JPH07245119A - 固体電解質型燃料電池の製造方法 - Google Patents
固体電解質型燃料電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH07245119A JPH07245119A JP6033612A JP3361294A JPH07245119A JP H07245119 A JPH07245119 A JP H07245119A JP 6033612 A JP6033612 A JP 6033612A JP 3361294 A JP3361294 A JP 3361294A JP H07245119 A JPH07245119 A JP H07245119A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power generation
- interconnector
- generation unit
- slurry
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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】 燃料極、固体電解質膜及び空気極からなる発
電部とインターコネクタの各端部の接合において、接合
材がはみ出して接合層の厚さにばらつきが生じたり、荷
重に用いる耐火物と発電部が接合することを防ぐ方法を
提供する。 【構成】 固体電解質型燃料電池の発電部４とインター
コネクタ５の各端部の接合に、スラリー状の接合材を用
いず、ガラス系材料からなるグリーンシート８を前記発
電部４と前記インターコネクタ５の間に介在させて加熱
溶融し、冷却して前記発電部４と前記インターコネクタ
５を接合する。
電部とインターコネクタの各端部の接合において、接合
材がはみ出して接合層の厚さにばらつきが生じたり、荷
重に用いる耐火物と発電部が接合することを防ぐ方法を
提供する。 【構成】 固体電解質型燃料電池の発電部４とインター
コネクタ５の各端部の接合に、スラリー状の接合材を用
いず、ガラス系材料からなるグリーンシート８を前記発
電部４と前記インターコネクタ５の間に介在させて加熱
溶融し、冷却して前記発電部４と前記インターコネクタ
５を接合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質型燃料電池
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質型燃料電池は、燃料に含有さ
れる化学エネルギーを、燃焼による熱エネルギーの形態
を経由することなく、電気化学的手段を利用して連続的
に電気エネルギーへ直接変換する装置であり、高いエネ
ルギー変換効率を有するものである。
れる化学エネルギーを、燃焼による熱エネルギーの形態
を経由することなく、電気化学的手段を利用して連続的
に電気エネルギーへ直接変換する装置であり、高いエネ
ルギー変換効率を有するものである。
【０００３】平板型の固体電解質型燃料電池は、例えば
図２の分解斜視図に示すような基本構造からなる。すな
わち、燃料極１、固体電解質膜２、及び空気極３の各層
を重ねて、三層膜を構成する発電部４があり、これが燃
料電池の最小単位となって、外部から供給される水素及
び空気（酸素）と反応を起こし、電気を発生する。
図２の分解斜視図に示すような基本構造からなる。すな
わち、燃料極１、固体電解質膜２、及び空気極３の各層
を重ねて、三層膜を構成する発電部４があり、これが燃
料電池の最小単位となって、外部から供給される水素及
び空気（酸素）と反応を起こし、電気を発生する。
【０００４】この発電部４を直列に接続、積層して大き
な電圧を得るために、発電部４を積層する際、インター
コネクタ５を用いて発電部と発電部を仕切っている。そ
して、インターコネクタ５は燃料極１に入る水素と空気
極３に入る空気（酸素）とが混じるのを防ぎ、二つの発
電部を直列に繋ぐための電子伝導体の役目も果たす。イ
ンターコネクタ５の両面には、互いに直角方向に一連の
溝６が設けられ、燃料極側には水素が、また、空気極側
には空気（酸素）が入る流路になっている。そして、こ
のインターコネクタ５と発電部４との接合面は、溝６に
平行な両端部において、水素と空気（酸素) を隔離し
て、両者が混じるのを防がなければならない。そこで、
この部分にはガスシールの機能を持つ材料を使った接合
を行う必要がある。
な電圧を得るために、発電部４を積層する際、インター
コネクタ５を用いて発電部と発電部を仕切っている。そ
して、インターコネクタ５は燃料極１に入る水素と空気
極３に入る空気（酸素）とが混じるのを防ぎ、二つの発
電部を直列に繋ぐための電子伝導体の役目も果たす。イ
ンターコネクタ５の両面には、互いに直角方向に一連の
溝６が設けられ、燃料極側には水素が、また、空気極側
には空気（酸素）が入る流路になっている。そして、こ
のインターコネクタ５と発電部４との接合面は、溝６に
平行な両端部において、水素と空気（酸素) を隔離し
て、両者が混じるのを防がなければならない。そこで、
この部分にはガスシールの機能を持つ材料を使った接合
を行う必要がある。
【０００５】従来はこの接合にあたり、スラリー（泥
漿）状にしたガラス系材料のシール材を、スクリーン印
刷方法を用いてインタ−コネクタ５の両端部のガスシー
ル部７，７に塗布する。これに発電部４を接着して加熱
溶融した後、冷却固化することによって発電部４とイン
ターコネクタ５を接合する方法をとっている。
漿）状にしたガラス系材料のシール材を、スクリーン印
刷方法を用いてインタ−コネクタ５の両端部のガスシー
ル部７，７に塗布する。これに発電部４を接着して加熱
溶融した後、冷却固化することによって発電部４とイン
ターコネクタ５を接合する方法をとっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、接合材として
スラリー状のシール材を用いるこの方法によれば、加熱
して接合する際に、密着性を上げるために荷重をかける
と、スラリーが接合部から外へはみ出してしまうことが
ある。このため、接合層の厚さにばらつきが生じたり、
ときには、はみ出したスラリーに含まれるガラスによ
り、荷重に用いている耐火物と発電部４が接合してしま
い、両者を分離する際に発電部４を破損してしまう場合
がある。
スラリー状のシール材を用いるこの方法によれば、加熱
して接合する際に、密着性を上げるために荷重をかける
と、スラリーが接合部から外へはみ出してしまうことが
ある。このため、接合層の厚さにばらつきが生じたり、
ときには、はみ出したスラリーに含まれるガラスによ
り、荷重に用いている耐火物と発電部４が接合してしま
い、両者を分離する際に発電部４を破損してしまう場合
がある。
【０００７】ところで、スラリーを一定の厚さに塗布す
るには、従来よりスクリーン印刷方法があるが、この方
法は接合部分の形状が平坦な面に限られること、接合部
分の形状に合わせたパターンを有するスクリーン印刷版
を用意する必要があること、ガラス系材料のシール材及
び導電性接合材という二種類のスラリーをガスシール部
７とそれ以外の接合部分に隣接して塗布するのが困難で
あること、などの欠点も有している。
るには、従来よりスクリーン印刷方法があるが、この方
法は接合部分の形状が平坦な面に限られること、接合部
分の形状に合わせたパターンを有するスクリーン印刷版
を用意する必要があること、ガラス系材料のシール材及
び導電性接合材という二種類のスラリーをガスシール部
７とそれ以外の接合部分に隣接して塗布するのが困難で
あること、などの欠点も有している。
【０００８】そこで本発明の目的は、燃料極、固体電解
質膜及び空気極からなる発電部とインターコネクタの各
端部の接合において、接合材がはみ出して接合層の厚さ
にばらつきが生じたり、荷重に用いる耐火物と発電部が
接合することを防ぐ方法を提供することにある。
質膜及び空気極からなる発電部とインターコネクタの各
端部の接合において、接合材がはみ出して接合層の厚さ
にばらつきが生じたり、荷重に用いる耐火物と発電部が
接合することを防ぐ方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１にお
いて、燃料極、固体電解質膜及び空気極からなる発電部
とインターコネクタの各端部の間にガラス系材料からな
るグリーンシートを介在させ、前記ガラス系材料からな
るグリーンシートを加熱溶融し、冷却して前記発電部と
前記インターコネクタとを接合することを特徴とするも
のである。
いて、燃料極、固体電解質膜及び空気極からなる発電部
とインターコネクタの各端部の間にガラス系材料からな
るグリーンシートを介在させ、前記ガラス系材料からな
るグリーンシートを加熱溶融し、冷却して前記発電部と
前記インターコネクタとを接合することを特徴とするも
のである。
【００１０】
【作用】本発明の請求項１によれば、燃料極、固体電解
質膜及び空気極からなる発電部とインターコネクタの各
端部の間にガラス系材料からなるグリーンシートを介在
させ、前記ガラス系材料からなるグリーンシートを加熱
溶融し、冷却して前記発電部と前記インターコネクタと
を接合するため、接合時に荷重をかけても接合材がはみ
出すことがない。そのため、接合層の厚さを一定にする
ことができ、また、荷重を加えるために用いる耐火物と
発電部が接合することも避けられる。
質膜及び空気極からなる発電部とインターコネクタの各
端部の間にガラス系材料からなるグリーンシートを介在
させ、前記ガラス系材料からなるグリーンシートを加熱
溶融し、冷却して前記発電部と前記インターコネクタと
を接合するため、接合時に荷重をかけても接合材がはみ
出すことがない。そのため、接合層の厚さを一定にする
ことができ、また、荷重を加えるために用いる耐火物と
発電部が接合することも避けられる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る固体電解質型燃料電池の
製造方法を一実施例に従って説明する。
製造方法を一実施例に従って説明する。
【００１２】図１は、本実施例におけるグリーンシート
８を使って、発電部４とインターコネクタ５のガスシー
ルが必要な各端部を接合する分解斜視図である。
８を使って、発電部４とインターコネクタ５のガスシー
ルが必要な各端部を接合する分解斜視図である。
【００１３】まず、粉末状のガラス系材料に適当量の結
合剤（ポリビニルブチラール系バインダー）、溶剤（エ
タノール及びトルエン）を加えて混合し、スラリーとし
た。そして、このスラリー状の原料から、ドクターブレ
ード法により所定の厚さのグリーンシートを作製した。
合剤（ポリビニルブチラール系バインダー）、溶剤（エ
タノール及びトルエン）を加えて混合し、スラリーとし
た。そして、このスラリー状の原料から、ドクターブレ
ード法により所定の厚さのグリーンシートを作製した。
【００１４】次に、発電部４とインターコネクタ５の各
端部の接合部の形状に合わせて前記シートを切断して、
その両面に溶剤を含まない接着剤を塗布し、発電部４と
インターコネクタ５に挟んで上下それぞれ接着した。こ
れに適当な荷重をかけ、１２００℃で焼き付けした。
端部の接合部の形状に合わせて前記シートを切断して、
その両面に溶剤を含まない接着剤を塗布し、発電部４と
インターコネクタ５に挟んで上下それぞれ接着した。こ
れに適当な荷重をかけ、１２００℃で焼き付けした。
【００１５】このようにして、得られた試料の断面を走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、接合部は
ガラスのはみ出しもなく、一様なガラスの厚さで接合で
きていることが確認できた。また、接合部からガラスが
はみ出して、荷重を加えるために用いた耐火物と接合し
た形跡も見られなかった。
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、接合部は
ガラスのはみ出しもなく、一様なガラスの厚さで接合で
きていることが確認できた。また、接合部からガラスが
はみ出して、荷重を加えるために用いた耐火物と接合し
た形跡も見られなかった。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、発電部とインターコネ
クタのガスシールが必要な接合部のガラス層を、一様に
任意の厚さに設定することができる。そして、シール材
がシート状であるため、自由に接合箇所の形状に切り出
して用いることができる。さらに、従来のスラリー状の
シール材のように荷重をかけても、所定の箇所からはみ
出すことがない。これにより、荷重を加えるために用い
た耐火物と発電部が接合することもなく、発電部とイン
ターコネクタを接合することができるようになる。ま
た、インターコネクタの端部が平坦でない複雑な形状で
あっても、任意の位置にシートを設定して接合すること
ができる。
クタのガスシールが必要な接合部のガラス層を、一様に
任意の厚さに設定することができる。そして、シール材
がシート状であるため、自由に接合箇所の形状に切り出
して用いることができる。さらに、従来のスラリー状の
シール材のように荷重をかけても、所定の箇所からはみ
出すことがない。これにより、荷重を加えるために用い
た耐火物と発電部が接合することもなく、発電部とイン
ターコネクタを接合することができるようになる。ま
た、インターコネクタの端部が平坦でない複雑な形状で
あっても、任意の位置にシートを設定して接合すること
ができる。
【００１７】このように、接合方法が改善されて接合部
のガスシール性がより確実になることや、製造時におけ
る発電部の破損が防止できることにより、製品の信頼性
が高まるとともに、歩留まりが向上してコストダウンが
できるという効果を生むものである。
のガスシール性がより確実になることや、製造時におけ
る発電部の破損が防止できることにより、製品の信頼性
が高まるとともに、歩留まりが向上してコストダウンが
できるという効果を生むものである。
【００１８】そして本発明は燃料電池のほかに、固体電
解質のイオン導電性を利用する機器全般、例えば酸素セ
ンサや水素センサのようなガスセンサにも利用できるも
のである。
解質のイオン導電性を利用する機器全般、例えば酸素セ
ンサや水素センサのようなガスセンサにも利用できるも
のである。
【図１】本発明の一実施例を示す分解斜視図である。
【図２】従来例を示す分解斜視図である。
１ 燃料極 ２ 固体電解質膜 ３ 空気極 ４ 発電部 ５ インターコネクタ ８ ガラス系材料からなるグリーンシート
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料極、固体電解質膜及び空気極からな
る発電部とインターコネクタの各端部の間にガラス系材
料からなるグリーンシートを介在させ、前記ガラス系材
料からなるグリーンシートを加熱溶融し、冷却して前記
発電部と前記インターコネクタとを接合することを特徴
とする固体電解質型燃料電池の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6033612A JPH07245119A (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 固体電解質型燃料電池の製造方法 |
| US08/396,697 US5585203A (en) | 1994-03-03 | 1995-03-01 | Method of producing a solid oxide fuel cell |
| EP95102988A EP0675557A1 (en) | 1994-03-03 | 1995-03-02 | Method of producing a solid oxide fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6033612A JPH07245119A (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 固体電解質型燃料電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07245119A true JPH07245119A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12391288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6033612A Pending JPH07245119A (ja) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | 固体電解質型燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07245119A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014026956A (ja) * | 2012-07-24 | 2014-02-06 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池 |
-
1994
- 1994-03-03 JP JP6033612A patent/JPH07245119A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014026956A (ja) * | 2012-07-24 | 2014-02-06 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池 |
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