JPH08134680A - 固体電解質型電気化学セル - Google Patents
固体電解質型電気化学セルInfo
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- JPH08134680A JPH08134680A JP6277631A JP27763194A JPH08134680A JP H08134680 A JPH08134680 A JP H08134680A JP 6277631 A JP6277631 A JP 6277631A JP 27763194 A JP27763194 A JP 27763194A JP H08134680 A JPH08134680 A JP H08134680A
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- JP
- Japan
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- solid electrolyte
- electrochemical cell
- interconnector
- electrolyte type
- type electrochemical
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/124—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte
- H01M8/1246—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte the electrolyte consisting of oxides
- H01M8/1253—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte the electrolyte consisting of oxides the electrolyte containing zirconium oxide
-
- 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
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質型電気化学セルに関する。
【構成】 固体電解質の両側に設けた電極からなる反応
部を、Ｌａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ3 （０＜ｘ＜１）材料から
なるインターコネクタを介して直列接続してなる固体電
解質型電気化学セルにおいて、固体電解質材料が３Ａｌ
2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ 2 を１５〜２５重量％含有したＹ2 Ｏ
3 で完全に安定化されたＺｒＯ2 よりなる固体電解質型
電気化学セル。
部を、Ｌａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ3 （０＜ｘ＜１）材料から
なるインターコネクタを介して直列接続してなる固体電
解質型電気化学セルにおいて、固体電解質材料が３Ａｌ
2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ 2 を１５〜２５重量％含有したＹ2 Ｏ
3 で完全に安定化されたＺｒＯ2 よりなる固体電解質型
電気化学セル。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質型高温水蒸気
電解装置や固体電解質型燃料電池のような固体電解質電
気化学セルに関する。
電解装置や固体電解質型燃料電池のような固体電解質電
気化学セルに関する。
【０００２】
【従来の技術】電気化学セルとして従来の固体電解質型
高温水蒸気電解装置（以下、ＳＯＳＥと略称する）を例
に採って、その構造を図１によって説明する。図１に示
すように、ＳＯＳＥは固体電解質１、アノード電極２、
カソード電極３からなる水蒸気電解部をインターコネク
タ４を介して直列につないだものである。インターコネ
クタ４と固体電解質１はグリーンシート（未焼結のセラ
ミックシート）５を介して高温加圧接合等にて接合され
ている。ＳＯＳＥの原理は図１に示すように、アノード
電極２側に空気６、カソード電極３側に水蒸気７を流
し、作動温度約１０００℃で電気を流して、水素８を発
生させるものである。代表的なＳＯＳＥの構成材料は固
体電解質１にＹ2 Ｏ3 で完全に安定化されたＺｒＯ
2 （以下、ＹＳＺと略記）、アノード電極２にＬａＳｒ
ＣａＭｎＯ3 、カソード電極３にＮｉＯ、インターコネ
クタ４にはＬａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ3 （０＜ｘ＜１）が使
用されている。
高温水蒸気電解装置（以下、ＳＯＳＥと略称する）を例
に採って、その構造を図１によって説明する。図１に示
すように、ＳＯＳＥは固体電解質１、アノード電極２、
カソード電極３からなる水蒸気電解部をインターコネク
タ４を介して直列につないだものである。インターコネ
クタ４と固体電解質１はグリーンシート（未焼結のセラ
ミックシート）５を介して高温加圧接合等にて接合され
ている。ＳＯＳＥの原理は図１に示すように、アノード
電極２側に空気６、カソード電極３側に水蒸気７を流
し、作動温度約１０００℃で電気を流して、水素８を発
生させるものである。代表的なＳＯＳＥの構成材料は固
体電解質１にＹ2 Ｏ3 で完全に安定化されたＺｒＯ
2 （以下、ＹＳＺと略記）、アノード電極２にＬａＳｒ
ＣａＭｎＯ3 、カソード電極３にＮｉＯ、インターコネ
クタ４にはＬａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ3 （０＜ｘ＜１）が使
用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１のＳＯＳＥを１０
００℃で作動させると、インターコネクタ４と固体電解
質１の接合部が剥離することがある。この主たる原因は
インターコネクタ材料であるＬａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ
3 （０＜ｘ＜１）と固体電解質材料（ＹＳＺ）の線膨張
係数αが異なるためである。本発明は、上記技術水準に
鑑み、接合部の剥離防止対策として、固体電解質材料の
線膨張係数（α）をインターコネクタ材料のそれと一致
させ、両者間の剥離を生じさせない固体電解質型電気化
学セルを提供しようとするものである。
００℃で作動させると、インターコネクタ４と固体電解
質１の接合部が剥離することがある。この主たる原因は
インターコネクタ材料であるＬａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ
3 （０＜ｘ＜１）と固体電解質材料（ＹＳＺ）の線膨張
係数αが異なるためである。本発明は、上記技術水準に
鑑み、接合部の剥離防止対策として、固体電解質材料の
線膨張係数（α）をインターコネクタ材料のそれと一致
させ、両者間の剥離を生じさせない固体電解質型電気化
学セルを提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は固体電解質の両
側に設けた電極からなる反応部を、Ｌａ1-x Ｓｒx Ｃｒ
Ｏ3 （０＜ｘ＜１）材料からなるインターコネクタを介
して直列接続してなる固体電解質型電気化学セルにおい
て、固体電解質材料が３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ 2 を１５
〜２５重量％含有したＹ2 Ｏ3 で完全に安定化されたＺ
ｒＯ2 よりなることを特徴とする固体電解質型電気化学
セルである。
側に設けた電極からなる反応部を、Ｌａ1-x Ｓｒx Ｃｒ
Ｏ3 （０＜ｘ＜１）材料からなるインターコネクタを介
して直列接続してなる固体電解質型電気化学セルにおい
て、固体電解質材料が３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ 2 を１５
〜２５重量％含有したＹ2 Ｏ3 で完全に安定化されたＺ
ｒＯ2 よりなることを特徴とする固体電解質型電気化学
セルである。
【０００５】
【作用】すなわち、本発明は一般に使用されている固体
電解質材料ＹＳＺのα（１０．０×１０-6℃-1）をイン
ターコネクタ材料のα｛Ｌａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ3 （０＜
ｘ＜１）において、ｘの増大によって、αは８．８×１
０-6℃-1〜９．２×１０ -6℃-1まで変化する｝に近づけ
るために、ＹＳＺを主成分として、これにＹＳＺよりも
αが小さい３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 （α＝５．０×１
０-6℃-1）を含有させたものを固体電解質材料として使
用するものである。図２に示すように、３Ａｌ2 Ｏ3 ・
２ＳｉＯ2 を１５〜２５重量％含有させると、固体電解
質のαはインターコネクタのαにほぼ一致する。
電解質材料ＹＳＺのα（１０．０×１０-6℃-1）をイン
ターコネクタ材料のα｛Ｌａ1-x Ｓｒx ＣｒＯ3 （０＜
ｘ＜１）において、ｘの増大によって、αは８．８×１
０-6℃-1〜９．２×１０ -6℃-1まで変化する｝に近づけ
るために、ＹＳＺを主成分として、これにＹＳＺよりも
αが小さい３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 （α＝５．０×１
０-6℃-1）を含有させたものを固体電解質材料として使
用するものである。図２に示すように、３Ａｌ2 Ｏ3 ・
２ＳｉＯ2 を１５〜２５重量％含有させると、固体電解
質のαはインターコネクタのαにほぼ一致する。
【０００６】固体電解質材料とインターコネクタ材料の
αを一致させたので、固体電解質型電気化学セルの作動
時に生じる固体電解質／インターコネクタ接合部の剥離
を防止することができ、信頼性の高い固体電解質型電気
化学セルを提供することができる。
αを一致させたので、固体電解質型電気化学セルの作動
時に生じる固体電解質／インターコネクタ接合部の剥離
を防止することができ、信頼性の高い固体電解質型電気
化学セルを提供することができる。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例としてＳＯＳＥを例に採っ
て、前記図１によって説明する。従来のＳＯＳＥと異な
るのは、固体電解質材料１としてＹＳＺを主成分とし、
３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 を１５〜２５重量％含有させ
たものを用いた点のみであるので、他の構成の説明は省
略する。
て、前記図１によって説明する。従来のＳＯＳＥと異な
るのは、固体電解質材料１としてＹＳＺを主成分とし、
３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 を１５〜２５重量％含有させ
たものを用いた点のみであるので、他の構成の説明は省
略する。
【０００８】従来用いていた固体電解質材料ＹＳＺ１０
０％はインターコネクタ材料とαが異なっていたが、本
発明ではＹＳＺに３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 を含有させ
ることによりαが一致し、ＳＯＳＥ高温作動時に生じる
固体電解質／インターコネクタ接合部の剥離を防止する
ことができ、信頼性の高いＳＯＳＥを提供することがで
きる。
０％はインターコネクタ材料とαが異なっていたが、本
発明ではＹＳＺに３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 を含有させ
ることによりαが一致し、ＳＯＳＥ高温作動時に生じる
固体電解質／インターコネクタ接合部の剥離を防止する
ことができ、信頼性の高いＳＯＳＥを提供することがで
きる。
【０００９】
【発明の効果】本発明により、高温作動時に固体電解質
／インターコネクタ接合部の剥離を防止でき、信頼性の
高い固体電解質型電気化学セルを提供することができ
る。
／インターコネクタ接合部の剥離を防止でき、信頼性の
高い固体電解質型電気化学セルを提供することができ
る。
【図１】固体電解質型高温水蒸気電解装置の構造の説明
図。
図。
【図２】３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 を添加したＹ2 Ｏ3
で完全に安定化したＺｒＯ2 の３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ
2 添加量の変化に対応する線膨張係数αの変化を示す図
表。
で完全に安定化したＺｒＯ2 の３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ
2 添加量の変化に対応する線膨張係数αの変化を示す図
表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 8/02 Ｋ 9444−4Ｋ 8/12 9444−4Ｋ
Claims (1)
- 【請求項１】 固体電解質の両側に設けた電極からなる
反応部を、Ｌａ1-xＳｒx ＣｒＯ3 （０＜ｘ＜１）材料
からなるインターコネクタを介して直列接続してなる固
体電解質型電気化学セルにおいて、固体電解質材料が３
Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 を１５〜２５重量％含有したＹ
2 Ｏ3 で完全に安定化されたＺｒＯ2よりなることを特
徴とする固体電解質型電気化学セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6277631A JPH08134680A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 固体電解質型電気化学セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6277631A JPH08134680A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 固体電解質型電気化学セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08134680A true JPH08134680A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17586126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6277631A Withdrawn JPH08134680A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 固体電解質型電気化学セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08134680A (ja) |
-
1994
- 1994-11-11 JP JP6277631A patent/JPH08134680A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |