JPH07240216A - 円筒型固体電解質燃料電池 - Google Patents
円筒型固体電解質燃料電池Info
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- JPH07240216A JPH07240216A JP6029930A JP2993094A JPH07240216A JP H07240216 A JPH07240216 A JP H07240216A JP 6029930 A JP6029930 A JP 6029930A JP 2993094 A JP2993094 A JP 2993094A JP H07240216 A JPH07240216 A JP H07240216A
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- Japan
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- interconnector
- fuel cell
- solid electrolyte
- power generation
- film
- Prior art date
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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
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、支持管の製造歩留りが１００％と
なるとともに、インタコネクタに必要な十分な導電率が
得られることを主要な目的とする。 【構成】多孔質の支持管(11)と、この支持管(11)の外表
面に順次焼結法により成膜された、互いに発電部を構成
する燃料極(12)，電解質(13)及び空気極(14)と、前記発
電部間の支持管(11)上に溶射法により成膜された、前記
発電部同士を接続させる導電率の高い合金系材料からな
るインタコネクタ(15)と、このインタコネクタ(15)上に
設けられた保護膜(16)とを具備することを特徴とする円
筒型固体電解質燃料電池。
なるとともに、インタコネクタに必要な十分な導電率が
得られることを主要な目的とする。 【構成】多孔質の支持管(11)と、この支持管(11)の外表
面に順次焼結法により成膜された、互いに発電部を構成
する燃料極(12)，電解質(13)及び空気極(14)と、前記発
電部間の支持管(11)上に溶射法により成膜された、前記
発電部同士を接続させる導電率の高い合金系材料からな
るインタコネクタ(15)と、このインタコネクタ(15)上に
設けられた保護膜(16)とを具備することを特徴とする円
筒型固体電解質燃料電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は円筒型固体電解質燃料
電池に関し、高温水蒸気電解等に適用可能なものであ
る。
電池に関し、高温水蒸気電解等に適用可能なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、円筒型固体電解質燃料電池として
は、図１（Ａ）〜（Ｅ）のように製造されている。ま
ず、図１（Ａ）に示すようにインタコネクタ管１，絶縁
性中間材２，絶縁管３を順次配置し、これらを高温状態
下で加圧接合し、支持管４とする（図１（Ｂ）参照）。
つづいて、この支持管４の外表面に、燃料極５を焼結法
により成膜する（図１（Ｃ）参照）。更に、前記支持管
４の外表面に燃料極５を覆うように電解質６を焼結法に
より成膜する（図１（Ｄ）参照）。この後、前記支持管
４の外表面に電解質６を覆うように空気極７を焼結法に
より成膜し、図１（Ｅ）に示すような円筒型固体電解質
燃料電池を製造する。
は、図１（Ａ）〜（Ｅ）のように製造されている。ま
ず、図１（Ａ）に示すようにインタコネクタ管１，絶縁
性中間材２，絶縁管３を順次配置し、これらを高温状態
下で加圧接合し、支持管４とする（図１（Ｂ）参照）。
つづいて、この支持管４の外表面に、燃料極５を焼結法
により成膜する（図１（Ｃ）参照）。更に、前記支持管
４の外表面に燃料極５を覆うように電解質６を焼結法に
より成膜する（図１（Ｄ）参照）。この後、前記支持管
４の外表面に電解質６を覆うように空気極７を焼結法に
より成膜し、図１（Ｅ）に示すような円筒型固体電解質
燃料電池を製造する。
【０００３】このようにして製造される円筒型固体電解
質燃料電池は、図１（Ｅ）に示すようにインタコネクタ
管１，絶縁性中間材２，絶縁管３を順次加圧接合してな
る支持管４と、この支持管４の外表面に順次焼結法によ
り成膜されて発電部を構成する燃料極５，電解質６及び
空気極７とを具備した構成になっており、全ての構成材
料を焼結法で成膜するという特徴を有している。
質燃料電池は、図１（Ｅ）に示すようにインタコネクタ
管１，絶縁性中間材２，絶縁管３を順次加圧接合してな
る支持管４と、この支持管４の外表面に順次焼結法によ
り成膜されて発電部を構成する燃料極５，電解質６及び
空気極７とを具備した構成になっており、全ての構成材
料を焼結法で成膜するという特徴を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の円筒型固体電解質燃料電池は全ての構成材料を焼結法
で成膜しているので、材料の成膜歩留まりは１００％で
あり、経済性に優れた燃料電池である。しかし、燃料電
池の構成材料がセラミック材料であるため、材料のバラ
ツキが多く、支持管の製造歩留りが低いという欠点あ
る。
の円筒型固体電解質燃料電池は全ての構成材料を焼結法
で成膜しているので、材料の成膜歩留まりは１００％で
あり、経済性に優れた燃料電池である。しかし、燃料電
池の構成材料がセラミック材料であるため、材料のバラ
ツキが多く、支持管の製造歩留りが低いという欠点あ
る。
【０００５】また、全ての構成材料を焼結法により成膜
するため、構成材料の線膨脹係数をほぼ一致させる必要
がある。このため、発電部をつなぐインタコネクタの材
料も、ＬａＣｒＯ3 系のセラミック材料を用いていた。
しかしながら、このセラミック材料では、インタコネク
タに必要な導電率が得られないという欠点がある。
するため、構成材料の線膨脹係数をほぼ一致させる必要
がある。このため、発電部をつなぐインタコネクタの材
料も、ＬａＣｒＯ3 系のセラミック材料を用いていた。
しかしながら、このセラミック材料では、インタコネク
タに必要な導電率が得られないという欠点がある。
【０００６】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、支持管を接合することなく予め多孔質の支持
管を用いるとともに、前記支持管の外表面に焼結法によ
り成膜されて発電部を互いに構成する燃料極，電解質及
び空気極を設け、更に発電部同士をつなぐインタコネク
タとしては導電率の高い合金系の材料を溶射法により設
けることにより、支持管の製造歩留りが１００％となる
とともに、インタコネクタに必要な十分な導電率が得ら
れ、かつ電池性能を向上できる円筒型固体電解質燃料電
池を提供することを目的とする。
たもので、支持管を接合することなく予め多孔質の支持
管を用いるとともに、前記支持管の外表面に焼結法によ
り成膜されて発電部を互いに構成する燃料極，電解質及
び空気極を設け、更に発電部同士をつなぐインタコネク
タとしては導電率の高い合金系の材料を溶射法により設
けることにより、支持管の製造歩留りが１００％となる
とともに、インタコネクタに必要な十分な導電率が得ら
れ、かつ電池性能を向上できる円筒型固体電解質燃料電
池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、多孔質の支
持管と、この支持管の外表面に順次焼結法により成膜さ
れた、互いに発電部を構成する燃料極，電解質及び空気
極と、前記発電部間の支持管上に溶射法により成膜され
た、前記発電部同士を接続させる導電率の高い合金系材
料からなるインタコネクタと、このインタコネクタ上に
設けられた保護膜とを具備することを特徴とする円筒型
固体電解質燃料電池である。
持管と、この支持管の外表面に順次焼結法により成膜さ
れた、互いに発電部を構成する燃料極，電解質及び空気
極と、前記発電部間の支持管上に溶射法により成膜され
た、前記発電部同士を接続させる導電率の高い合金系材
料からなるインタコネクタと、このインタコネクタ上に
設けられた保護膜とを具備することを特徴とする円筒型
固体電解質燃料電池である。
【０００８】この発明において、支持管の材質として
は、例えばＣＳＺ（ＣａＯ−ＺｒＯ2：カルシア安定化
ジルコニア）が挙げられる。この発明において、燃料極
の材質としては、例えばＮｉＯ／ＹＳＺが挙げられる。
ここで、ＹＳＺとは、Ｙ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 （イットリア
安定化ジルコニア）のことをいう。この発明において、
電解質の材質としては、例えばＹＳＺが挙げられる。
は、例えばＣＳＺ（ＣａＯ−ＺｒＯ2：カルシア安定化
ジルコニア）が挙げられる。この発明において、燃料極
の材質としては、例えばＮｉＯ／ＹＳＺが挙げられる。
ここで、ＹＳＺとは、Ｙ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 （イットリア
安定化ジルコニア）のことをいう。この発明において、
電解質の材質としては、例えばＹＳＺが挙げられる。
【０００９】この発明において、空気極の材質として
は、例えばＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3が挙げられる。こ
の発明において、インタコネクタの材質としては、例え
ばＮｉＡｌ／Ａｌ2Ｏ3 サーメット＋ＮｉＣｒ／Ａｌ2
Ｏ3 サーメット等の導電率の高い合金系材料が挙げられ
る。但し、上記各構成部材の材質は、上述したものに限
定されないことは勿論のことである。
は、例えばＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3が挙げられる。こ
の発明において、インタコネクタの材質としては、例え
ばＮｉＡｌ／Ａｌ2Ｏ3 サーメット＋ＮｉＣｒ／Ａｌ2
Ｏ3 サーメット等の導電率の高い合金系材料が挙げられ
る。但し、上記各構成部材の材質は、上述したものに限
定されないことは勿論のことである。
【００１０】
【作用】この発明において、円筒型固体電解質燃料電池
は次のようにして製造される。即ち、まず、多孔質の支
持管を製作する。つづいて、この支持管の外表面に燃料
極，電解質及び空気極を焼結法により成膜する。次に、
発電部同士を接続する導電率の高い合金系の材料からな
るインタコネクタを、発電部間の前記支持管上に溶射法
により成膜する。更に、このインタコネクタ上に保護膜
を溶射法により成膜し、円筒型固体電解質燃料電池を製
造する
は次のようにして製造される。即ち、まず、多孔質の支
持管を製作する。つづいて、この支持管の外表面に燃料
極，電解質及び空気極を焼結法により成膜する。次に、
発電部同士を接続する導電率の高い合金系の材料からな
るインタコネクタを、発電部間の前記支持管上に溶射法
により成膜する。更に、このインタコネクタ上に保護膜
を溶射法により成膜し、円筒型固体電解質燃料電池を製
造する
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例に係る円筒型固体
電解質燃料電池を図２（Ａ）〜（Ｆ）を参照して製造工
程順に説明する。まず、ＣＳＺ（ＣａＯ−ＺｒＯ2 ：カ
ルシア安定化ジルコニア）を材料とした焼結体の支持管
11を製作する（図２（Ａ）参照）。つづいて、この支持
管11の外表面にＮｉＯ／ＹＳＺからなる燃料極12を焼結
法により成膜する（図２（Ｂ）参照）。この後、前記支
持管11の外表面及び燃料極12上に、ＹＳＺからなる電解
質13を焼結法により成膜する（図２（Ｃ）参照）。さら
に、Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 からなる空気極14を前記
電解質13上に焼結法により成膜する（図２（Ｄ）参
照）。ここで、前記燃料極12，電解質13及び空気極14に
より発電部が構成されている。
電解質燃料電池を図２（Ａ）〜（Ｆ）を参照して製造工
程順に説明する。まず、ＣＳＺ（ＣａＯ−ＺｒＯ2 ：カ
ルシア安定化ジルコニア）を材料とした焼結体の支持管
11を製作する（図２（Ａ）参照）。つづいて、この支持
管11の外表面にＮｉＯ／ＹＳＺからなる燃料極12を焼結
法により成膜する（図２（Ｂ）参照）。この後、前記支
持管11の外表面及び燃料極12上に、ＹＳＺからなる電解
質13を焼結法により成膜する（図２（Ｃ）参照）。さら
に、Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 からなる空気極14を前記
電解質13上に焼結法により成膜する（図２（Ｄ）参
照）。ここで、前記燃料極12，電解質13及び空気極14に
より発電部が構成されている。
【００１２】次に、発電部同士を接続するインタコネク
タ15を、発電部間の前記支持管11上に溶射法により成膜
する（図２（Ｅ）参照）。ここで、インタコネクタ15の
材質は、ＮｉＡｌ／Ａｌ2 Ｏ3 とＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3
からなる。つづいて、このインタコネクタ15上に、保護
膜としてのＡｌ2 Ｏ3 膜16を溶射法により成膜し、円筒
型固体電解質燃料電池を製造する（図２（Ｆ）参照）。
タ15を、発電部間の前記支持管11上に溶射法により成膜
する（図２（Ｅ）参照）。ここで、インタコネクタ15の
材質は、ＮｉＡｌ／Ａｌ2 Ｏ3 とＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3
からなる。つづいて、このインタコネクタ15上に、保護
膜としてのＡｌ2 Ｏ3 膜16を溶射法により成膜し、円筒
型固体電解質燃料電池を製造する（図２（Ｆ）参照）。
【００１３】このようにして製造される円筒型固体電解
質燃料電池は、図２（Ｆ）に示す如く、焼結体の支持管
11と、この支持管11の外表面に順次焼結法により成膜さ
れた、互いに発電部を構成する燃料極12，電解質13及び
空気極14と、前記発電部間の支持管11上に溶射法により
成膜された、前記発電部同士を接続させる導電率の高い
合金系材料からなるインタコネクタ15と、このインタコ
ネクタ15上に設けられたＡｌ2 Ｏ3 膜（保護膜）16とを
具備した構成になっている。
質燃料電池は、図２（Ｆ）に示す如く、焼結体の支持管
11と、この支持管11の外表面に順次焼結法により成膜さ
れた、互いに発電部を構成する燃料極12，電解質13及び
空気極14と、前記発電部間の支持管11上に溶射法により
成膜された、前記発電部同士を接続させる導電率の高い
合金系材料からなるインタコネクタ15と、このインタコ
ネクタ15上に設けられたＡｌ2 Ｏ3 膜（保護膜）16とを
具備した構成になっている。
【００１４】従って、従来技術では支持管の部分が使用
する材料のバラツキによって破損するケースが多かった
が、上記実施例の場合材料の多少のバラツキがあっても
製造歩留りは１００％となる。また、インタコネクタ材
料に導電率の大きい合金系の材料、即ち、ＮｉＡｌ／Ａ
ｌ2 Ｏ3 とＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 を溶射法により成膜す
ることが可能であるので、図３に示す如く、従来の円筒
焼結型固体電解質燃料電池と比べセル抵抗を小さくで
き、セル全体の性能を向上できる。
する材料のバラツキによって破損するケースが多かった
が、上記実施例の場合材料の多少のバラツキがあっても
製造歩留りは１００％となる。また、インタコネクタ材
料に導電率の大きい合金系の材料、即ち、ＮｉＡｌ／Ａ
ｌ2 Ｏ3 とＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 を溶射法により成膜す
ることが可能であるので、図３に示す如く、従来の円筒
焼結型固体電解質燃料電池と比べセル抵抗を小さくで
き、セル全体の性能を向上できる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
支持管を接合することなく予め多孔質の支持管を用いる
とともに、前記支持管の外表面に焼結法により成膜され
て発電部を互いに構成する燃料極，電解質及び空気極を
設け、更に発電部同士をつなぐインタコネクタとしては
導電率の高い合金系の材料を溶射法により設けることに
より、支持管の製造歩留りが１００％となるとともに、
インタコネクタに必要な十分な導電率が得られ、かつ電
池性能を向上できる円筒型固体電解質燃料電池を提供で
きる。
支持管を接合することなく予め多孔質の支持管を用いる
とともに、前記支持管の外表面に焼結法により成膜され
て発電部を互いに構成する燃料極，電解質及び空気極を
設け、更に発電部同士をつなぐインタコネクタとしては
導電率の高い合金系の材料を溶射法により設けることに
より、支持管の製造歩留りが１００％となるとともに、
インタコネクタに必要な十分な導電率が得られ、かつ電
池性能を向上できる円筒型固体電解質燃料電池を提供で
きる。
【図１】従来の円筒型固体電解質燃料電池を製造工程順
に示す概略斜視図。
に示す概略斜視図。
【図２】この発明の一実施例に係る円筒型固体電解質燃
料電池を製造工程順に示す概略斜視図。
料電池を製造工程順に示す概略斜視図。
【図３】従来及びこの発明に係る円筒型固体電解質燃料
電池のセル抵抗を示す特性図。
電池のセル抵抗を示す特性図。
11…支持管、 12…燃料極、 13
…電解質、14…空気極、 15…インタコネク
タ、 16…保護膜。
…電解質、14…空気極、 15…インタコネク
タ、 16…保護膜。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)
- 【請求項１】 多孔質の支持管と、この支持管の外表面
に順次焼結法により成膜された、互いに発電部を構成す
る燃料極，電解質及び空気極と、前記発電部間の支持管
上に溶射法により成膜された、前記発電部同士を接続さ
せる導電率の高い合金系材料からなるインタコネクタ
と、このインタコネクタ上に設けられた保護膜とを具備
することを特徴とする円筒型固体電解質燃料電池。 - 【請求項２】 前記保護膜がＡｌ2 Ｏ3 を溶射させるこ
とにより得られるものであることを特徴とする請求項１
記載の円筒型固体電解質燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6029930A JPH07240216A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 円筒型固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6029930A JPH07240216A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 円筒型固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240216A true JPH07240216A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12289714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6029930A Withdrawn JPH07240216A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 円筒型固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07240216A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997004494A1 (de) * | 1995-07-21 | 1997-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperatur-brennstoffzelle und hochtemperatur-brennstoffzellenstapel mit verbundleiterplatten, die eine kontaktschicht aus chromspinell tragen |
| JP2000195535A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 組立式円筒直列型固体電解質燃料電池 |
| KR20030052106A (ko) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | 현대자동차주식회사 | 고체 산화물 연료 전지용 금속간 화합물 접속자 |
| CN110890570A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-03-17 | 西安交通大学 | 双层连接极串联管状固体氧化物燃料电池的制备方法 |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP6029930A patent/JPH07240216A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997004494A1 (de) * | 1995-07-21 | 1997-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperatur-brennstoffzelle und hochtemperatur-brennstoffzellenstapel mit verbundleiterplatten, die eine kontaktschicht aus chromspinell tragen |
| JP2000195535A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 組立式円筒直列型固体電解質燃料電池 |
| KR20030052106A (ko) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | 현대자동차주식회사 | 고체 산화물 연료 전지용 금속간 화합물 접속자 |
| CN110890570A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-03-17 | 西安交通大学 | 双层连接极串联管状固体氧化物燃料电池的制备方法 |
| CN110890570B (zh) * | 2019-11-19 | 2021-05-28 | 西安交通大学 | 双层连接极串联管状固体氧化物燃料电池的制备方法 |
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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: 20010508 |