JPH0850899A - Cell for solid electrolyte fuel cell - Google Patents

Cell for solid electrolyte fuel cell

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JPH0850899A
JPH0850899A JP7078992A JP7899295A JPH0850899A JP H0850899 A JPH0850899 A JP H0850899A JP 7078992 A JP7078992 A JP 7078992A JP 7899295 A JP7899295 A JP 7899295A JP H0850899 A JPH0850899 A JP H0850899A
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JP
Japan
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cell
metal
solid electrolyte
electrode
fuel electrode
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JP7078992A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoya Nakanishi
直哉 中西
Seiten Kadowaki
正天 門脇
Hiroyuki Kawamura
博行 河村
Shunsuke Taniguchi
俊輔 谷口
Koji Yasuo
耕司 安尾
Yukinori Akiyama
幸徳 秋山
Toshihiko Saito
俊彦 齋藤
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PURPOSE:To provide a cell for a solid electrolyte fuel cell in which the performance of a fuel electrode does not decrease for a long time by using a brazing filler material which increases wettability of metal and ceramic as the main material of the fuel electrode. CONSTITUTION:A fuel electrode is constituted by using metal, ceramic, and a brazing filler material which increases wettability of the metal and the ceramic as the main material. Since the fuel electrode made of this main material highly maintains the affinity between the metal and the ceramic, drop in performance of the fuel electrode is suppressed and the cell life is lengthened. The brazing filler material is a metal material having an expansion coefficient of 4-14X10<-6>.K<-1>, and at lest one element selected from the group comprising Ti, Nb, Ta, Zr, Mo, and W is preferably used as the main component. An alloy having a thermal expansion coefficient of 10.3-13.3X10<-6>.K<-1> is preferable.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高温型固体電解質燃料電
池に関し、詳しくは固体電解質燃料電池用セルの燃料極
の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high temperature solid electrolyte fuel cell, and more particularly to improvement of a fuel electrode of a cell for a solid electrolyte fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池は、供給されるガスの化学エネ
ルギーを直接電気エネルギーに変換する方式の電池であ
るため、高い発電効率が期待でき、特に固体電解質燃料
電池は、約1000℃という高温で動作させる電池であ
るので、高温廃熱を有効利用することにより一層高い発
電効率が期待できる。よって、リン酸型燃料電池、溶融
炭酸塩型燃料電池に代わる、第三世代の燃料電池とし
て、注目されている。
2. Description of the Related Art A fuel cell is a cell of a type that directly converts chemical energy of a supplied gas into electric energy, so that high power generation efficiency can be expected. Since the battery is operated, higher power generation efficiency can be expected by effectively utilizing the high temperature waste heat. Therefore, it is drawing attention as a third-generation fuel cell that replaces the phosphoric acid fuel cell and the molten carbonate fuel cell.

【0003】ところで、固体電解質燃料電池の基本構造
は、高温下で酸素イオン導電性を有する固体電解質と、
この電解質の両側に燃料極と酸化剤極とがそれぞれ配置
され、更に前記電極に外部から燃料ガスおよび酸化剤ガ
スを連続的に供給できるようにした構造である。そし
て、この電池の発電原理は、酸素イオンが酸化剤極側か
ら電解質中を通過して燃料極側に移動し、燃料極で燃料
ガスと反応してH2 Oと電子(e- )を生成するので、
この電子(e- )を外部回路から酸化剤極に流し、酸素
を酸素イオン(O2-)に変えるとともに、外部回路から
電流を取り出すというものである。この発電原理から、
この種の燃料電池を構成する燃料極の材料は、電子導電
性であることの他、電池動作温度が1000℃程度と高
温のため耐熱性に優れた材料でなければならない。ま
た、濃度分極の効果を減じるとともに、電極反応面積を
大きくするためにガス透過性のよい多孔性材料であるこ
とが望ましい。
By the way, the basic structure of a solid electrolyte fuel cell is a solid electrolyte having oxygen ion conductivity at high temperature,
A fuel electrode and an oxidant electrode are arranged on both sides of the electrolyte, and the fuel gas and the oxidant gas can be continuously supplied to the electrode from the outside. The power generation principle of this battery is that oxygen ions pass from the oxidant electrode side through the electrolyte to the fuel electrode side and react with the fuel gas at the fuel electrode to generate H 2 O and electrons (e ). Because
This electron (e ) is caused to flow from the external circuit to the oxidant electrode to convert oxygen into oxygen ions (O 2− ) and to take out an electric current from the external circuit. From this power generation principle,
The material of the fuel electrode constituting this type of fuel cell must be a material having excellent heat resistance because it is electronically conductive and has a high cell operating temperature of about 1000 ° C. Further, a porous material having good gas permeability is desirable in order to reduce the effect of concentration polarization and increase the electrode reaction area.

【0004】そこで、従来より、このような性質を満た
す電極材料として、例えばニッケル−安定化ジルコニア
サーメットやニッケル−セリア系酸化物サーメットな
ど、金属とセラミックスとを混合したものが使用されて
いる。図5にニッケル・安定化ジルコニアサーメットを
電極材料とした燃料極の平面方向の断面を拡大した模式
図を示す。この燃料極は、図5のようにニッケル12が
重なりあって所謂導電パスを形成し、またセラミックス
13には大小の気孔14、15が存在した電極として好
適な微細構造をしている。よって、高い発電能力を発揮
し得る。
Therefore, conventionally, as an electrode material satisfying such properties, a mixture of metal and ceramics such as nickel-stabilized zirconia cermet or nickel-ceria oxide cermet has been used. FIG. 5 shows an enlarged schematic view of a cross section in a plane direction of a fuel electrode using nickel / stabilized zirconia cermet as an electrode material. As shown in FIG. 5, this fuel electrode has a fine structure suitable for an electrode in which nickel 12 is overlapped to form a so-called conductive path, and ceramics 13 have large and small pores 14 and 15. Therefore, high power generation capacity can be exhibited.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なサーメットを電極材料として用いた従来の燃料極で
は、電池運転の当初においては、電極として好適な構造
が保持されているが、その構成材料であるニッケルとセ
ラミックスとの濡れ性が悪いため、運転時間が長くなる
と1000℃前後の高熱の影響を受け、図6に示すが如
くニッケル粒子が凝集・焼結して粗大粒子化するなどし
て、次第に前記好適な微細構造がくずれる。そして、当
初ニッケル粒子同士が連結して形成していた導電パスが
ニッケル粒子の凝集により切断されるため、電極の導電
率が低下する。また、ニッケルの粗大粒子化は、電極中
にあるニッケルのト−タルな表面積を減少させるので、
結果として燃料極と電解質の境界面近傍に形成される所
謂三相界面(Ni・ガス・固体電解質)の減少を招く。
このような理由から、電池を長期にわたって運転する
と、次第に電極性能が低下するという問題があった。
However, in the conventional fuel electrode using the cermet as the electrode material as described above, the structure suitable for the electrode is maintained at the beginning of the cell operation. Since the wettability between nickel and ceramics is poor, when the operating time is long, it is affected by high heat around 1000 ° C, and nickel particles aggregate and sinter into coarse particles as shown in Fig. 6. As a result, the preferred microstructure gradually collapses. Then, since the conductive path that was initially formed by connecting the nickel particles to each other is cut by the agglomeration of the nickel particles, the conductivity of the electrode decreases. Further, coarsening of nickel reduces the total surface area of nickel in the electrode,
As a result, the so-called three-phase interface (Ni, gas, solid electrolyte) formed near the boundary surface between the fuel electrode and the electrolyte is reduced.
For this reason, there is a problem that when the battery is operated for a long period of time, the electrode performance gradually deteriorates.

【0006】本発明は上記問題を解消し、長期にわたっ
て燃料極の性能が低下しない固体電解質燃料電池用セル
を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a cell for a solid electrolyte fuel cell in which the performance of the fuel electrode does not deteriorate for a long period of time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、固体電解質を介して燃料極と酸
化剤極とが相対向する固体電解質燃料電池用セルにおい
て、前記燃料極が、金属とセラミックスと、電池動作温
度域で前記金属と前記セラミックスとの濡れ性を高める
ろう材と、を主構成材料として構成されたものであるこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 provides a cell for a solid electrolyte fuel cell in which a fuel electrode and an oxidant electrode face each other through a solid electrolyte. It is characterized in that the pole is mainly composed of a metal and a ceramic and a brazing material that enhances the wettability of the metal and the ceramic in a battery operating temperature range.

【0008】請求項2の発明は、前記請求項1記載の固
体電解質燃料電池用セルにおいて、前記金属がニッケル
であり、前記セラミックスが安定化ジルコニア〔但し、
ドーパントとしてCaO、MgO、Y2 3 、Sc2
3 〕、(CeO2 0.8 0. 2 〔但し、XはSm
2 3 、Y2 3 、La2 3 〕、PrOx〔但し、0
<x≦3〕、BaCe1-x x 3-x 〔但し、0< x
≦0.3、MはDy、Gd、Y、Sn、Yb、Ndの何
れか1つ〕より選択されるセラミックス材料からなるも
のであることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the solid electrolyte fuel cell according to the first aspect, the metal is nickel and the ceramic is stabilized zirconia [provided that
CaO, MgO, Y 2 O 3 , Sc 2 O as dopants
3], (CeO 2) 0.8 X 0. 2 [where, X is Sm
2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 ], PrOx [however, 0
<X ≦ 3], BaCe 1-x M x O 3-x [where 0 < x
≦ 0.3, M is any one of Dy, Gd, Y, Sn, Yb, and Nd].

【0009】請求項3の発明は、前記請求項1記載の固
体電解質燃料電池用セルにおいて、前記ろう材が、4〜
14×10-6・K-1の範囲の膨張係数を有する金属材料
であることを特徴とする。請求項4の発明は、前記請求
項3記載の固体電解質燃料電池用セルにおいて、前記ろ
う材が、Ti、Nb、Ta、Zr、Mo、Wからなる群
から1又は2以上選択された金属元素を主成分とする金
属材料であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the cell for a solid electrolyte fuel cell according to the first aspect, the brazing material is 4 to
It is characterized by being a metal material having an expansion coefficient in the range of 14 × 10 −6 · K −1 . A fourth aspect of the present invention is the solid electrolyte fuel cell according to the third aspect, wherein the brazing material is one or more metal elements selected from the group consisting of Ti, Nb, Ta, Zr, Mo and W. It is characterized by being a metal material containing as a main component.

【0010】請求項5の発明は、請求項1記載の固体電
解質燃料電池用セルにおいて、前記ろう材が、10.3
〜13.3×10-6・K-1の範囲の熱膨張係数を有する
合金であることを特徴とする。請求項6の発明は、前記
請求項5記載の固体電解質燃料電池用セルにおいて、前
記ろう材が、Ti−Ni合金、Ti−Mo合金、Ti−
Ni合金からなる群より1つ選択される二成分系の合
金、又はTi−Ni−Mo合金、Ti−Mo−Nb合
金、Ni−Mo−Nb合金からなる群より1つ選択され
る三成分系合金であって、10.3〜13.3×10-6
・K-1の範囲の膨張係数を有するものであることを特徴
とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the solid electrolyte fuel cell of the first aspect, the brazing material is 10.3.
It is characterized by being an alloy having a coefficient of thermal expansion in the range of ˜13.3 × 10 −6 · K −1 . According to a sixth aspect of the present invention, in the cell for a solid electrolyte fuel cell according to the fifth aspect, the brazing material is a Ti-Ni alloy, a Ti-Mo alloy, or a Ti-Ni alloy.
A binary alloy selected from the group consisting of Ni alloys, or a ternary alloy selected from the group consisting of Ti-Ni-Mo alloys, Ti-Mo-Nb alloys and Ni-Mo-Nb alloys. Alloy, 10.3-13.3 × 10 -6
-It is characterized by having an expansion coefficient in the range of K- 1 .

【0011】[0011]

【作用】請求項1記載の発明では、燃料極が金属とセラ
ミックス(以下、サーメットという)と、電池動作温度
で前記金属と前記セラミックスとの濡れ性を高めるろう
材とを主構成材料として構成されている。このような電
極材料からなる燃料極であると、ろう材が金属とセラミ
ックスとの濡れ性を改善し、金属とセラミックスとの親
和性を良好に維持するので、金属とセラミックスとの濡
れ性の悪さに原因する燃料極性能の低下が抑制できる。
よってセル寿命が顕著に向上する。
In the invention of claim 1, the fuel electrode is mainly composed of metal and ceramics (hereinafter referred to as cermet), and a brazing material which enhances the wettability of the metal and the ceramics at a cell operating temperature. ing. In the case of the fuel electrode made of such an electrode material, the brazing material improves the wettability between the metal and the ceramics and maintains the good affinity between the metal and the ceramics. The deterioration of the fuel electrode performance due to
Therefore, the cell life is significantly improved.

【0012】このことを更に説明する。1000℃程の
高い動作温度の電池を長時間運転すると、高温によりサ
ーメット中の金属が半溶融状態となる。ここにおいて、
従来の燃料極では、金属とセラミックスとの濡れ性が悪
いため、半溶融状態となった金属は、セラミックスに対
する親和力より自らの表面張力の方が勝るため、凝集に
より表面積を減少させようとする。このため、固体状態
ではセラミックス中に均一に分散していた金属は、近隣
の金属粒子同士と凝集して粗大粒子化する。金属粒子の
粗大粒子化は、導電パスの切断(導電率の低下)や三相
界面の減少を招くので、電極性能が低下することになる
と考えられる。
This will be described further. When a battery having a high operating temperature of about 1000 ° C. is operated for a long time, the metal in the cermet becomes semi-molten due to the high temperature. put it here,
In the conventional fuel electrode, since the metal and the ceramic have poor wettability, the metal in a semi-molten state has a higher surface tension than the affinity for the ceramic, so that the surface area is reduced by aggregation. Therefore, in the solid state, the metal that is uniformly dispersed in the ceramic aggregates with neighboring metal particles to become coarse particles. It is considered that the coarsening of the metal particles leads to cutting of the conductive path (reduction of conductivity) and reduction of the three-phase interface, so that the electrode performance is deteriorated.

【0013】然るに、サーメットにろう材が配合されて
いると、ろう材が半溶融金属とセラミックスとの親和性
を高めるので、金属が半溶融状態となった場合であって
も、金属粒子同士が凝集することがない。しがたって、
金属粒子同士の凝集・粗大化に原因する導電パスの切断
や三相界面の減少が生じにくい。また、ろう材が、燃料
極と固体、燃料極と集電体との濡れ性を向上させるの
で、これらの電池構成部材との密着性が高まり、燃料極
と各部材間の接触抵抗が低減される。よって、この面か
らもセル性能の向上が図れる。
However, when the brazing material is blended in the cermet, the brazing material enhances the affinity between the semi-molten metal and the ceramics. Therefore, even when the metal is in the semi-molten state, the metal particles are not separated from each other. Does not aggregate. Therefore,
It is unlikely that the conductive paths are cut or the three-phase interface is reduced due to the aggregation and coarsening of metal particles. In addition, since the brazing filler metal improves the wettability between the fuel electrode and the solid and the fuel electrode and the current collector, the adhesiveness with these cell constituent members is increased, and the contact resistance between the fuel electrode and each member is reduced. It Therefore, also from this aspect, the cell performance can be improved.

【0014】このように、請求項1の発明によれば、電
池運転に伴う燃料極の劣化が抑制できるので、長期にわ
たり高いセル性能が維持できる。請求項2の発明では、
請求項1記載の固体電解質燃料電池用セルにおいて、前
記サーメット中の金属をニッケルとし、セラミックスを
安定化ジルコニア〔但し、ドーパントとしてCaO、M
gO、Y2 3 、Sc2 3 〕、(CeO2 0. 8
0.2 〔但し、XはSm2 3 、Y2 3 、La
2 3 〕、PrOx〔但し、0<x≦3〕、BaCe
1-x x 3-x 〔但し、0< x ≦0.3、MはDy、
Gd、Y、Sn、Yb、Ndの何れか1つ〕より選択さ
れるものとした。前記のサーメットにろう材が配合され
た電極材料で構成された燃料極は、サーメットが電極の
ガス透過性、イオン導電性、電子導電性を好適に保持
し、且つろう材がセラミックスとニッケルとの濡れ性を
向上させるように作用するので、高性能で劣化の少ない
燃料極とでき、これにより高い発電効率を有するセルと
成し得る。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the deterioration of the fuel electrode due to the operation of the cell can be suppressed, high cell performance can be maintained for a long period of time. According to the invention of claim 2,
The cell for a solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the metal in the cermet is nickel, and the ceramic is stabilized zirconia (provided that CaO, M as a dopant is used).
gO, Y 2 O 3, Sc 2 O 3 ], (CeO 2) 0. 8 X
0.2 [however, X is Sm 2 O 3 , Y 2 O 3 , La
2 O 3 ], PrOx [where 0 <x ≦ 3], BaCe
1-x M x O 3-x [where 0 < x ≤0.3, M is Dy,
Any one of Gd, Y, Sn, Yb, and Nd]. A fuel electrode composed of an electrode material in which a brazing material is mixed with the cermet, the cermet preferably holds the gas permeability of the electrode, ionic conductivity, and electronic conductivity, and the brazing material is composed of ceramics and nickel. Since it acts to improve the wettability, a fuel electrode with high performance and little deterioration can be obtained, and thereby a cell having high power generation efficiency can be obtained.

【0015】請求項3の発明では、請求項1記載の固体
電解質燃料電池用セルにおいて、前記ろう材を4〜4〜
14×10-6・K-1の膨張係数を有するものとした。こ
の範囲の膨張係数のろう材であると、ニッケルやセラミ
ックスとの膨張率に極端な差がないため、セルの温度変
化に伴うろう材とニッケルやセラミックスとの間に生じ
る熱応力が緩和されるので、熱応力に起因するクラック
等が生じにくいとともに、ろう材がより広範囲の温度で
好適に作用し得る。よって、温度の変動による燃料極の
劣化が効果的に防止できる。
According to a third aspect of the present invention, in the cell for a solid electrolyte fuel cell according to the first aspect, the brazing material is 4 to 4 to
It had a coefficient of expansion of 14 × 10 −6 · K −1 . With a brazing filler metal having an expansion coefficient within this range, there is no extreme difference in the expansion coefficient between nickel and ceramics, so the thermal stress between the brazing filler metal and nickel or ceramics due to temperature changes in the cell is relaxed. Therefore, cracks and the like due to thermal stress are less likely to occur, and the brazing filler metal can suitably act in a wider temperature range. Therefore, the deterioration of the fuel electrode due to the temperature change can be effectively prevented.

【0016】請求項4の発明では、請求項3記載の固体
電解質燃料電池用セルにおいて、前記ろう材が、Ti、
Nb、Ta、Zr、Mo、Wからなる群から1又は2以
上選択された金属元素を主成分とするものとした。この
ような金属はろう材としての効果が高く、また熱膨張係
数はおよそ7〜14×10-6・K-1の範囲にありサーメ
ット構成材料との膨張率の差が小さいものであるので、
電池動作温度において好適にろう材としての機能を発揮
できる。つまり、セル寿命を一層高めることができる。
According to a fourth aspect of the invention, in the solid electrolyte fuel cell of the third aspect, the brazing material is Ti,
A metal element selected from one or more selected from the group consisting of Nb, Ta, Zr, Mo, and W was the main component. Such a metal has a high effect as a brazing filler metal, and has a coefficient of thermal expansion in the range of about 7 to 14 × 10 −6 · K −1 and a small difference in expansion coefficient from the cermet constituent material.
The function as a brazing material can be suitably exhibited at the battery operating temperature. That is, the cell life can be further extended.

【0017】請求項5の発明では、10.3〜13.3
×10-6・K-1の範囲の膨張係数のろう材とした。この
ようなろう材であると、膨張係数がサーメットのそれと
ほぼ同様であるので、燃料極の熱変化によりろう材とサ
ーメット間に発生する熱応力に起因するクラック等が生
じない。また電池動作温度でサーメットとの濡れ性改善
効果が高い。
According to the invention of claim 5, 10.3 to 13.3
A brazing material having an expansion coefficient in the range of × 10 -6 · K -1 was used. With such a brazing filler metal, the expansion coefficient is almost the same as that of the cermet, so that cracks and the like due to the thermal stress generated between the brazing filler metal and the cermet due to the thermal change of the fuel electrode do not occur. Further, the effect of improving the wettability with the cermet is high at the battery operating temperature.

【0018】請求項6の発明では、前記請求項5記載の
固体電解質燃料電池用セルにおいて、前記ろう材が、T
i−Ni合金、Ti−Mo合金、Ti−Ni合金からな
る群より1つ選択される二成分系の合金、又はTi−N
i−Mo合金、Ti−Mo−Nb合金、Ni−Mo−N
b合金からなる群より1つ選択される三成分系合金であ
って、10.3〜13.3×10-6・K-1の範囲の膨張
係数を有するものとした。 複数の金属を合金化する
と、融点や熱膨張係数を適当に調整できる。したがって
前記ろう材は、単独の金属をろう材として用いる場合に
比べ、一層好適に機能するものとできる。つまり、上記
ろう材を配合したサーメットを電極材料として構成した
燃料極は、ろう材が一層有効に作用するため、長期にわ
たり電極性能の劣化の少ないものとなる。
According to a sixth aspect of the invention, in the cell for a solid electrolyte fuel cell according to the fifth aspect, the brazing material is T
Binary alloy selected from the group consisting of i-Ni alloy, Ti-Mo alloy, and Ti-Ni alloy, or Ti-N
i-Mo alloy, Ti-Mo-Nb alloy, Ni-Mo-N
A ternary alloy selected from the group consisting of alloy b and having a coefficient of expansion in the range of 10.3 to 13.3 × 10 −6 · K −1 . When a plurality of metals are alloyed, the melting point and the coefficient of thermal expansion can be adjusted appropriately. Therefore, the brazing material can function more favorably as compared with the case where a single metal is used as the brazing material. That is, in the fuel electrode in which the cermet containing the brazing material is used as the electrode material, the brazing material acts more effectively, and therefore the electrode performance is less deteriorated over a long period of time.

【0019】[0019]

【実施例】本発明を実施例に基づいて具体的に説明す
る。また、本実施例電池と従来電池(比較例)の性能と
を比較することにより、本発明の内容を明らかにする。 〔実施例〕本発明の実施例にかかる固体電解質型燃料電
池の概要を、その断面模式図である図4を元に説明す
る。先ずセル4は、8%イットリアで安定化したジルコ
ニア(YSZ)の緻密な焼成体から成る固体電解質1
(外寸150mm×150mm、厚さ0.2mm)の両側に、ろ
う材を配合したNi−YSZサーメットから成る燃料極
2と,LaSrMnO3 等のペロブスカイト型酸化物に
YSZを混粒して成る酸化剤極3とが配置された構造を
している。そして電池は、前記セル4を一対のセパレー
タ5、6で挟持するとともに、燃料極2とセパレータ5
との間に燃料極側集電体7、酸化剤極3とセパレータ6
との間に酸化剤極側集電体8を、それぞれ介在させた、
また固体電解質1の電極非塗布面とセパレータ5・6と
の間にはシール材9を介在させた構造である。なお、前
記燃料極側集電体7にはNiフェルトを、酸化剤極側集
電体8には繊維状インコネル合金がそれぞれ使用されて
いる。
EXAMPLES The present invention will be specifically described based on examples. Further, the contents of the present invention will be clarified by comparing the performances of the battery of this example and the conventional battery (comparative example). [Example] An outline of a solid oxide fuel cell according to an example of the present invention will be described with reference to FIG. 4 which is a schematic sectional view thereof. First, the cell 4 is a solid electrolyte 1 made of a dense sintered body of zirconia (YSZ) stabilized with 8% yttria.
A fuel electrode 2 made of Ni-YSZ cermet mixed with a brazing material on both sides of the outer dimensions (150 mm x 150 mm, thickness 0.2 mm) and an oxidation formed by mixing YSZ with perovskite type oxide such as LaSrMnO 3. It has a structure in which the agent electrode 3 is arranged. In the battery, the cell 4 is sandwiched between a pair of separators 5 and 6, and the fuel electrode 2 and the separator 5 are arranged.
Between the fuel electrode side current collector 7, the oxidizer electrode 3 and the separator 6
An oxidant electrode side current collector 8 is interposed between
In addition, a sealing material 9 is interposed between the non-electrode coated surface of the solid electrolyte 1 and the separators 5 and 6. The fuel electrode side current collector 7 is made of Ni felt, and the oxidant electrode side current collector 8 is made of fibrous Inconel alloy.

【0020】以下、上記セルの主要構成部材である燃料
極と酸化剤極の作製方法等について説明する。 (燃料極の作成)NiO粉末200重量部と、TiNi
合金粉末20重量部と、Y2 3 安定化ZrO2 粉末1
50重量部と、バインダ(ポリビニルブチラール樹脂)
5重量部と、溶媒(テルピネオール)100重量部とを
各々ボールミルにて十分混合し、スラリー中に含まれた
微小な気泡を減圧下で攪拌除去して、燃料極用スラリー
を作成した。この燃料極用スラリーを、前記固体電解質
1の一方の面に厚さ50μmとなるように塗布し、乾燥
した後、これを空気中1250℃で2時間焼成して固体
電解質表面に燃料極を形成した。
The method for producing the fuel electrode and the oxidant electrode, which are the main constituent members of the cell, will be described below. (Preparation of fuel electrode) 200 parts by weight of NiO powder and TiNi
20 parts by weight of alloy powder and Y 2 O 3 -stabilized ZrO 2 powder 1
50 parts by weight and binder (polyvinyl butyral resin)
5 parts by weight and 100 parts by weight of the solvent (terpineol) were sufficiently mixed in a ball mill, and fine bubbles contained in the slurry were stirred and removed under reduced pressure to prepare a fuel electrode slurry. This fuel electrode slurry was applied to one surface of the solid electrolyte 1 so as to have a thickness of 50 μm, dried and then calcined in air at 1250 ° C. for 2 hours to form a fuel electrode on the solid electrolyte surface. did.

【0021】(酸化剤極の作成)La0.9 Sr0.1 Mn
3 粉末400重量部と、Y2 3 安定化ZrO2 10
0重量部と、バインダ(ポリビニルブチラール樹脂)5
重量部と、溶媒(テルピネオール)70重量部とを各々
ボールミルにて十分混合し、スラリー中に含まれた微小
な気泡を減圧下で攪拌除去して、酸化剤極用スラリーを
作成した。この酸化剤極用スラリーを、片面に燃料極が
形成された上記固体電解質の他方の面に厚さ50μmと
なるように塗布し、乾燥した後、これを空気中1100
℃で4時間焼成し、電解質の他方の面に酸化剤極3を形
成した。なお、これにより固体電解質を挟んで燃料極と
酸化剤極とが形成された構造のセル4が作製できたこと
になる。
(Preparation of oxidizer electrode) La 0.9 Sr 0.1 Mn
400 parts by weight of O 3 powder and Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 10
0 parts by weight and binder (polyvinyl butyral resin) 5
By weight, 70 parts by weight of the solvent and 70 parts by weight of the solvent (terpineol) were sufficiently mixed in a ball mill, and fine bubbles contained in the slurry were removed by stirring under reduced pressure to prepare an oxidizer electrode slurry. This oxidizer electrode slurry was applied to the other surface of the above-mentioned solid electrolyte having a fuel electrode formed on one surface so as to have a thickness of 50 μm, dried, and then dried in air 1100.
It was fired at 4 ° C. for 4 hours to form an oxidant electrode 3 on the other surface of the electrolyte. In this way, the cell 4 having the structure in which the fuel electrode and the oxidant electrode were formed with the solid electrolyte sandwiched could be manufactured.

【0022】(燃料電池の組立)セルの酸化剤極3側に
インコネル合金フェルトからなる集電体8を配置し、さ
らにその上にセパレータ6を配置する。他方、燃料極2
側にNiフェルト7からなる集電体7を配置し、その上
にセパレータ5と配置して、本発明例電池を組み立て
た。
(Assembly of Fuel Cell) A current collector 8 made of Inconel alloy felt is arranged on the side of the oxidizer electrode 3 of the cell, and a separator 6 is further arranged thereon. On the other hand, fuel electrode 2
A current collector 7 made of Ni felt 7 was placed on the side, and a separator 5 was placed on the current collector 7 to assemble the inventive battery.

【0023】この本発明例電池に組み込んだ燃料極を以
下、電極Aと称する。 〔比較例〕燃料極にTiNi粉末を全く添加しないこと
以外は、本発明例電池と同様にして、比較例電池を作製
した。この比較例電池に組み込んだ燃料極を以下、電極
Xと称する。
The fuel electrode incorporated in the battery of the present invention is hereinafter referred to as electrode A. Comparative Example A comparative battery was prepared in the same manner as the inventive battery except that no TiNi powder was added to the fuel electrode. The fuel electrode incorporated in this comparative cell is hereinafter referred to as electrode X.

【0024】〔実験1〕上記本発明例電池と比較例電池
(何れも外寸150mm×150mmの単電池)につい
て、1000℃まで昇温した後、燃料として加湿水素ガ
ス、酸化剤として空気を用い、電流密度300mA/c
2 にて400時間の連続放電を行い、電池運転時間と
電池電圧の関係を調べた。また、前記各電池の燃料極
(A及びX)の導電率を、直流四端子法により経時的に
測定し、電池運転時間と燃料極導電率の関係を調べた。
[Experiment 1] With respect to the above-mentioned inventive battery and comparative battery (both of which are external cells of 150 mm × 150 mm in size), the temperature was raised to 1000 ° C., and then humidified hydrogen gas was used as fuel and air was used as oxidant. , Current density 300mA / c
A continuous discharge was performed at m 2 for 400 hours, and the relationship between the battery operation time and the battery voltage was investigated. Further, the electrical conductivity of the fuel electrodes (A and X) of each cell was measured over time by the DC four-terminal method, and the relationship between the cell operating time and the fuel electrode electrical conductivity was investigated.

【0025】上記実験結果を、図1及び図2にそれぞれ
示す。図1から明らかなように、本発明例電池(実線)
は、比較例電池(破線) に比べ電池の運転当初における
電池電圧が高く、その後も電池電圧の低下が認められな
かった。これに対し比較例電池は、電池運転時間の経過
とともに電池電圧が低下した。
The experimental results are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. As is apparent from FIG. 1, the battery of the present invention (solid line)
Indicates that the battery voltage at the beginning of operation of the battery was higher than that of the comparative battery (broken line), and no decrease in battery voltage was observed thereafter. On the other hand, in the comparative battery, the battery voltage decreased as the battery operating time passed.

【0026】また、図2から、本発明例電池の燃料極A
は、その導電率が電池運転当初と400時間経過後とで
殆ど差がなかった。これに対し比較例電池の燃料極X
は、運転当初において急激に導電率が低下し、その後も
低下傾向が認められた。これらの実験結果は次のような
理由によると考えられる。先ず、比較例電池の電極Xで
は、電池運転当初においては図5に示すが如く、ニッケ
ル(12)により導電パスを形成されるとともに、比較
的大きな気孔15により良好なガス透過性が確保された
好適な電極構造をしていたものが、運転時間の経過とと
もにその微細構造が図6のように変化したためと考えら
れる。即ち、サーメット中のニッケルは1000℃程の
高温の電池動作温度では次第に半溶融状態となるが、電
極XではニッケルとY2 3 安定化ZrO2 との濡れ性
が悪いため、半溶融状態となったニッケル粒子には、前
記Y2 3 安定化ZrO2 との親和力より自らの表面張
力が強いため、凝集して表面積を小さくしようとする力
が働く。このため、ニッケル粒子は、当初サーメット中
に適度に分散し且つ相互に接触し合って所謂導電パスを
形成した状態になっていたが、電池運転時間の経過とと
もに次第に図6の如く近隣にあるニッケル粒子と凝集し
て粗大粒子化する。よって、前記導電パスが切断され、
電極の導電率が低下する。更に、ニッケルの粗大粒子化
はニッケル表面積の減少を招くため、燃料極と固体電解
質との境界近傍に形成されていた三相界面(Ni・ガス
・電解質)の減少を招く。よって、電池運転時間の経過
とともに電極性能が低下し、セル電圧が低下したものと
考えられる。
Further, from FIG. 2, the fuel electrode A of the battery of the present invention is shown.
Had almost no difference in the electric conductivity between the beginning of battery operation and that after 400 hours had elapsed. On the other hand, the fuel electrode X of the comparative cell
The electrical conductivity decreased sharply at the beginning of operation, and the decreasing tendency was recognized thereafter. It is considered that these experimental results are due to the following reasons. First, in the electrode X of the comparative battery, as shown in FIG. 5, at the beginning of the battery operation, a conductive path was formed by nickel (12) and good gas permeability was ensured by the relatively large pores 15. It is considered that the one having a suitable electrode structure changed its fine structure as shown in FIG. 6 with the elapse of the operating time. That is, the nickel in the cermet gradually becomes a semi-molten state at a battery operating temperature as high as about 1000 ° C., but since the electrode X has poor wettability between nickel and Y 2 O 3 -stabilized ZrO 2 , it becomes a semi-molten state. The resulting nickel particles have a higher surface tension than their affinity with the Y 2 O 3 -stabilized ZrO 2, and therefore a force acts to agglomerate to reduce the surface area. For this reason, the nickel particles were initially appropriately dispersed in the cermet and were in contact with each other to form a so-called conductive path, but with the passage of the battery operating time, the nickel particles gradually become closer to each other as shown in FIG. Coagulates with particles to form coarse particles. Therefore, the conductive path is cut,
The conductivity of the electrodes is reduced. Further, the coarsening of nickel causes a decrease in the nickel surface area, resulting in a decrease in the three-phase interface (Ni / gas / electrolyte) formed in the vicinity of the boundary between the fuel electrode and the solid electrolyte. Therefore, it is considered that the electrode performance was lowered and the cell voltage was lowered with the passage of the battery operation time.

【0027】一方、本発明例電池の電極Aでは、ろう材
であるTiNi合金粉末が配合され、図3に示すような
電極構造になっている。図3中、11はTiNi、12
はニッケル、13はY2 3 安定化ZrO2 、14は微
小気孔、15は気孔をそれぞれ示す。図3に示すが如
く、TiNi(11)はニッケルとY2 3 安定化Zr
2 の間に介在しており、ニッケルとY2 3 安定化Z
rO2 との濡れ性を高めるように作用する。よって、電
池動作時にニッケルが半溶融状態となってもニッケルと
2 3 安定化ZrO2 との親和性が保持されているの
で、ニッケルが凝集して粗大粒子化することが抑制さ
れ、これにより電導パスの切断や三相界面の減少等が防
止できるものと考えられる。また、ろう材の濡れ性改善
作用は、燃料極と固体電解質間、燃料極と集電体間の密
着性向上にも寄与する。
On the other hand, the electrode A of the battery of the present invention has the electrode structure as shown in FIG. 3 in which TiNi alloy powder as the brazing material is mixed. In FIG. 3, 11 is TiNi, 12
Indicates nickel, 13 indicates Y 2 O 3 -stabilized ZrO 2 , 14 indicates micropores, and 15 indicates pores. As shown in FIG. 3, TiNi (11) is composed of nickel and Y 2 O 3 stabilized Zr.
It is interposed between O 2 and nickel and Y 2 O 3 stabilizing Z
It acts to improve the wettability with rO 2 . Therefore, even when nickel is in a semi-molten state during battery operation, the affinity between nickel and Y 2 O 3 -stabilized ZrO 2 is retained, and nickel is prevented from agglomerating and becoming coarse particles. Therefore, it is considered that cutting of the conductive path and reduction of the three-phase interface can be prevented. The effect of improving the wettability of the brazing filler metal also contributes to the improvement of the adhesion between the fuel electrode and the solid electrolyte and between the fuel electrode and the current collector.

【0028】即ち、ろう材の上記のような作用により、
電池の運転が長期にわったても燃料極の微細構造が好適
な状態に維持されるため、セル性能の低下が抑制され、
それゆえ電池Aではセル電圧の低下が見られなかったと
考えれる。 (その他の事項)本発明は上記実施例で具体的に記載し
た範囲に限定されるものでないことは勿論である。
That is, by the above-described action of the brazing material,
Since the fine structure of the fuel electrode is maintained in a suitable state even when the battery is in operation for a long period of time, deterioration of cell performance is suppressed,
Therefore, it is considered that the battery A did not show a decrease in cell voltage. (Other Matters) It goes without saying that the present invention is not limited to the scope specifically described in the above embodiments.

【0029】即ち、上記実施例では燃料極の主構成材料
として、Ni−Y2 3 安定化ZrO2 サーメットを使
用したが、電極材料として使用できる公知のサーメット
であって金属とセラミックスとの濡れ性が悪いものの全
ての電極材料が対象となる。なぜなら、本発明はろう材
を配合することにより、金属とセラミックスとの濡れ性
を改善する点に要旨があるからである。上記以外のサー
メットの金属としては例えば、Ru等を用いることがで
き、セラミックス材料としてはCaO、MgO、Y2
3 、Sc2 3 等をドーパントとする各種安定化ジルコ
ニア、(CeO 2 0.8 0.2 〔但し、XはSm
2 3 、Y2 3 、La2 3 〕、PrOx〔但し、0
<x≦3〕、BaCe1-x x 3-x 〔但し、0< x
≦0.3、MはDy、Gd、Y、Sn、Yb、Ndの何
れか1つ〕などを用いることができる。但し、サーメッ
トの金属としては、融点及びコストの点でニッケルを用
いるのが好ましく、セラミックスとしては、コストの点
でY2 3 安定化ZrO2 が特に好ましい。
That is, in the above embodiment, the main constituent material of the fuel electrode
As Ni-Y2O3Stabilized ZrO2Use cermet
Although it was used, a known cermet that can be used as an electrode material
And the wettability between metal and ceramics is poor
All electrode materials are targeted. Because the present invention is a brazing material
By blending, the wettability between metal and ceramics
This is because there is a gist in the point of improving. Other services
As the metal of the met, for example, Ru or the like can be used.
As a ceramic material, CaO, MgO, Y2O
3, Sc2O3Stabilized zirco with other dopants
Near, (CeO 2)0.8X0.2[However, X is Sm
2O3, Y2O3, La2O3], PrOx [however, 0
<X ≦ 3], BaCe1-xMxO3-x[However, 0 <x 
≦ 0.3, M is Dy, Gd, Y, Sn, Yb, Nd
One or the like] can be used. However,
Nickel is used as the metal of the alloy because of its melting point and cost.
It is preferable that the
And Y2O3Stabilized ZrO2Is particularly preferable.

【0030】また、上記実施例ではろう材としてTiN
i合金を使用したが、これに限られるものではなく、本
発明では電池動作温度において物理的、化学的に安定で
且つニッケルとセラミックスとの濡れ性を高めることの
できる各種のろう材が使用可能であるが、ろう材とサー
メットとの熱膨張率の差が大きいと、温度変化が生じた
場合、各材料間の接合面で熱応力が発生してクラック等
が生じる。このため、サーメットの熱膨張係数とろう材
の熱膨張係数が近いのが望ましい。そしてニッケル等の
金属の熱膨張係数はおよそ13〜14×10-6・K-1
ジルコニア等のセラミックスの熱膨張係数はおよそ10
〜11×10-6・K-1であるので、これらの値に本発明
者らの経験を加味すると、およそ4〜14×10-6・K
-1の範囲の熱膨張係数を有する金属材料が使用でき、こ
のような金属材料として、例えば、Ti、Nb、Ta、
Zr、Mo、Wが挙げられる。
In the above embodiment, TiN is used as the brazing material.
Although the i alloy is used, the present invention is not limited to this, and various brazing materials that are physically and chemically stable at the battery operating temperature and can enhance the wettability between nickel and ceramics can be used in the present invention. However, if the difference in the coefficient of thermal expansion between the brazing material and the cermet is large, when a temperature change occurs, thermal stress is generated at the joint surface between the materials, and cracks or the like occur. Therefore, it is desirable that the thermal expansion coefficient of the cermet and the thermal expansion coefficient of the brazing material are close to each other. The coefficient of thermal expansion of a metal such as nickel is approximately 13 to 14 × 10 -6 · K -1 ,
The coefficient of thermal expansion of ceramics such as zirconia is about 10
Since at ~11 × 10 -6 · K -1, when considering the experience of the present inventors on these values, about 4~14 × 10 -6 · K
Metallic materials having a coefficient of thermal expansion in the range of −1 can be used, and examples of such metallic materials include Ti, Nb, Ta,
Examples include Zr, Mo and W.

【0031】但し、熱応力の緩和の点からすると、ろう
材の熱膨張係数は前記ニッケル等の金属の熱膨張係数と
ジルコニア等のセラミックスの熱膨張係数との間にある
のがより好ましい。しかして、前記Ti、Nb、Ta、
Zr、Mo、W等の金属を2種以上組み合わせて合金化
とすると、10〜14×10-6・K-1の熱膨張係数を有
する合金を得ることができ、また合金化によりろう材の
融点が低下し、ニッケルとジルコニアとの濡れ性改善効
果が高まる。よって、前記Ti、Nb、Ta、Zr、M
o、W等の金属を合金化して用いるのがよい。このよう
な合金としては、例えば、Ti−Ni合金、Ti−Mo
合金、Ti−Ni合金からなる群より1つ選択される二
成分系の合金、又はTi−Ni−Mo合金、Ti−Mo
−Nb合金、Ni−Mo−Nb合金からなる群より1つ
選択される三成分系合金を挙げることができる。
However, from the viewpoint of relaxation of thermal stress, it is more preferable that the thermal expansion coefficient of the brazing filler metal lies between the thermal expansion coefficient of the metal such as nickel and the thermal expansion coefficient of the ceramic such as zirconia. Then, the Ti, Nb, Ta,
When two or more metals such as Zr, Mo and W are combined to form an alloy, an alloy having a coefficient of thermal expansion of 10 to 14 × 10 -6 · K -1 can be obtained. The melting point is lowered, and the effect of improving the wettability between nickel and zirconia is enhanced. Therefore, the above Ti, Nb, Ta, Zr, M
It is preferable to alloy and use metals such as o and W. Examples of such alloys include Ti-Ni alloys and Ti-Mo.
Alloys, binary alloys selected from the group consisting of Ti-Ni alloys, Ti-Ni-Mo alloys, Ti-Mo
A ternary alloy selected from the group consisting of —Nb alloy and Ni—Mo—Nb alloy can be given.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明では、電解質と一対の電極からな
る固体電解質燃料電池セルにおいて、燃料極が金属・セ
ラミックスからなるサーメットと、金属とセラミックス
との濡れ性を改善するろう材を添加してなる材料で構成
されている。したがって、本発明によれば、金属とセラ
ミックスとの濡れ性が悪いために発生する現象、即ちニ
ッケル粒子の凝集による導電パスの切断(電極導電率の
低下)、三相界面の減少、電極−電解質,電極−集電体
との密着性の低下などが防止できるので、セルの寿命が
顕著に向上する。したがって、本発明にかかるセルを用
いた場合、高い発電能力を長期にわたって発揮し得る固
体電解質電池が提供できる。
According to the present invention, in a solid electrolyte fuel cell having an electrolyte and a pair of electrodes, a cermet whose fuel electrode is made of metal / ceramic and a brazing material for improving the wettability between the metal and ceramic are added. It is composed of the following materials. Therefore, according to the present invention, a phenomenon caused by poor wettability between metal and ceramics, that is, cutting of a conductive path due to aggregation of nickel particles (decrease in electrode conductivity), decrease in three-phase interface, electrode-electrolyte. Since it is possible to prevent a decrease in adhesion between the electrode and the current collector, the life of the cell is significantly improved. Therefore, when the cell according to the present invention is used, it is possible to provide a solid electrolyte battery that can exhibit high power generation capacity for a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明セルを用いた固体電解質電池における、
電池電圧と運転継続時間との関係を示すグラフである。
FIG. 1 shows a solid electrolyte battery using the cell of the present invention,
It is a graph which shows the relationship between a battery voltage and operation continuation time.

【図2】本発明にかかる燃料極の導電率と運転継続時間
との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the electrical conductivity of the fuel electrode and the operation duration time according to the present invention.

【図3】本発明にかかる燃料極の微細構造を示す断面拡
大模式図である。
FIG. 3 is an enlarged schematic sectional view showing a fine structure of a fuel electrode according to the present invention.

【図4】本発明セルの構造を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing the structure of the cell of the present invention.

【図5】比較例にかかる燃料極の微細構造を示す断面拡
大模式図である。
FIG. 5 is an enlarged schematic cross-sectional view showing a fine structure of a fuel electrode according to a comparative example.

【図6】比較例にかかる燃料極の微細構造が変化した様
を示す断面拡大模式図である。
FIG. 6 is an enlarged schematic sectional view showing how the fine structure of the fuel electrode according to the comparative example is changed.

フロントページの続き (72)発明者 谷口 俊輔 守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機 株式会社内 (72)発明者 安尾 耕司 守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機 株式会社内 (72)発明者 秋山 幸徳 守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機 株式会社内 (72)発明者 齋藤 俊彦 守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機 株式会社内Front page continued (72) Inventor Shunsuke Taniguchi 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kouji Yaseo 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yukinori Akiyama 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toshihiko Saito 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi Sanyo Denki Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質を介して燃料極と酸化剤極と
が相対向する固体電解質燃料電池用セルにおいて、 前記燃料極が、金属とセラミックスと、電池動作温度域
で前記金属と前記セラミックスとの濡れ性を高めるろう
材と、を主構成材料として構成されたものであることを
特徴とする固体電解質燃料電池用セル。
1. A cell for a solid electrolyte fuel cell in which a fuel electrode and an oxidant electrode face each other via a solid electrolyte, wherein the fuel electrode comprises a metal and a ceramic, and the metal and the ceramic in a battery operating temperature range. And a brazing filler metal for increasing the wettability of the solid electrolyte fuel cell.
【請求項2】 前記金属がニッケルであり、前記セラミ
ックスが安定化ジルコニア〔但し、ドーパントとしてC
aO、MgO、Y2 3 、Sc2 3 〕、(CeO2
0.8 0.2 〔但し、XはSm2 3 、Y2 3 、La2
3 〕、PrOx〔但し、0<x≦3〕、BaCe1-x
x 3-x 〔但し、0< x ≦0.3、MはDy、G
d、Y、Sn、Yb、Ndの何れか1つ〕より選択され
るセラミックス材料からなるものであることを特徴とす
る請求項1記載の固体電解質燃料電池用セル。
2. The metal is nickel and the ceramic is stabilized zirconia (provided that C is used as a dopant).
aO, MgO, Y 2 O 3 , Sc 2 O 3 ], (CeO 2 )
0.8 X 0.2 [However, X is Sm 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2
O 3 ], PrOx [where 0 <x ≦ 3], BaCe 1-x
M x O 3-x [where 0 < x ≤ 0.3, M is Dy, G
Any one of d, Y, Sn, Yb, and Nd] is used for the solid electrolyte fuel cell according to claim 1.
【請求項3】 前記ろう材は、4〜14×10-6・K-1
の範囲の膨張係数を有する金属材料であることを特徴と
する請求項1記載の固体電解質燃料電池用セル。
3. The brazing material is 4 to 14 × 10 −6 · K −1.
The cell for a solid electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the cell is a metal material having an expansion coefficient in the range.
【請求項4】 前記ろう材は、Ti、Nb、Ta、Z
r、Mo、Wからなる群から選択される1つ以上の金属
元素を主成分とする金属材料であることを特徴とする請
求項3記載の固体電解質燃料電池用セル。
4. The brazing material is Ti, Nb, Ta, Z.
The cell for a solid electrolyte fuel cell according to claim 3, which is a metal material containing as a main component one or more metal elements selected from the group consisting of r, Mo, and W.
【請求項5】 前記ろう材は、10.3〜13.3×1
-6・K-1の範囲の熱膨張係数を有する合金であること
を特徴とする請求項1記載の固体電解質燃料電池用セ
ル。
5. The brazing material is 10.3 to 13.3 × 1.
The cell for a solid electrolyte fuel cell according to claim 1, which is an alloy having a coefficient of thermal expansion in the range of 0 -6 · K -1 .
【請求項6】 前記ろう材は、Ti−Ni合金、Ti−
Mo合金、Ti−Ni合金からなる群より1つ選択され
る二成分系の合金、又はTi−Ni−Mo合金、Ti−
Mo−Nb合金、Ni−Mo−Nb合金からなる群より
1つ選択される三成分系合金であって、10.3〜1
3.3×10-6・K-1の範囲の膨張係数を有するもので
あることを特徴とする請求項5記載の固体電解質燃料電
池用セル。
6. The brazing material is a Ti—Ni alloy, Ti—
Binary alloy selected from the group consisting of Mo alloys and Ti-Ni alloys, or Ti-Ni-Mo alloys and Ti-
A ternary alloy selected from the group consisting of Mo-Nb alloys and Ni-Mo-Nb alloys, 10.3-1.
The cell for a solid electrolyte fuel cell according to claim 5, which has a coefficient of expansion in the range of 3.3 × 10 -6 · K -1 .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003109651A (en) * 2001-09-28 2003-04-11 Mitsubishi Materials Corp Repair method for solid electrolyte fuel cell
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