JPH07240205A - 燃料電池およびアノードの製造方法 - Google Patents

燃料電池およびアノードの製造方法

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JPH07240205A
JPH07240205A JP6291805A JP29180594A JPH07240205A JP H07240205 A JPH07240205 A JP H07240205A JP 6291805 A JP6291805 A JP 6291805A JP 29180594 A JP29180594 A JP 29180594A JP H07240205 A JPH07240205 A JP H07240205A
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fuel cell
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アリスティデス・ナオウミディス
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体を用いた燃料電池（ＳＯＦＣ）または塩
溶融電極を用いた燃料電池（ＭＣＦＣ） 【構成】 この電池のアノードが炭化タングステンとイ
オン電導性酸化物、例えばイットリウムで完全安定化し
た酸化ジルコニウム（ＹＳＺ）とより成る固体混合物よ
り成るかまたはアルカリ土類金属の微量成分含有のセラ
ートまたはトラート（Ｔｈｏｒａｔ）より成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質を有する燃
料電池（ＳＯＦＣ）または塩溶融電解質を有している燃
料電池（ＭＣＦＣ）に関する（ＳＯＦＣ＝Ｓｏｌｉｄ
Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ；ＭＣＦＣ＝Ｍｏｌｔ
ｅｄ Ｃａｂｏｎａｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）。更に
本発明はアノードの製造方法にも関する。
【０００２】
【従来技術】固体電解質を有している高温燃料電池（Ｓ
ＯＦＣ）は、運転している間に、適合した時間にわたっ
て全ての機能部分に高い信頼度が要求されている。これ
を達成するために、色々な大きさのシステムが目下世界
的に探究されている。この場合、色々に変えられたいわ
る古典的材料が使用される。
【０００３】これらには以下のものがある： − 電解質としての、イットリウム（８％）で完全に安
定化された酸化ジルコニウム（ＹＳＺ） − 空中電極としての、ストロンチウムを微量含有する
灰チタン石、ランタン−亜マンガン酸塩 − 燃料電極としての、金属ニッケルとＹＳＺとの混合
物より成るＣＥＲＭＥＴ − 内部コネクターとしての、金属製（Ｃｒベースの合
金）またはセラミック製（ランタン−亜クロム酸塩より
成る微量混入物含有灰チタン石）板状物 この系の重大な問題の一つは、燃料電極、即ちアノード
にある。金属とセラミックとの間の界面の熱力学的不安
定さのために、リストラクチャリングの為に、アノード
の金属は電気化学的活性の喪失および電極の電導性の破
壊という結果を伴う傾向がある。これらの効果は、種々
の石炭生成物のガス化からのガス状燃料を用いる場合
に、不純物、例えば硫黄または硫黄化合物がニッケルを
汚す場合に特に顕著である。更に金属のＮｉが、メタン
−水蒸気−混合物の密封系リホーミングの場合に強過ぎ
る触媒作用を示し、その際に電極が三相境界に炭素が析
出することによって毒され得る。ＮｉをＰｄまたはＣｏ
に部分的にまたは全体的に交換することによってリホー
ミングの際の高い触媒作用を低下させるという提案が既
に確かめられている。しかしながらこの系を用いたので
はＣＥＲＭＥＴの界面の不安定さの問題が解消できな
い。
【０００４】
【発明の構成】この問題の本発明の解決法は、冒頭に記
載の燃料電池において、アノードが炭化タングステンと
イオン電導性酸化物、例えばイットリウムで完全安定化
した酸化ジルコニウム（ＹＳＺ）とより成る固体混合物
より成るかまたは微量成分含有の、アルカリ土類金属の
セラートまたはトラート（Ｔｈｏｒａｔ）より成ること
を特徴とする、上記燃料電池にある。
【０００５】従って本発明のアノードの場合には金属ニ
ッケルは炭化タングステンに交換される。このアノード
は従来に見られた、ＣＥＲＭＥＴ−アノードの欠点を避
けている。
【０００６】この場合、アノードの固形混合物は有利に
は３０〜８０容量% の炭化タングステンを含有してい
る。アノードを製造する本発明の方法は、固体混合物を
形成するために、ＹＳＺ−粉末とＷＯ3 または、熱分解
によりＷＯ3 を生じるタングステン化合物との混合物を
製造し、そしてこの混合物を次に６００〜１０００℃の
温度範囲においてＣＯ／ＣＯ2 −雰囲気でＹＳＺ−ＷＣ
−混合物に転化することを本質としている。この場合、
タングステン化合物としてはタングステン酸またはタン
グステン酸アンモニウムを使用しそして粉末混合物は場
合によってはペーストとしてスクリーン印刷によって電
解質表面に塗布する。
【０００７】ＷＣを色々なやり方でＹＳＺと混合し、そ
して公知の方法で電解質の表面に、然もＳＯＦＣのアノ
ード側に塗布する。この半電極の極性電圧を測定する電
気化学的試験で、これらの系が白金電極と同様な挙動を
示すことが判る。
【０００８】この系の長時間安定性を測定する別の実験
で、固体混合物をＨ2 −雰囲気において１１００℃で１
０００時間以上保存した後に組織に変化がないこと──
即ち、一つの相または他の相の凝集が生じないことが判
った。この混合物をＨ2 Ｓ含有水素雰囲気で１０００℃
で３５０時間にわたる短い実験でも同様に、確認可能な
組織変化が生じない。
【０００９】第１図にはＳＯＦＣの本発明のアノードの
ための粉末の製法がそして第２図にはＳＯＦＣのアノー
ドの製法がフローシートとして図示している。
【００１０】図１に記載の噴霧乾燥は、タングステン酸
アンモニウム並びにタングステン酸のゲルでも、既に出
発材料を分解する際に良好な粉末形態をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図はＳＯＦＣの本発明のアノードのための
粉末の製法のフローシートである。
【図２】この図はＳＯＦＣのアノードの製法のフローシ
ートである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固体電解質含有燃料電池（ＳＯＦＣ）ま
    たは塩溶融電解質含有燃料電池（ＭＣＦＣ）において、
    アノードが炭化タングステンとイオン電導性酸化物、例
    えばイットリウムで完全安定化した酸化ジルコニウム
    （ＹＳＺ）とより成る固体混合物より成るかまたはアル
    カリ土類金属の微量成分含有のセラートまたはトラート
    （Ｔｈｏｒａｔ）より成ることを特徴とする、上記燃料
    電池。
  2. 【請求項２】 アノードの固体混合物が３０〜８０容量
    % のＷＣを含有する、請求項１に記載の燃料電池。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のアノードを製造する方
    法において、固体混合物を生じるために、ＹＳＺ−粉末
    とＷＯ3 または、熱分解によりＷＯ3 を生じるタングス
    テン化合物との混合物を製造し、そしてこの混合物を次
    に６００〜１０００℃の温度範囲においてＣＯ／ＣＯ2
    −雰囲気でＹＳＺ−ＷＣ−混合物に転化することを特徴
    とする、上記方法。
  4. 【請求項４】 タングステン化合物としてタングステン
    酸またはタングステン酸アンモニウムを使用しそして粉
    末混合物を電解質表面に塗布する、請求項３に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 ペーストとしての粉末混合物をスクリー
    ン印刷によって塗布する請求項４に記載の方法。
JP6291805A 1993-11-27 1994-11-25 燃料電池およびアノードの製造方法 Withdrawn JPH07240205A (ja)

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