JPH088105B2 - 固体電解質形燃料電池 - Google Patents
固体電解質形燃料電池Info
- Publication number
- JPH088105B2 JPH088105B2 JP62200017A JP20001787A JPH088105B2 JP H088105 B2 JPH088105 B2 JP H088105B2 JP 62200017 A JP62200017 A JP 62200017A JP 20001787 A JP20001787 A JP 20001787A JP H088105 B2 JPH088105 B2 JP H088105B2
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- JP
- Japan
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- fuel cell
- electrode
- fuel
- solid oxide
- oxide fuel
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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
- H01M8/1213—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the electrode/electrolyte combination or the supporting material
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体電解質を用いる燃料電池に関する。
燃料電池は燃料が有す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、等温下で連続的に電気エネルギーへ直接
変換する装置で、カルノー効率の制約を受けないため本
質的に高いエネルギー変換効率を有し、更に良好な環境
を保全できることが期待されるなどの特徴を持つてい
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、等温下で連続的に電気エネルギーへ直接
変換する装置で、カルノー効率の制約を受けないため本
質的に高いエネルギー変換効率を有し、更に良好な環境
を保全できることが期待されるなどの特徴を持つてい
る。
又固体電解質形燃料電池は1000℃の高温動作のため電
極反応が極めて活発である。したがつて活性化分極がほ
とんどなく出力電圧が比較的高いうえに、高価な白金な
どの貴金属触媒を全く必要とせずに出力電流もかなり高
いため、エネルギー交換効率が他の型式の燃料電池に比
較して著しく高い。又燃料改質装置を用いることにより
石炭、天然ガスなど多種多様な燃料を用いることができ
る。
極反応が極めて活発である。したがつて活性化分極がほ
とんどなく出力電圧が比較的高いうえに、高価な白金な
どの貴金属触媒を全く必要とせずに出力電流もかなり高
いため、エネルギー交換効率が他の型式の燃料電池に比
較して著しく高い。又燃料改質装置を用いることにより
石炭、天然ガスなど多種多様な燃料を用いることができ
る。
ところで、第２図は従来の固体電解質形燃料電池の断
面図を示したもので、基板４の上に燃料電極５固体電解
質２及び空気電極３が積層されている。
面図を示したもので、基板４の上に燃料電極５固体電解
質２及び空気電極３が積層されている。
しかしながら、約1000℃という動作温度のために、こ
れに適した電極、電解質、インタコネクタなどの材料の
選定が大変難しい。
れに適した電極、電解質、インタコネクタなどの材料の
選定が大変難しい。
その中で燃料電極は燃料及び反応生成物の拡散性が良
いこと、高導電性であることなどが要求される。しかし
現在多用されているNi電極は導電性は良いがガス拡散性
は良好とはいえず、これが濃度過電圧の増大につながつ
ている。
いこと、高導電性であることなどが要求される。しかし
現在多用されているNi電極は導電性は良いがガス拡散性
は良好とはいえず、これが濃度過電圧の増大につながつ
ている。
本発明は上記の問題点を解消し、ガス拡散性に優れ、
高導電性を有する燃料電極を採用することにより、濃度
過電圧を回避し、高エネルギー効率を有する固体電解質
形燃料電池を提供しようとするものである。
高導電性を有する燃料電極を採用することにより、濃度
過電圧を回避し、高エネルギー効率を有する固体電解質
形燃料電池を提供しようとするものである。
本発明は、燃料電極と固体電解質と空気電極とを積層
してなる固体電解質形燃料電池において、燃料電極の形
成に用いられる材料と、基板の形成に用いられる材料と
の混合物の成形体を燃料電極として用いることを特徴と
する固体電解質形燃料電池である。
してなる固体電解質形燃料電池において、燃料電極の形
成に用いられる材料と、基板の形成に用いられる材料と
の混合物の成形体を燃料電極として用いることを特徴と
する固体電解質形燃料電池である。
なお、基板材料は多孔性であり、化学的に安定で熱膨
張率が他の構成材料とほぼ一致するものであればよく、
また、燃料電極材料は電子導電率が大きく、化学的に安
定で、熱膨張率が他の構成材料とほぼ一致するものがよ
い。固体電解質としてイツトリア安定化ジルコニアを用
いるときには、例えば、燃料電極材料としてNi,基板材
料としてカルシア安定化ジルコニアなどを用いることが
できる。
張率が他の構成材料とほぼ一致するものであればよく、
また、燃料電極材料は電子導電率が大きく、化学的に安
定で、熱膨張率が他の構成材料とほぼ一致するものがよ
い。固体電解質としてイツトリア安定化ジルコニアを用
いるときには、例えば、燃料電極材料としてNi,基板材
料としてカルシア安定化ジルコニアなどを用いることが
できる。
また、燃料電極の製造法は、原料粉末を調製して成形
し焼成するもので、多孔性を確保するために原料粉末の
微粒と粗粒を適宜配合する。成形法としては泥しよう鋳
込成形法、押出し成形法、射出成形法などを用いること
ができる。
し焼成するもので、多孔性を確保するために原料粉末の
微粒と粗粒を適宜配合する。成形法としては泥しよう鋳
込成形法、押出し成形法、射出成形法などを用いること
ができる。
第１図は本発明の一具体例である固体電解質形燃料電
池の断面図であり、１は基板材料と燃料電極材料を一体
化した燃料電極であり、２は固体電解質、３は空気電極
である。
池の断面図であり、１は基板材料と燃料電極材料を一体
化した燃料電極であり、２は固体電解質、３は空気電極
である。
Niとカルシア安定化ジルコニアの粉末について、平均
粒径３μｍの微粒と70μｍの粗粒を配合して静水圧下で
成形し、大気中で1400℃で焼結することにより燃料電極
を得た。
粒径３μｍの微粒と70μｍの粗粒を配合して静水圧下で
成形し、大気中で1400℃で焼結することにより燃料電極
を得た。
空気電極はLaCaMnO3を、固体電解質はイツトリア安定
化ジルコニアを用いて、第１図のような積層構造を作つ
た。
化ジルコニアを用いて、第１図のような積層構造を作つ
た。
次に、水素（60％、窒素ベース）と空気をそれぞれの
電極に供給し、1000℃の温度で実験を行なつたところ4.
8W/1スタツクの出力を得た。
電極に供給し、1000℃の温度で実験を行なつたところ4.
8W/1スタツクの出力を得た。
第２図のように基板上に燃料電極を形成した点を除い
て、上記と同一条件で実験を行なつたところ3.3W/1スタ
ツクの出力を得た。上記実施例はこの従来例に比して約
14.5％の出力の増加を得た。
て、上記と同一条件で実験を行なつたところ3.3W/1スタ
ツクの出力を得た。上記実施例はこの従来例に比して約
14.5％の出力の増加を得た。
また、第１図の燃料電極を用いて、メタンの改質反応
性を調べたところ、反応温度1000℃でスチーム／カーボ
ン比を２とする条件の下で、17.9×10-2mol/hr・ｇ・ca
tと高い値を示した。
性を調べたところ、反応温度1000℃でスチーム／カーボ
ン比を２とする条件の下で、17.9×10-2mol/hr・ｇ・ca
tと高い値を示した。
本発明は上記構成を採用することにより、特に、基板
と燃料電極とを一体化することにより、ガスの拡散性を
向上させ、濃度過電圧による出力低下を回避し、高い導
電性を確保することにより、全体として高性能の固体電
解質形燃料電池を得ることができ、燃料内部改質型の燃
料電池の作製をも可能とした。
と燃料電極とを一体化することにより、ガスの拡散性を
向上させ、濃度過電圧による出力低下を回避し、高い導
電性を確保することにより、全体として高性能の固体電
解質形燃料電池を得ることができ、燃料内部改質型の燃
料電池の作製をも可能とした。
第１図は本発明の燃料電池の断面図、第２図は従来のも
のの断面図である。
のの断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】燃料電極と固体電解質と空気電極とを積層
してなる固体電解質形燃料電池において、燃料電極の形
成に用いられる材料と、基板の形成に用いられる材料と
の混合物の成形体を燃料電極として用いることを特徴と
する固体電解質形燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62200017A JPH088105B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | 固体電解質形燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62200017A JPH088105B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | 固体電解質形燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6445059A JPS6445059A (en) | 1989-02-17 |
| JPH088105B2 true JPH088105B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=16417417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62200017A Expired - Fee Related JPH088105B2 (ja) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | 固体電解質形燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088105B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04118861A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-04-20 | Fuji Electric Co Ltd | 固体電解質型燃料電池およびその製造方法 |
| JP3408732B2 (ja) * | 1997-11-07 | 2003-05-19 | 三菱重工業株式会社 | 燃料電池用基体材 |
| DE102014209758A1 (de) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffzellenvorrichtung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61225778A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-07 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 電極製造方法 |
| JPS62296366A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-23 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | サ−メット電極及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-08-12 JP JP62200017A patent/JPH088105B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61225778A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-07 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 電極製造方法 |
| JPS62296366A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-23 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | サ−メット電極及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6445059A (en) | 1989-02-17 |
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