X-ray source, only the diffraction peaks of rock salt type crystals were present in all the powders, and this diffraction peak was the amount of MgO added. The powder obtained by the above-mentioned production method, because it continuously shifts to the lower angle side with increase, each diffraction peak is one without separation, and the diffraction peak is sharp. It was found that NiO component and MgO component were sufficiently dissolved.

以後の記述においては(1−A)における固溶体の製造
時に用いた酢酸ニッケル4水和物及び酢酸マグネシウム
4水和物のモル数比が100:0、80:20、60:40、40:60、2
0:80及び0:100である場合の製造物を各々、NiO単独の酸
化物、MgO20%固溶体及びMgO40%固溶体、MgO60%固溶
体、MgO80%固溶体及びMgO単独の酸化物と表す。この内
でMgO20、40、60及び80%固溶体がNiO−MgO固溶体に相
当するものである。そして、例えばMgO20%固溶体にお
いてはMgOの固溶量が20モル%であり、NiOの固溶量が80
モル%であるという様に表す。他のNiO−MgO固溶体につ
いても同様に表すこととする。
In the following description, the molar ratio of nickel acetate tetrahydrate and magnesium acetate tetrahydrate used in the preparation of the solid solution in (1-A) is 100: 0, 80:20, 60:40, 40:60. , 2
The products with 0:80 and 0: 100 are represented as oxides of NiO alone, MgO 20% solid solution and MgO 40% solid solution, MgO 60% solid solution, MgO 80% solid solution, and MgO alone oxide, respectively. Among them, MgO 20, 40, 60 and 80% solid solutions correspond to NiO-MgO solid solutions. For example, in a MgO 20% solid solution, the solid solution amount of MgO is 20 mol% and the solid solution amount of NiO is 80%.
It is expressed as being in mol%. The same applies to other NiO-MgO solid solutions.

(1−B)NiO−MgO固溶体とイットリア安定化ジルコニ
アとの反応性 イットリア安定化ジルコニア(以下YSZと称する)は電
解質として用いられていることの多い物質である。NiO
−MgO固溶体を用いてYSZの電解質上に燃料極を形成する
場合に、該固溶体とYSZとが他相を析出すると高抵抗が
生じてしまうので該固溶体をSOFC用電極材料として用い
ることはできない、従って以下の実験によってNiO−MgO
固溶体とYSZが電極作成条件において他相を析出するか
否かを調べた。
(1-B) Reactivity of NiO-MgO Solid Solution with Yttria-Stabilized Zirconia Yttria-stabilized zirconia (hereinafter referred to as YSZ) is a substance often used as an electrolyte. NiO
-When forming a fuel electrode on an electrolyte of YSZ using a MgO solid solution, the solid solution and YSZ cannot be used as an SOFC electrode material because a high resistance occurs when another phase is precipitated. Therefore, the NiO-MgO
It was investigated whether the solid solution and YSZ precipitate other phases under the conditions of electrode preparation.

すなわち、実施例(1−A)にて製造したMgO20%、MgO
40%、MgO60%及び、MgO80%固溶体粉末の各々について
のYSZ粉末との等モル混合物を1400℃にて4時間熱処理
した前後におけるX線チャートを実施例(1−A)と同
様の方法で調べた。その結果、調べた全てのNiO−MgO固
溶体において、熱処理後の回析ピークは、熱処理前と変
わらず、NiO−MgO固溶体とYSZのピークのみであった。
すなわちNiO−MgO固溶体は、YSZと反応して他の相を析
出しないので、該固溶体SOFCの燃料極に適用しても問題
のないことがわかった。
That is, MgO 20% and MgO produced in Example (1-A)
X-ray charts before and after heat-treating an equimolar mixture of 40%, MgO60% and MgO80% solid solution powders with YSZ powder for 4 hours at 1400 ° C were examined by the same method as in Example (1-A). It was As a result, in all the investigated NiO-MgO solid solutions, the diffraction peaks after the heat treatment were the same as those before the heat treatment, and were only the peaks of the NiO-MgO solid solution and YSZ.
That is, since the NiO-MgO solid solution does not react with YSZ to precipitate other phases, it was found that there is no problem even if it is applied to the fuel electrode of the solid solution SOFC.

(1−C)熱膨張率測定 (1−A)で製造したNiO単独の酸化物、MgO単独の酸化
物、及び各種NiO−MgO固溶体の熱膨張率を通常の方法を
用いて空気中、室温から1200℃まで昇温速度10℃/分の
条件にて測定した。
(1-C) Measurement of coefficient of thermal expansion The coefficient of thermal expansion of the oxide of NiO alone, the oxide of MgO alone, and various NiO-MgO solid solutions produced in (1-A) was measured in air at room temperature using a usual method. To 1200 ° C under the conditions of a heating rate of 10 ° C / min.

熱膨張率は、NiO単独又はMgO単独の酸化物に比べてNiO
−MgO固溶体ではより小さくなった。NiO−MgO固溶体の
熱膨張率は、13.7〜14.3×10-6/℃で、Ni−ZrO2サーメ
ットの10〜15×10-6℃と同等の値であり、従って本固溶
体をZrO2と混合せず単独でSOFC燃料極に適用しても、問
題ないものと考えられた。
The coefficient of thermal expansion of NiO is higher than that of NiO or MgO alone.
-It became smaller in MgO solid solution. The coefficient of thermal expansion of the NiO-MgO solid solution is 13.7 to 14.3 × 10 -6 / ° C, which is equivalent to the value of 10 to 15 × 10 -6 ° C of Ni-ZrO 2 cermet, and therefore this solid solution is mixed with ZrO 2. It was considered that there would be no problem if it was applied alone to the SOFC fuel electrode.

[実施例2]NiO−MgO固溶体焼成体の作製及び該焼成体
の水素(H2)雰囲気処理による特性変化 (2−A)NiO−MgO固溶体粉末の焼成及び水素雰囲気処
理の方法。
EXAMPLE 2] NiO-MgO solid solution fired bodies manufactured and said heat-hydrogen (H 2) characteristic change due to ambient processing (2-A) The method of firing and hydrogen atmosphere processing of NiO-MgO solid solution powder.

(1−A)で製造した各種NiO−MgO固溶体を材料として
製造したSOFC用電極の各性質を調べるために、前記各種
NiO−MgO固溶体について後記の様に焼成及び、H2雰囲気
処理を行った。又参考のためにNiO単独の酸化物、MgO単
独の酸化物についても同様の処理を行った。
In order to investigate each property of the SOFC electrode manufactured by using various NiO-MgO solid solutions manufactured in (1-A),
The NiO-MgO solid solution was fired and treated with H 2 atmosphere as described below. For reference, the same treatment was performed on the oxide of NiO alone and the oxide of MgO alone.

すなわち(1−A)で製造した固溶体粉末を金型プレス
することにより5×5×15mmの角棒を予備成形した後、
3トン/cm2で静水圧プレス(CIP)し、焼結体を作製し
た。焼成は1400℃にて2時間、空気中で行った。得られ
た焼結体についてH2雰囲気処理を行った。このH2雰囲気
処理の温度スケジュールとしては炉内をH2雰囲気に置換
後、60分で室温から1000℃にまで昇温し、所定時間1000
℃を保持した後、炉冷した。炉冷は、5分で300℃以下
に達した。1000℃の保持時間は、0、15、60又は300分
の4水準とした。
That is, after the solid solution powder produced in (1-A) is die-pressed to preform a 5 × 5 × 15 mm square bar,
A hydrostatic press (CIP) was performed at 3 ton / cm 2 to prepare a sintered body. Baking was performed at 1400 ° C. for 2 hours in air. H 2 atmosphere treatment was performed on the obtained sintered body. The temperature schedule for this H 2 atmosphere treatment is as follows: after the furnace is replaced with the H 2 atmosphere, the temperature is raised from room temperature to 1000 ° C. in 60 minutes, and the predetermined time is set to 1000.
After maintaining the temperature at 0 ° C, the furnace was cooled. Furnace cooling reached below 300 ° C in 5 minutes. The holding time at 1000 ° C. was set to 0, 15, 60 or 4/300 levels.

(2−B)微構造観察 (2−A)に記載の如く焼成し、H2雰囲気処理した各種
NiO−MgO固溶体、NiO単独の酸化物及びMgO単独の酸化物
の微構造を走査型電子顕微鏡(SEM)及びエネルギー分
散型X線分析装置(EDX)を用いて観察した。
(2-B) Microstructural observation Various types of material that were fired as described in (2-A) and treated with H 2 atmosphere
The microstructures of the NiO-MgO solid solution, the oxide of NiO alone and the oxide of MgO alone were observed using a scanning electron microscope (SEM) and an energy dispersive X-ray analyzer (EDX).

MgO20%固溶体についての保持時間300分後のSEM−EDX写
真を第6図に示す。第6図中、直線上のNi及びMg量をED
Xにより線分析した。
FIG. 6 shows a SEM-EDX photograph of the MgO 20% solid solution after a retention time of 300 minutes. In Fig. 6, ED is the amount of Ni and Mg on the straight line.
Line analysis was performed by X.

第6図に示されるように、MgO20%固溶体の場合約0.5μ
mの微細な球状Ni粒子(写真中白く見える粒子)を、Mg
Oリッチな固溶体(写真中灰色に見える部分)が取り囲
んだ多孔体を形成しており、Ni粒子同志の焼結による粗
大化を抑制していることがわかった。そしてMgO40%固
溶体においても同様の傾向がSEM−EDX写真から観察され
た。一方、NiO単独の酸化物においてはNiO−MgO固溶体
とは異なり、保持時間の延長により急速にNi粒子が焼結
し、粗大化して全体として緻密化してしまう傾向がSEM
写真から観察された。
As shown in Fig. 6, in the case of MgO 20% solid solution, about 0.5μ
Fine spherical Ni particles of m (white particles in the photo)
It was found that the O-rich solid solution (the part that appears gray in the photograph) surrounds the porous body, which suppresses the coarsening of the Ni particles by sintering. The same tendency was observed from the SEM-EDX photograph for the MgO 40% solid solution. On the other hand, in the oxide of NiO alone, unlike the NiO-MgO solid solution, the Ni particles rapidly sinter due to the extension of the retention time, and the tendency of coarsening and densification as a whole SEM
Observed from the photograph.

すなわちNiO−MgO固溶体においてはNiOの還元によりNi
が生成する際にNi粒子同志の焼結による粗大化がMgOリ
ッチな固溶体によって抑制され、非常に微細なNi粒子が
生成する。従って、NiO−MgO固溶体を材料として製造し
た電極においては高い触媒活性が期待される。また、Ni
粒子同志の焼結による電解質上からの剥離を防止しうる
と考えられる。
That is, in the NiO-MgO solid solution, NiO is reduced by reduction of NiO.
When Mg is generated, the coarsening of the Ni particles due to sintering is suppressed by the MgO-rich solid solution, and very fine Ni particles are generated. Therefore, high catalytic activity is expected in an electrode manufactured using a NiO-MgO solid solution as a material. Also, Ni
It is considered that separation of particles from each other due to sintering can be prevented.

(2−C)比表面積測定 (2−A)にて作成した焼結体を(2−A)に記載の如
くにH2雰囲気処理した際における比表面積変化をN2吸着
法(B.E.T.法)を用いて調べた。その結果を第1図に示
す。なお比表面積は、通常、単位質量当りの表面積(m2
/g)で表わすが、今回はMgO固溶量が異なると密度が異
なり、データ間の比較が困難となるため、単位体積当り
の表面積(m2/cc)で表わした。
(2-C) Specific surface area measurement The specific surface area change when the sintered body prepared in (2-A) is treated with H 2 atmosphere as described in (2-A) is the N 2 adsorption method (BET method). It investigated using. The results are shown in FIG. The specific surface area is usually the surface area per unit mass (m 2
/ g), but this time, different amounts of MgO solid solution cause different densities, making it difficult to compare data. Therefore, the surface area per unit volume (m 2 / cc) was used.

第1図のシンボルにおいて○はNiO単独の酸化物、●はM
gO20%固溶体、△はMgO40%固溶体、▲はMgO60%の固溶
体、□はMgO80%固溶体及び■はMgO単独の酸化物につい
ての結果を各々示している。また縦軸は単位体積当りの
表面積を示し、その数値単位はm2/ccである。横軸はH2
雰囲気処理後の時間であり数値単位は分である。横軸の
下方において横軸の60分を0分としているもう1本の横
軸は1000℃の保持時間を表し、その数値単位は分であ
る。
In the symbol of Fig. 1, ○ means oxide of NiO alone, ● means M
gO 20% solid solution, △: MgO 40% solid solution, ▲: MgO 60% solid solution, □: MgO 80% solid solution, and ■: results for oxides of MgO alone. The vertical axis represents the surface area per unit volume, and its numerical unit is m 2 / cc. Horizontal axis is H 2
It is the time after the atmosphere treatment, and the numerical unit is minutes. Below the abscissa, the other abscissa, which has 60 minutes on the abscissa as 0 minute, represents the holding time of 1000 ° C., and its numerical unit is minutes.

第1図に示される様にNiO単独及びMgO単独の酸化物にお
いては(シンボル○及び■)H2雰囲気処理前後のいずれ
においても比表面積は非常に小さい。それに比べてNiO
−MgO固溶体については、H2雰囲気処理によって比表面
積は増大した。そしてNiO固溶量が多い固溶体程、その
増大の程度はより大きくなった。すなわち、MgO80%、M
gO60%、MgO40%、MgO20%固溶体の順でH2雰囲気処理に
よる比表面積の増大の程度が大きくなり、特にMgO20%
固溶体においては、保持時間60分において、比表面積は
17.5m2/ccという非常に大きな値となった。そして保持
時間300分後には15.4m2/ccと若干減少したものの、依然
として高い値を保った。従ってNiO−MgO固溶体を材料と
して製造した電極は高い触媒活性を有していることが期
待できる。
As shown in FIG. 1, the specific surface area of oxides of NiO alone and MgO alone (symbols ○ and ■) is very small both before and after H 2 atmosphere treatment. NiO in comparison
For the MgO solid solution, the specific surface area was increased by the H 2 atmosphere treatment. And the solid solution with a large amount of NiO solid solution increased the degree of increase. That is, MgO 80%, M
In the order of 60% gO, 40% MgO, and 20% MgO solid solution, the specific surface area increases with the H 2 atmosphere treatment, especially MgO 20%
The specific surface area of the solid solution at a retention time of 60 minutes is
It was a very large value of 17.5m 2 / cc. After a holding time of 300 minutes, it decreased to 15.4 m 2 / cc, but remained high. Therefore, it can be expected that the electrode manufactured using the NiO-MgO solid solution as a material has high catalytic activity.

(2−D)形状変化率の測定 (2−A)にて、作成した焼結体である角棒の厚さ、幅
及び長さを(2−A)に記載の如くにH2雰囲気処理した
前後においてマイクロメーターを用いて測定し、H2雰囲
気処理による厚さ、幅及び長さの各々の変化率%の平均
値を求めて形状変化率とした。
(2-D) Measurement of shape change rate In (2-A), the thickness, width, and length of the square rod that was a sintered body were treated with H 2 atmosphere as described in (2-A). Before and after the measurement, a micrometer was used to measure, and the average value of the respective change rates% of the thickness, width, and length by the H 2 atmosphere treatment was calculated to obtain the shape change rate.

その結果を第2図に示す。第2図中のシンボルの意味は
第1図と同様である。横軸は第1図と同様であり、縦軸
は前記形状変化率を示し、プラスはH2雰囲気処理によっ
て膨張したことを、マイナスは収縮したことを、それぞ
れ表わす。
The results are shown in FIG. The meanings of the symbols in FIG. 2 are the same as in FIG. The horizontal axis is the same as in FIG. 1, the vertical axis represents the rate of shape change, plus means expansion by the H 2 atmosphere treatment, and minus means contraction.

第2図に示される様にNiO単独の酸化物は1000℃昇温度
に既に9.2%収縮し、300分、1000℃を保持したことによ
り15.7%収縮した。一方、各種NiO−MgO固溶体は、H2
囲気処理によって極僅かの形状変化を示しただけであっ
た。例えばMgO20%固溶体では300分、100℃を保持した
後においても0.5%膨張したのみであった。そしてMgO固
溶量が増加するにつれて、この膨張量は小さくなった。
すなわちMgO80%固溶体、MgO単独の酸化物においては形
状変化が認められなかった。
As shown in FIG. 2, the oxide of NiO alone contracted 9.2% already at 1000 ° C. elevated temperature, and contracted 15.7% by keeping 1000 ° C. for 300 minutes. On the other hand, various NiO-MgO solid solutions showed only a slight change in shape by the H 2 atmosphere treatment. For example, MgO 20% solid solution expanded only 0.5% even after holding at 100 ° C for 300 minutes. And as the MgO solid solution amount increased, this expansion amount became smaller.
That is, no shape change was observed in the MgO 80% solid solution and MgO alone oxides.

以上の結果より、NiOに対するMgOの固溶が、H2雰囲気中
での焼結による収縮防止に有効であることがわかった。
From the above results, it was found that the solid solution of MgO with NiO is effective for preventing shrinkage due to sintering in H 2 atmosphere.

NiO−MgO固溶体に固溶させるMgOの量と形状変化率との
関係をさらに詳しく調べるために、保持時間60分後にお
ける酸化マグネシウム固溶量(モル%)と形状変化率と
の関係を同様の方法で調べた。その結果を第3図に示
す。
In order to further investigate the relationship between the amount of MgO dissolved in the NiO-MgO solid solution and the shape change rate, the relationship between the magnesium oxide solid solution amount (mol%) and the shape change rate after a retention time of 60 minutes was determined by the same method. I looked it up. The results are shown in FIG.

第3図中、縦軸は前記形状変化率を示し、数値単位は%
である。横軸はNiO−MgO固溶体中に含まれるMgO固溶量
を示し、その数値単位はモル%である。
In FIG. 3, the vertical axis represents the shape change rate, and the numerical unit is%.
Is. The horizontal axis represents the amount of MgO solid solution contained in the NiO-MgO solid solution, and the numerical unit is mol%.

第3図に示されるように、MgO固溶量が5モル%未満の
場合、H2雰囲気中での焼結によりNiO−MgO固溶体は大き
く収縮する。従ってMgO固溶量が5モル%未満であるNiO
−MgO固溶体を電極材料とする場合には電池作動初期に
大きく収縮し、電解質との剥離が生じるため電極材料と
して不適であることがわかる。
As shown in FIG. 3, when the MgO solid solution amount is less than 5 mol%, the NiO-MgO solid solution contracts greatly due to sintering in an H 2 atmosphere. Therefore, the amount of MgO solid solution is less than 5 mol% NiO
It can be seen that when a solid solution of MgO is used as the electrode material, it contracts greatly at the beginning of battery operation and peels off from the electrolyte, making it unsuitable as an electrode material.

(2−E)ニッケルの析出量の測定 (2−A)におけるH2雰囲気処理前後における試料の重
量を測定し、その重量変化率を調べた。その結果、保持
時間が長い程重量は減少するが、MgO固溶量が増加する
につれてH2雰囲気処理による重量減少率は小さくなっ
た。そしてMgO単独の酸化物については300分保持後にも
重量変化が認められなかった。
(2-E) Measurement of nickel deposition amount The weight of the sample before and after the H 2 atmosphere treatment in (2-A) was measured, and the weight change rate was examined. As a result, the weight decreased as the holding time increased, but the weight reduction rate due to the H 2 atmosphere treatment decreased as the MgO solid solution amount increased. Regarding the oxide of MgO alone, no weight change was observed even after 300 minutes of holding.

一方、H2雰囲気処理前後における各試料のX線回析の結
果から、H2雰囲気処理後においてはNiOの還元によるNi
の析出が認められ、さらにこのNiの析出量は保持時間が
長いものほど多く、かつ、MgO固溶量が増加するにつれ
て少なくなることがわかった。すなわち以上のX線回析
の結果より、H2雰囲気処理による重量減少はNiOの還元
と対応していることがわかったため、この重量減少率か
らNiの析出量を算出した。
On the other hand, from the results of X-ray diffraction of each sample before and after an H 2 atmosphere treatment, by reduction of NiO is after an H 2 atmosphere treatment Ni
It was found that the precipitation amount of Ni was larger, and that the precipitation amount of Ni was larger as the holding time was longer, and decreased as the solid solution amount of MgO increased. That is, from the above X-ray diffraction results, it was found that the weight reduction due to the H 2 atmosphere treatment corresponds to the reduction of NiO. Therefore, the amount of Ni precipitation was calculated from this weight reduction rate.

例えばMgO20%固溶体について保持時間60分後の結果はH
2雰囲気処理前は1.2486g、処理後は1.0824gであり、13.
3%減少している。従って、MgO20%固溶体1モルの重量
は約67.83gであるから、その13.3%に相当する9.02gを
酸素原子1モルの重量である16gで除すると0.564となる
ので、この場合には56.4モル%がNiの析出量である。
For example, the result after a retention time of 60 minutes for MgO 20% solid solution is H
2 Atmosphere before treatment 1.2486g, after treatment 1.0824g, 13.
It has decreased by 3%. Therefore, since the weight of 1 mol of MgO 20% solid solution is about 67.83 g, if 9.02 g corresponding to 13.3% thereof is divided by 16 g which is the weight of 1 mol of oxygen atom, it becomes 0.564, which is 56.4 mol% in this case. Is the precipitation amount of Ni.

保持時間60分についての酸化マグネシウム固溶量とニッ
ケル析出量との関係を表わすグラフを第4図に示す。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the solid solution amount of magnesium oxide and the nickel deposition amount for a holding time of 60 minutes.

第4図において縦軸は前記の如くに求めたニッケル析出
量を示し、その数値単位はモル%である。横軸はMgO固
溶量を示し、その数値単位はモル%である。
In FIG. 4, the vertical axis represents the nickel deposition amount obtained as described above, and its numerical unit is mol%. The horizontal axis represents the amount of MgO solid solution, and the numerical unit is mol%.

第4図に示される様にNiO−MgO固溶体のMgO固溶量が40
モル%を越えるとNiの析出量が著しく減少する。従って
MgO固溶量が40モル%以上であるNiO−MgO固溶体を電極
材料とする場合には、Niの析出量が少ないため十分な電
極活性及びNiによる導電が期待できず、電極性能が低下
するので電極材料として不適であることがわかる。
As shown in Fig. 4, the amount of MgO solid solution of NiO-MgO solid solution is 40
If it exceeds mol%, the amount of Ni deposited is significantly reduced. Therefore
When the NiO-MgO solid solution with a MgO solid solution amount of 40 mol% or more is used as the electrode material, sufficient electrode activity and electrical conductivity due to Ni cannot be expected because the Ni precipitation amount is small, and the electrode performance deteriorates. It turns out that it is not suitable as an electrode material.

(実施例3)燃料極セルの製造とその評価 (3−A)燃料極セルの製造 (1−A)にてNi(CH3COO)・4H2OとMg(CH3COO)
・4H2Oをモル数80:20に秤量して製造したMgO20%固溶体
粉末を1400℃において4時間仮焼し、仮焼粉末を得た。
この仮焼粉末にバインダーと分散剤を添加し、15分、自
動乳鉢で撹拌した後、日本化学陶業社製YSZペレット
(直径13mm、厚さ1mm)上にスクリーン(#(メッシ
ュ)200)印刷した。これを、1400℃、2時間で焼き付
けた。この場合の燃料極肉厚は15μmであった。次に、
YSZペレットの裏面に空気極((La0.8Sr0.20.9MnO3
をスクリーン印刷し、1200℃、4時間で焼付けた。最後
に裏照極を1000℃、2時間で焼付け、性能評価用セルを
得た。焼付けの際の昇降温速度は、すべて200℃/時間
とした。バインダー及び分散剤としては、ポリエチレン
グリコール、エタノールを用いた。
(Example 3) Production and Evaluation of the fuel electrode cell (3-A) Preparation of fuel electrode cell at (1-A) Ni (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O and Mg (CH 3 COO) 2
The MgO 20% solid solution powder produced by weighing 4H 2 O at a molar ratio of 80:20 was calcined at 1400 ° C. for 4 hours to obtain a calcined powder.
A binder and a dispersant were added to the calcined powder, the mixture was stirred for 15 minutes in an automatic mortar, and then screened (# (mesh) 200) on YSZ pellets (diameter 13 mm, thickness 1 mm) manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd. . This was baked at 1400 ° C. for 2 hours. In this case, the fuel electrode wall thickness was 15 μm. next,
Air electrode ((La 0.8 Sr 0.2 ) 0.9 MnO 3 ) on the back surface of YSZ pellets
Was screen printed and baked at 1200 ° C. for 4 hours. Finally, the back lighting electrode was baked at 1000 ° C. for 2 hours to obtain a cell for performance evaluation. The rate of temperature increase / decrease during baking was 200 ° C./hour. Polyethylene glycol and ethanol were used as the binder and the dispersant.

(3−B)初期性能の評価 (3−A)にて製造した燃料極セルについて電流密度と
燃料極分値との関係を測定し、その初期性能の評価を行
った。測定は電流遮断法により、分極値をIR成分とη成
分に分離して測定した。その結果を第5図に示す。
(3-B) Evaluation of Initial Performance The relationship between the current density and the fuel electrode component value of the fuel electrode cell manufactured in (3-A) was measured, and the initial performance was evaluated. The polarization value was separated into IR and η components by the current interruption method. The result is shown in FIG.

第5図において縦軸は分極値を示し、その数値単位はmV
である。横軸は電流密度を示し、その数値単位はmA/cm2
である。第5図中のシンボルは▲は全体の分極値を示
し、IR成分及びη成分の合計値に相当する。一方、△は
全体の分極値のうちの抵抗成分の値を示し、IR成分の値
に相当する。従って両者の値の差がη成分の値となる。
ここでIR成分は、固体電解質の抵抗分極、燃料極の抵抗
分極及び固体電解質と燃料極との界面の抵抗分極を合わ
せたものである。そしてη成分は、燃料極の活性化分
極、及び燃料極の濃度分極からなるものであり、第5図
に示される様に、電流密度が200mA/cm2の場合において
は約70mVであった。このη成分の値は、塗布焼結法で得
られる高性能なNi−ZrO2サーメット燃料極についての同
条件下におけるη成分の値と同等の値である。
In Fig. 5, the vertical axis represents the polarization value, and its numerical unit is mV.
Is. The horizontal axis shows the current density, and the numerical unit is mA / cm 2
Is. The symbol in FIG. 5 shows the polarization value of the whole, and corresponds to the total value of the IR component and the η component. On the other hand, Δ indicates the value of the resistance component of the entire polarization value and corresponds to the value of the IR component. Therefore, the difference between the two values becomes the value of the η component.
Here, the IR component is a combination of the resistance polarization of the solid electrolyte, the resistance polarization of the fuel electrode, and the resistance polarization of the interface between the solid electrolyte and the fuel electrode. The η component is composed of activation polarization of the fuel electrode and concentration polarization of the fuel electrode, and as shown in FIG. 5, it was about 70 mV when the current density was 200 mA / cm 2 . The value of the η component is equivalent to the value of the η component under the same conditions for the high-performance Ni-ZrO 2 cermet fuel electrode obtained by the coating and sintering method.

従って本発明に係る酸化物固溶体を材料として製造した
燃料極は従来の高性能なNi−ZrO2サーメット燃料極と同
等の初期性能を有することがわかった。
Therefore, it was found that the fuel electrode manufactured by using the oxide solid solution according to the present invention has the same initial performance as the conventional high-performance Ni-ZrO 2 cermet fuel electrode.

(3−C)長期安定性の評価 (3−A)にて製造した燃料極セルについてその長期安
定性を評価するために該セルの連続通電試験を行った。
試験の条件としては燃料ガスはH2を用い、空気極にはコ
ンプレッサーにより空気を導入した。H2及び空気の流量
は、マスフローコントローラーで各50cc/分に制御し
た。そして電流遮断法により、200mA/cm2通電時の分極
値を、電池作動時及び100時間通電後において測定し、
燃料極の分極増加率を求めた。その結果を第1表に示
す。比較例としてNi−ZrO2サーメットの同条件における
測定結果も併せて示す。
(3-C) Evaluation of long-term stability Regarding the fuel electrode cell manufactured in (3-A), a continuous energization test of the cell was performed in order to evaluate the long-term stability.
As the test conditions, H 2 was used as the fuel gas, and air was introduced into the air electrode by a compressor. The flow rates of H 2 and air were controlled at 50 cc / min with a mass flow controller. Then, by the current interruption method, the polarization value at the time of 200 mA / cm 2 energization was measured after the battery was operated and after 100 hours of energization,
The polarization increase rate of the fuel electrode was obtained. The results are shown in Table 1. As a comparative example, the measurement results of Ni-ZrO 2 cermet under the same conditions are also shown.

第1表に示される様に従来のNi−ZrO2サーメットを用い
た電極に比べ、本発明の酸化物固溶体を用いた電極は、
その長期安定性が著しく向上していることがわかる。
As shown in Table 1, compared with the electrode using the conventional Ni-ZrO 2 cermet, the electrode using the oxide solid solution of the present invention is
It can be seen that the long-term stability is remarkably improved.

また、本発明に係る酸化物固溶体と立方晶酸化ジルコニ
ウムとの混合体も、本発明の酸化物固溶体と同様の性質
を有するので、SOFC用電極材料として適している。前記
混合体においては立方晶酸化ジルコニウムの混合量を60
体積%以下としたが、これは、立方晶酸化ジルコニウム
の混合量を60体積%を越えると、ニッケルの析出量が少
なくなり、十分な電極活性及び導電性が期待できなくな
るためである。実際にMgO20%固溶体と立方晶酸化ジル
コニウムの混合体において、立方晶酸化ジルコニウムの
混合量を60体積%とした場合には、直流四端子法で1000
℃においてH2ガス中に測定した導電率は1×101Ωcmで
あった。
Further, the mixture of the oxide solid solution according to the present invention and cubic zirconium oxide has the same properties as the oxide solid solution of the present invention, and is therefore suitable as an electrode material for SOFC. In the mixture, the mixing amount of cubic zirconium oxide was 60.
The content is set to be not more than volume% because when the mixing amount of cubic zirconium oxide exceeds 60% by volume, the amount of nickel deposited is reduced, and sufficient electrode activity and conductivity cannot be expected. In the actual mixture of MgO 20% solid solution and cubic zirconium oxide, if the mixing amount of cubic zirconium oxide was set to 60% by volume, the DC four-terminal method would be applied.
The conductivity measured in H 2 gas at ℃ was 1 × 10 1 Ωcm.

[発明の効果] 本発明に係る酸化物固溶体又は混合体を材料としてSOFC
の燃料極を製造すると長期安定性に優れ、かつ良好な触
媒作用を期待し得る電極が得られる。
[Effects of the Invention] SOFC using the oxide solid solution or mixture according to the present invention as a material
When the fuel electrode is manufactured, an electrode having excellent long-term stability and expecting a good catalytic action can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はH2雰囲気処理時間と(2−A)で作成した焼成
体の単位体積あたりの表面積との関係を表すグラフであ
り、第2図はH2雰囲気処理時間と前記焼成体の形状変化
率との関係を表すグラフであり、第3図は1000℃保持時
間60分における前記形状変化率とMgO固溶量との関係を
表すグラフであり、第4図は1000℃保持時間60分におけ
るニッケル析出量とMgO固溶量との関係を表すグラフで
あり、第5図は(3−A)で製造したセルについて、電
流密度と分極値との関係を表すグラフであり、分極値は
IR成分とη成分とに分離して示されている。第6図はMg
O20%固溶体についての保持時間300分後の結晶構造の電
子顕微鏡写真である。
Figure 1 is a graph showing the relationship between the surface area per unit volume of the sintered body created in the atmosphere of H 2 processing time (2-A), the shape of Fig. 2 a H 2 atmosphere processing time and the sintered body FIG. 3 is a graph showing the relationship with the change rate, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the shape change rate and the amount of MgO solid solution at 1000 ° C. holding time 60 minutes, and FIG. 4 is 1000 ° C. holding time 60 minutes. 5 is a graph showing the relationship between the amount of nickel deposited and the amount of MgO solid solution in FIG. 5, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the current density and the polarization value for the cell manufactured in (3-A).
The IR component and the η component are shown separately. Figure 6 shows Mg
3 is an electron micrograph of a crystal structure of an O20% solid solution after a retention time of 300 minutes.

フロントページの続き (74)上記2名の代理人 弁理士 岡田 英彦 (外1名 ) (72)発明者 川崎 真司 愛知県名古屋市瑞穂区市丘町2―38―2 (日本ガイシ市丘寮) (72)発明者 片山 恵一 埼玉県熊谷市大字箱田194 (コンコウハ イツ1―2) (72)発明者 坊ヶ内 丈仁 愛知県名古屋市千種区猫洞通3―2―6 (湯浅電池猫洞寮) (72)発明者 太田 博光 東京都調布市西つつじヶ丘2―4―1 (72)発明者 竹内 伸二 兵庫県尼崎市若王寺3―11―20 (72)発明者 江崎 義美 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20―1 審査官 原 賢一Continuation of front page (74) The above two agents Attorney Hidehiko Okada (1 person outside) (72) Inventor Shinji Kawasaki 2-38-2 Okamachi, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture (Gaishi City Hill Residence) (72) Inventor Keiichi Katayama 194, Hakoda, Kumagaya-shi, Saitama (Koukouitsu 1-2) (72) Inventor Takehito Bogauchi 3-6, Nekodo-dori, Chikusa-ku, Nagoya-shi, Aichi (Yuasa Battery Nekodo Dormitory) ( 72) Inventor Hiromitsu Ota 2-4-1 Nishitsujigaoka, Chofu City, Tokyo (72) Inventor Shinji Takeuchi 3-11-20 Wakaoji, Amagasaki City, Hyogo Prefecture (72) Inventor Yoshimi Esaki Midori Ward, Nagoya City, Aichi Prefecture Otakacho Kitakanzan 20-1 Examiner Kenichi Hara

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸化マグネシウム及び酸化ニッケルより主
としてなり、それらの総モル量に対して酸化マグネシウ
ムは5モル%以上40モル%以下であり、残部が酸化ニッ
ケルであることを特徴とする固体電解質型燃料電池の電
極材料用の酸化物固溶体。
1. A solid electrolyte type which is mainly composed of magnesium oxide and nickel oxide, wherein magnesium oxide is 5 mol% or more and 40 mol% or less with respect to the total molar amount thereof and the balance is nickel oxide. Oxide solid solution for fuel cell electrode material.
【請求項2】主として酸化物固溶体と立方晶酸化ジルコ
ニウムとからなる混合体であって、 前記酸化物固溶体は酸化マグネシウム及び酸化ニッケル
より主としてなり、それらの総モル量に対して酸化マグ
ネシウムは5モル%以上40モル%以下であり、残部が酸
化ニッケルである一方、前記立方晶酸化ジルコニウムは
その混合量が前記混合体の総体積に対して60体積%以下
であることを特徴とする固体電解質型燃料電池の電極材
料用の混合体。
2. A mixture mainly composed of an oxide solid solution and cubic zirconium oxide, wherein the oxide solid solution is mainly composed of magnesium oxide and nickel oxide, and 5 mol of magnesium oxide is contained with respect to the total molar amount thereof. % To 40 mol% and the balance is nickel oxide, while the cubic zirconium oxide has a mixed amount of 60 vol% or less based on the total volume of the mixture. Mixtures for fuel cell electrode materials.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107250085A (en) * 2015-02-27 2017-10-13 住友电气工业株式会社 Manufacture method, capacitor, SOFC, apparatus for electrolyzing and the hydrogen pump of ceramic material

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