JPH08106916A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JPH08106916A JPH08106916A JP6238980A JP23898094A JPH08106916A JP H08106916 A JPH08106916 A JP H08106916A JP 6238980 A JP6238980 A JP 6238980A JP 23898094 A JP23898094 A JP 23898094A JP H08106916 A JPH08106916 A JP H08106916A
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- solid electrolyte
- electrode
- groove
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、燃料極，固体電解質端部における
電解質膜の破損の恐れを低減することができるととも
に、材料歩留りの向上が期待できることを目的とする。 【構成】表面に燃料極用の溝(12)が形成された基体管(1
1)と、前記溝(12)に凸版印刷により埋め込まれた燃料極
(13)と、この燃料極(13)を含む前記基体管(11)上に形成
された固体電解質(14)及び空気極(15)とを具備すること
を特徴とする固体電解質型燃料電池。
電解質膜の破損の恐れを低減することができるととも
に、材料歩留りの向上が期待できることを目的とする。 【構成】表面に燃料極用の溝(12)が形成された基体管(1
1)と、前記溝(12)に凸版印刷により埋め込まれた燃料極
(13)と、この燃料極(13)を含む前記基体管(11)上に形成
された固体電解質(14)及び空気極(15)とを具備すること
を特徴とする固体電解質型燃料電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は固体電解質型燃料電池
に関し、特に高温水蒸気電解セルに適用される円筒横縞
型固体電解質燃料電池に関する。
に関し、特に高温水蒸気電解セルに適用される円筒横縞
型固体電解質燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、円筒横縞型固体電解質燃料電池
（以下、円筒横縞型ＳＯＦＣと呼ぶ）を示す。また、図
２は図１の要部を部分的に拡大した図面である。図中の
符号１は、例えばカルシア安定化ジルコニア（ＣＳＺ）
からなる基体管である。この基体管１上には、燃料極
２，固体電解質３，インターコネクター４，空気極５及
び保護膜６が溶射法により成膜されている。ここで、前
記燃料極は例えばＮｉＯ／イットリア安定化ジルコニア
（ＹＳＺ）、固体電改質３は例えばＹＳＺ、インターコ
ネクターはＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 、空気極は例えばＬａ
ＣｏＯ3 からそれぞれなる。
（以下、円筒横縞型ＳＯＦＣと呼ぶ）を示す。また、図
２は図１の要部を部分的に拡大した図面である。図中の
符号１は、例えばカルシア安定化ジルコニア（ＣＳＺ）
からなる基体管である。この基体管１上には、燃料極
２，固体電解質３，インターコネクター４，空気極５及
び保護膜６が溶射法により成膜されている。ここで、前
記燃料極は例えばＮｉＯ／イットリア安定化ジルコニア
（ＹＳＺ）、固体電改質３は例えばＹＳＺ、インターコ
ネクターはＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 、空気極は例えばＬａ
ＣｏＯ3 からそれぞれなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の円
筒横縞型ＳＯＦＣにおいては、全ての構成材料即ち燃料
極２，固体電解質３，インターコネクター４，空気極５
及び保護膜６は溶射法により製造されていた。
筒横縞型ＳＯＦＣにおいては、全ての構成材料即ち燃料
極２，固体電解質３，インターコネクター４，空気極５
及び保護膜６は溶射法により製造されていた。
【０００４】しかし、溶射法は、原料粉の歩留りが悪
く、またマスキング回数が多いため、工程が複雑とな
り、量産化は困難である。また、図２のＸ部に示した燃
料極２，固体電解質３端部において、固体電解質３の膜
厚が薄くなる恐れのある部分があり、発電試験の際に剥
離する恐れがある。
く、またマスキング回数が多いため、工程が複雑とな
り、量産化は困難である。また、図２のＸ部に示した燃
料極２，固体電解質３端部において、固体電解質３の膜
厚が薄くなる恐れのある部分があり、発電試験の際に剥
離する恐れがある。
【０００５】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、基体管の表面に燃料極用の溝を形成し、この
溝に凸版印刷により燃料極を埋め込むことにより、燃料
極，固体電解質端部における電解質膜の破損の恐れを低
減することができるとともに、材料歩留りの向上が期待
できる固体電解質型燃料電池を提供することを目的とす
る。
たもので、基体管の表面に燃料極用の溝を形成し、この
溝に凸版印刷により燃料極を埋め込むことにより、燃料
極，固体電解質端部における電解質膜の破損の恐れを低
減することができるとともに、材料歩留りの向上が期待
できる固体電解質型燃料電池を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、表面に燃料
極用の溝が形成された基体管と、前記溝に凸版印刷によ
り埋め込まれた燃料極と、この燃料極を含む前記基体管
上に形成された固体電解質及び空気極とを具備すること
を特徴とする固体電解質型燃料電池である。この発明に
おいて、基体管の材料としては、例えばカルシア安定化
ジルコニアが挙げられる。また、燃料極の材料としては
例えばＮｉＯ／イットリア安定化ジルコニア（ＹＳ
Ｚ）、固体電解質の材料としては例えばＹＳＺ、インタ
ーコネクターの材料としては例えば（ＮｉＣｒ／Ａｌ2
Ｏ3 ＋ＮｉＡｌ／Ａｌ2 Ｏ3 ）が挙げられる。この発明
において、前記固体電解質及び空気極は、例えば凹版印
刷により形成することができる。
極用の溝が形成された基体管と、前記溝に凸版印刷によ
り埋め込まれた燃料極と、この燃料極を含む前記基体管
上に形成された固体電解質及び空気極とを具備すること
を特徴とする固体電解質型燃料電池である。この発明に
おいて、基体管の材料としては、例えばカルシア安定化
ジルコニアが挙げられる。また、燃料極の材料としては
例えばＮｉＯ／イットリア安定化ジルコニア（ＹＳ
Ｚ）、固体電解質の材料としては例えばＹＳＺ、インタ
ーコネクターの材料としては例えば（ＮｉＣｒ／Ａｌ2
Ｏ3 ＋ＮｉＡｌ／Ａｌ2 Ｏ3 ）が挙げられる。この発明
において、前記固体電解質及び空気極は、例えば凹版印
刷により形成することができる。
【０００７】
【作用】この発明によれば、 （１）基体管に燃料極用の凹部を付与し、この凹部に凸
版印刷により燃料極を形成する。これにより、燃料極／
固体電解質端部における固体電解質の破損の恐れを低減
することができる。
版印刷により燃料極を形成する。これにより、燃料極／
固体電解質端部における固体電解質の破損の恐れを低減
することができる。
【０００８】（２）固体電解質，空気極の成膜にも、凹
版印刷を使用することにより、溶射法に比べ材料歩留り
の向上が期待できる。 （３）インターコネクターにＮｉＣｒなどの合金を使用
することにより、構成材料すべてを焼結法で作製するＳ
ＯＦＣよりも高性能なＳＯＦＣを作製することができ
る。
版印刷を使用することにより、溶射法に比べ材料歩留り
の向上が期待できる。 （３）インターコネクターにＮｉＣｒなどの合金を使用
することにより、構成材料すべてを焼結法で作製するＳ
ＯＦＣよりも高性能なＳＯＦＣを作製することができ
る。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図３及び
図４を参照して説明する。ここで、図３はこの発明の円
筒型縞型固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）の一構成で
ある基体管の説明図、図４はＳＯＦＣの断面図である。
図４を参照して説明する。ここで、図３はこの発明の円
筒型縞型固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）の一構成で
ある基体管の説明図、図４はＳＯＦＣの断面図である。
【００１０】図中の符号11は、カルシア安定化ジルコニ
ア（ＣＳＺ）からなる基体管である。この基体管11の表
面には、燃料極用の凹部（溝）12が形成されている。前
記凹部12には、ＮｉＯ／イットリア安定化ジルコニア
（ＹＳＺ）からなる燃料極13が凸版印刷により形成され
ている。前記燃料極13を含む基体管11上には、ＹＳＺか
らなる固体電解質14，Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 からな
る空気極15，（ＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＮｉＡｌ／Ａｌ
2 Ｏ3 ）からなるインターコネクター16、及びＡｌ2 Ｏ
3 からなる保護膜17が形成されている。
ア（ＣＳＺ）からなる基体管である。この基体管11の表
面には、燃料極用の凹部（溝）12が形成されている。前
記凹部12には、ＮｉＯ／イットリア安定化ジルコニア
（ＹＳＺ）からなる燃料極13が凸版印刷により形成され
ている。前記燃料極13を含む基体管11上には、ＹＳＺか
らなる固体電解質14，Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 からな
る空気極15，（ＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＮｉＡｌ／Ａｌ
2 Ｏ3 ）からなるインターコネクター16、及びＡｌ2 Ｏ
3 からなる保護膜17が形成されている。
【００１１】こうした構成のＳＯＦＣは次のようにして
作製する。まず、基体管材料であるＣＳＺをコールドア
イソスタチックプレス（Ｃold Ｉsostatic Ｐress、以
下ＣＩＰと呼ぶ）法により燃料極用の凹部（溝）12を付
与した形状に作製した後、１３００℃で仮焼して基体管
11を作る。次に、燃料極材料であるＮｉＯ／ＹＳＺスラ
リーを凸版印刷により基体管11の凹部12に成膜し、燃料
極13とする。つづいて、固体電解質であるＹＳＺスラリ
ーと空気極材料であるＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 スラリ
ーを凹部印刷により成膜し、１３００℃で焼成し、固体
電解質14と空気極15を形成する。更に、（ＮｉＣｒ／Ａ
ｌ2 Ｏ3 ＋ＮｉＡｌ／Ａｌ2 Ｏ3 ）からなるインターコ
ネクター16、及びＡｌ2 Ｏ3 からなる保護膜17を成膜
し、ＳＯＦＣとを作製する。
作製する。まず、基体管材料であるＣＳＺをコールドア
イソスタチックプレス（Ｃold Ｉsostatic Ｐress、以
下ＣＩＰと呼ぶ）法により燃料極用の凹部（溝）12を付
与した形状に作製した後、１３００℃で仮焼して基体管
11を作る。次に、燃料極材料であるＮｉＯ／ＹＳＺスラ
リーを凸版印刷により基体管11の凹部12に成膜し、燃料
極13とする。つづいて、固体電解質であるＹＳＺスラリ
ーと空気極材料であるＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 スラリ
ーを凹部印刷により成膜し、１３００℃で焼成し、固体
電解質14と空気極15を形成する。更に、（ＮｉＣｒ／Ａ
ｌ2 Ｏ3 ＋ＮｉＡｌ／Ａｌ2 Ｏ3 ）からなるインターコ
ネクター16、及びＡｌ2 Ｏ3 からなる保護膜17を成膜
し、ＳＯＦＣとを作製する。
【００１２】しかして、上記実施例によれば、以下に述
べる効果を有する。 （１）基体管11に燃料極用の凹部12を付与し、この凹部
12に凸版印刷により燃料極13を形成する。これにより、
燃料極13／固体電解質14端部における固体電解質14の破
損の恐れを低減することができる。
べる効果を有する。 （１）基体管11に燃料極用の凹部12を付与し、この凹部
12に凸版印刷により燃料極13を形成する。これにより、
燃料極13／固体電解質14端部における固体電解質14の破
損の恐れを低減することができる。
【００１３】（２）固体電解質14，空気極15の成膜に、
凹版印刷を使用することにより、溶射法に比べ材料歩留
りの向上が期待できる。 （３）インターコネクターにＮｉＣｒなどの合金を使用
することにより、構成材料すべてを焼結法で作製するＳ
ＯＦＣよりも高性能なＳＯＦＣを作製することができ
る。
凹版印刷を使用することにより、溶射法に比べ材料歩留
りの向上が期待できる。 （３）インターコネクターにＮｉＣｒなどの合金を使用
することにより、構成材料すべてを焼結法で作製するＳ
ＯＦＣよりも高性能なＳＯＦＣを作製することができ
る。
【００１４】なお、上記実施例では、基体管の材料とし
てはカルシア安定化ジルコニア、燃料極の材料としては
ＮｉＯ／ＹＳＺ、固体電解質としてはＹＳＺ、インター
コネクターの材料としては（ＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｎ
ｉＡｌ／Ａｌ2 Ｏ3 ）を用いた場合について述べたが、
これに限定されず、他の材料でもよい。
てはカルシア安定化ジルコニア、燃料極の材料としては
ＮｉＯ／ＹＳＺ、固体電解質としてはＹＳＺ、インター
コネクターの材料としては（ＮｉＣｒ／Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｎ
ｉＡｌ／Ａｌ2 Ｏ3 ）を用いた場合について述べたが、
これに限定されず、他の材料でもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
基体管の表面に燃料極用の溝を形成し、この溝に凸版印
刷により燃料極を埋め込むことにより、燃料極，固体電
解質端部における電解質膜の破損の恐れを低減すること
ができ、また固体電解質，空気極の成膜に凹版印刷を使
用することにより、材料歩留りの向上が期待でき、更に
インターコネクターにＮｉＣｒなどの合金を使用するこ
とにより、高性能化を実現できる、高温水蒸気電界セル
などに適用可能な固体電解質型燃料電池を提供できる。
基体管の表面に燃料極用の溝を形成し、この溝に凸版印
刷により燃料極を埋め込むことにより、燃料極，固体電
解質端部における電解質膜の破損の恐れを低減すること
ができ、また固体電解質，空気極の成膜に凹版印刷を使
用することにより、材料歩留りの向上が期待でき、更に
インターコネクターにＮｉＣｒなどの合金を使用するこ
とにより、高性能化を実現できる、高温水蒸気電界セル
などに適用可能な固体電解質型燃料電池を提供できる。
【図１】従来の円筒横縞型ＳＯＦＣの断面図。
【図２】図１の円筒横縞型ＳＯＦＣの要部の断面図。
【図３】この発明の一実施例に係る円筒横縞型ＳＯＦＣ
の一構成である基体管の説明図。
の一構成である基体管の説明図。
【図４】この発明の一実施例に係る円筒横縞型ＳＯＦＣ
の説明図。
の説明図。
11…基体管、 12…溝（凹部）、 13…燃
料極、14…固体電解質、 15…空気極、
16…インターコネクター、17…保護膜。
料極、14…固体電解質、 15…空気極、
16…インターコネクター、17…保護膜。
Claims (2)
- 【請求項１】 表面に燃料極用の溝が形成された基体管
と、前記溝に凸版印刷により埋め込まれた燃料極と、こ
の燃料極を含む前記基体管上に形成された固体電解質及
び空気極とを具備することを特徴とする固体電解質型燃
料電池。 - 【請求項２】 前記固体電解質及び空気極が凹版印刷に
より形成されていることを特徴とする請求項１記載の固
体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6238980A JPH08106916A (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6238980A JPH08106916A (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08106916A true JPH08106916A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17038152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6238980A Withdrawn JPH08106916A (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08106916A (ja) |
Cited By (24)
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-
1994
- 1994-10-03 JP JP6238980A patent/JPH08106916A/ja not_active Withdrawn
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