JPH09180731A - 固体電解質型燃料電池セル - Google Patents
固体電解質型燃料電池セルInfo
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- JPH09180731A JPH09180731A JP7342257A JP34225795A JPH09180731A JP H09180731 A JPH09180731 A JP H09180731A JP 7342257 A JP7342257 A JP 7342257A JP 34225795 A JP34225795 A JP 34225795A JP H09180731 A JPH09180731 A JP H09180731A
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- Japan
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- solid electrolyte
- region
- air electrode
- grain size
- fuel cell
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- 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
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- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】固体電解質／空気極界面における分極抵抗が大
きくなり、その結果燃料電池セルの出力が低いという問
題があった。 【解決手段】固体電解質層の片面に空気極層、他面に燃
料極層が形成された固体電解質型燃料電池セルであっ
て、前記空気極層は、前記固体電解質層側の表面から深
さ３００μｍ以内の領域におけるセラミック粒子の平均
結晶粒径が、深さ３００μｍより深い領域におけるセラ
ミック粒子の平均結晶粒径よりも小さいことを特徴とす
るもので、固体電解質層側の表面から深さ３００μｍ以
内の領域におけるセラミック粒子の平均結晶粒径をＲ
ｓ、深さ３００μｍより深い領域におけるセラミック粒
子の平均結晶粒径をＲｐとしたとき、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．
０５〜０．８の関係を満足することが望ましい。
きくなり、その結果燃料電池セルの出力が低いという問
題があった。 【解決手段】固体電解質層の片面に空気極層、他面に燃
料極層が形成された固体電解質型燃料電池セルであっ
て、前記空気極層は、前記固体電解質層側の表面から深
さ３００μｍ以内の領域におけるセラミック粒子の平均
結晶粒径が、深さ３００μｍより深い領域におけるセラ
ミック粒子の平均結晶粒径よりも小さいことを特徴とす
るもので、固体電解質層側の表面から深さ３００μｍ以
内の領域におけるセラミック粒子の平均結晶粒径をＲ
ｓ、深さ３００μｍより深い領域におけるセラミック粒
子の平均結晶粒径をＲｐとしたとき、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．
０５〜０．８の関係を満足することが望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解質層の片
面に空気極層、他面に燃料極層が形成され、空気極層側
および燃料極層側に燃料ガスを流通させ発電する固体電
解質型燃料電池セルに関するものである。
面に空気極層、他面に燃料極層が形成され、空気極層側
および燃料極層側に燃料ガスを流通させ発電する固体電
解質型燃料電池セルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミックス材料は、その多機能
性からあらゆる用途に用いられているが、その１つとし
て電気伝導性のセラミックスは、良伝導材料である金属
材料に代わるものとして、金属単体では使用できない分
野において使用されている。その中でも最も期待されて
いるのは、固体電解質型燃料電池セルとしての用途であ
る。従来より、固体電解質型燃料電池セルは、その作動
温度が約１０００℃と高温であるため、発電効率が高
く、第３世代の燃料電池として期待されている。
性からあらゆる用途に用いられているが、その１つとし
て電気伝導性のセラミックスは、良伝導材料である金属
材料に代わるものとして、金属単体では使用できない分
野において使用されている。その中でも最も期待されて
いるのは、固体電解質型燃料電池セルとしての用途であ
る。従来より、固体電解質型燃料電池セルは、その作動
温度が約１０００℃と高温であるため、発電効率が高
く、第３世代の燃料電池として期待されている。
【０００３】一般に、燃料電池セルとしては円筒型と平
板型の２種類の燃料電池セルが知られている。平板型燃
料電池セルは発電の単位体積当り出力密度が高いという
特長を有するが、実用化に際してはガスシ−ル不完全性
やセル内の温度分布の不均一性などの問題がある。それ
に対して、円筒型燃料電池セルでは、出力密度は低いも
のの、セルの機械的強度が高く、またセル内の温度の均
一性が保てるという特長があるため、実用化が大いに期
待されている。
板型の２種類の燃料電池セルが知られている。平板型燃
料電池セルは発電の単位体積当り出力密度が高いという
特長を有するが、実用化に際してはガスシ−ル不完全性
やセル内の温度分布の不均一性などの問題がある。それ
に対して、円筒型燃料電池セルでは、出力密度は低いも
のの、セルの機械的強度が高く、またセル内の温度の均
一性が保てるという特長があるため、実用化が大いに期
待されている。
【０００４】円筒型燃料電池の単セルは、図２に示した
ように開気孔率４０％程度のＣａＯ安定化ＺｒＯ2 を支
持管１とし、その上にスラリ−ディップ法により多孔性
の空気極層２としてＬａＭｎＯ3 系材料を塗布し、その
表面に気相合成法（ＥＶＤ）や、あるいは溶射法により
固体電解質層３であるＹ2 Ｏ3 安定化ＺｒＯ2 膜を被覆
し、さらにこの表面に多孔性のＮｉ−ジルコニアの燃料
極層４を設けて構成されている。
ように開気孔率４０％程度のＣａＯ安定化ＺｒＯ2 を支
持管１とし、その上にスラリ−ディップ法により多孔性
の空気極層２としてＬａＭｎＯ3 系材料を塗布し、その
表面に気相合成法（ＥＶＤ）や、あるいは溶射法により
固体電解質層３であるＹ2 Ｏ3 安定化ＺｒＯ2 膜を被覆
し、さらにこの表面に多孔性のＮｉ−ジルコニアの燃料
極層４を設けて構成されている。
【０００５】燃料電池のモジュ−ルにおいては、各単セ
ルは、ＬａＣｒＯ3 系のインタ−コネクタ５を介して接
続される。集電はこのインタ−コネクタにＮｉフェルト
あるいはＮｉ板を接触させて行われる。また、発電は支
持管内部６に空気（酸素）を、外部７に燃料（水素）を
流し、１０００〜１０５０℃の温度で行われる。近年、
このセル作製の工程においてプロセスを単純化するた
め、空気極材料であるＬａＭｎＯ3 系材料を直接多孔性
の支持管として使用する試みがなされている。空気極と
しての機能を合せ持つ支持管材料としては、Ｌａを１０
〜２０原子％のＣａあるいはＳｒで置換したＬａＭｎＯ
3 固溶体材料が用いられている。
ルは、ＬａＣｒＯ3 系のインタ−コネクタ５を介して接
続される。集電はこのインタ−コネクタにＮｉフェルト
あるいはＮｉ板を接触させて行われる。また、発電は支
持管内部６に空気（酸素）を、外部７に燃料（水素）を
流し、１０００〜１０５０℃の温度で行われる。近年、
このセル作製の工程においてプロセスを単純化するた
め、空気極材料であるＬａＭｎＯ3 系材料を直接多孔性
の支持管として使用する試みがなされている。空気極と
しての機能を合せ持つ支持管材料としては、Ｌａを１０
〜２０原子％のＣａあるいはＳｒで置換したＬａＭｎＯ
3 固溶体材料が用いられている。
【０００６】また、平板型燃料電池の単セルは、円筒型
と同じ材料系を用いて、図３に示したように固体電解質
層８の上面に多孔性の空気極層９を、下面に多孔性の燃
料極層１０を設けて構成されている。単セル間の接続に
は、セパレ−タ１１と呼ばれるＭｇＯやＣａＯを添加し
た緻密質のＬａＣｒＯ3 固溶体材料が用いられる。発電
はセルの空気極側に空気（酸素）、燃料極側に燃料（水
素）を供給して１０００〜１０５０℃の温度で行われ
る。
と同じ材料系を用いて、図３に示したように固体電解質
層８の上面に多孔性の空気極層９を、下面に多孔性の燃
料極層１０を設けて構成されている。単セル間の接続に
は、セパレ−タ１１と呼ばれるＭｇＯやＣａＯを添加し
た緻密質のＬａＣｒＯ3 固溶体材料が用いられる。発電
はセルの空気極側に空気（酸素）、燃料極側に燃料（水
素）を供給して１０００〜１０５０℃の温度で行われ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
空気極層２，９は酸素含有ガスの透過性を大きくするた
め、粒子径を大きくし、一般的には開気孔率を２０〜４
５％，細孔径を１〜５μｍとしている。この様な構造に
おいては、ガスの透過性は優れるもの固体電解質層３，
８との接触面積が小さくなるため固体電解質／空気極界
面における分極抵抗が大きくなり、その結果燃料電池セ
ルの出力が低いという問題があった。
空気極層２，９は酸素含有ガスの透過性を大きくするた
め、粒子径を大きくし、一般的には開気孔率を２０〜４
５％，細孔径を１〜５μｍとしている。この様な構造に
おいては、ガスの透過性は優れるもの固体電解質層３，
８との接触面積が小さくなるため固体電解質／空気極界
面における分極抵抗が大きくなり、その結果燃料電池セ
ルの出力が低いという問題があった。
【０００８】従って、本発明はガスの透過性を失うこと
なく空気極層界面における分極抵抗を低減し、電極性能
の安定した高性能の固体電解質型燃料電池セルを提供す
ることを目的とするものである。
なく空気極層界面における分極抵抗を低減し、電極性能
の安定した高性能の固体電解質型燃料電池セルを提供す
ることを目的とするものである。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは上記の問
題に対して検討を重ねた結果、空気極層の固体電解質層
側の表面から深さ３００μｍ以内の領域におけるセラミ
ック粒子の平均結晶粒径を、深さ３００μｍより深い領
域におけるセラミック粒子の平均結晶粒径よりも相対的
に小さくすることにより、空気極層中のガスの透過性を
失うことなく固体電解質／空気極界面における分極抵抗
を低減できることを見い出し、本発明に至った。
題に対して検討を重ねた結果、空気極層の固体電解質層
側の表面から深さ３００μｍ以内の領域におけるセラミ
ック粒子の平均結晶粒径を、深さ３００μｍより深い領
域におけるセラミック粒子の平均結晶粒径よりも相対的
に小さくすることにより、空気極層中のガスの透過性を
失うことなく固体電解質／空気極界面における分極抵抗
を低減できることを見い出し、本発明に至った。
【００１０】即ち、本発明の固体電解質型燃料電池セル
は、固体電解質層の片面に空気極層、他面に燃料極層が
形成された固体電解質型燃料電池セルであって、前記空
気極層は、前記固体電解質層側の表面から深さ３００μ
ｍ以内の領域におけるセラミック粒子の平均結晶粒径
が、深さ３００μｍより深い領域におけるセラミック粒
子の平均結晶粒径よりも小さいことを特徴とする。ここ
で、固体電解質層側の表面から深さ３００μｍ以内の領
域におけるセラミック粒子の平均結晶粒径をＲｓ、深さ
３００μｍより深い領域におけるセラミック粒子の平均
結晶粒径をＲｐとしたとき、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．０５〜
０．８の関係を満足することが望ましい。
は、固体電解質層の片面に空気極層、他面に燃料極層が
形成された固体電解質型燃料電池セルであって、前記空
気極層は、前記固体電解質層側の表面から深さ３００μ
ｍ以内の領域におけるセラミック粒子の平均結晶粒径
が、深さ３００μｍより深い領域におけるセラミック粒
子の平均結晶粒径よりも小さいことを特徴とする。ここ
で、固体電解質層側の表面から深さ３００μｍ以内の領
域におけるセラミック粒子の平均結晶粒径をＲｓ、深さ
３００μｍより深い領域におけるセラミック粒子の平均
結晶粒径をＲｐとしたとき、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．０５〜
０．８の関係を満足することが望ましい。
【００１１】
【作用】従来の空気極層は、円筒型および平板型燃料電
池セルとも酸素含有ガスの透過性を大きくするため、粒
子径を大きくし、一般的には開気孔率を２０〜４５％，
細孔径を１〜５μｍとしている。この様な構造において
は、ガスの透過性は優れるもの、粒子径が大きいため固
体電解質／空気極／ガスとの３相界面が少ないため分極
抵抗が大きくなり、その結果燃料電池セルの出力が低
い。
池セルとも酸素含有ガスの透過性を大きくするため、粒
子径を大きくし、一般的には開気孔率を２０〜４５％，
細孔径を１〜５μｍとしている。この様な構造において
は、ガスの透過性は優れるもの、粒子径が大きいため固
体電解質／空気極／ガスとの３相界面が少ないため分極
抵抗が大きくなり、その結果燃料電池セルの出力が低
い。
【００１２】本発明では、空気極層の固体電解質層側の
表面から深さ３００μｍ以内の領域におけるセラミック
粒子の平均結晶粒径を、固体電解質層側の表面から深さ
３００μｍ以内の領域におけるセラミック粒子の平均結
晶粒径を、深さ３００μｍより深い領域におけるセラミ
ック粒子の平均結晶粒径よりも相対的に小さくすること
により、空気極層中のガスの透過性を失うことなく、固
体電解質／空気極界面における分極抵抗を低減できる。
このような構造の空気極層の形成方法は、特殊な装置を
必要とせず、従来のスラリ−ディップ法やドクタ−ブレ
ード法を応用することにより容易に行うことができるた
め極めて経済的である。
表面から深さ３００μｍ以内の領域におけるセラミック
粒子の平均結晶粒径を、固体電解質層側の表面から深さ
３００μｍ以内の領域におけるセラミック粒子の平均結
晶粒径を、深さ３００μｍより深い領域におけるセラミ
ック粒子の平均結晶粒径よりも相対的に小さくすること
により、空気極層中のガスの透過性を失うことなく、固
体電解質／空気極界面における分極抵抗を低減できる。
このような構造の空気極層の形成方法は、特殊な装置を
必要とせず、従来のスラリ−ディップ法やドクタ−ブレ
ード法を応用することにより容易に行うことができるた
め極めて経済的である。
【００１３】また、固体電解質層側の表面から深さ３０
０μｍ以内の領域におけるセラミック粒子の平均結晶粒
径をＲｓ、深さ３００μｍより深い領域におけるセラミ
ック粒子の平均結晶粒径をＲｐとすると、Ｒｓ／Ｒｐ＝
０．０５〜０．８の関係を満足する場合には、空気極層
中のガスの透過性をさらに向上するとともに、固体電解
質／空気極界面における分極抵抗をさらに低減できる。
０μｍ以内の領域におけるセラミック粒子の平均結晶粒
径をＲｓ、深さ３００μｍより深い領域におけるセラミ
ック粒子の平均結晶粒径をＲｐとすると、Ｒｓ／Ｒｐ＝
０．０５〜０．８の関係を満足する場合には、空気極層
中のガスの透過性をさらに向上するとともに、固体電解
質／空気極界面における分極抵抗をさらに低減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の固体電解質型燃料電池セ
ルは、空気極層が、固体電解質層との当接面から深さ３
００μｍの領域（以下、小粒径領域という。）と、この
領域以外の燃料ガスが容易に流通する領域（以下、大粒
径領域という。）とからなるとともに、固体電解質層側
の表面から深さ３００μｍ以内の領域におけるセラミッ
ク粒子の平均結晶粒径が、深さ３００μｍより深い領域
におけるセラミック粒子の平均結晶粒径よりも小さいこ
とを特徴とする。
ルは、空気極層が、固体電解質層との当接面から深さ３
００μｍの領域（以下、小粒径領域という。）と、この
領域以外の燃料ガスが容易に流通する領域（以下、大粒
径領域という。）とからなるとともに、固体電解質層側
の表面から深さ３００μｍ以内の領域におけるセラミッ
ク粒子の平均結晶粒径が、深さ３００μｍより深い領域
におけるセラミック粒子の平均結晶粒径よりも小さいこ
とを特徴とする。
【００１５】空気極層において平均結晶粒径が大粒径領
域より小さい領域（小粒径領域）を固体電解質／空気極
界面より深さ３００μｍ以内と限定したのは、この平均
結晶粒径が小さい領域が固体電解質層との当接面より深
さ３００μｍを越えると、ガスの透過性が小さくなりセ
ルの出力密度が低下するためである。特に好ましい範囲
は５〜５０μｍである。
域より小さい領域（小粒径領域）を固体電解質／空気極
界面より深さ３００μｍ以内と限定したのは、この平均
結晶粒径が小さい領域が固体電解質層との当接面より深
さ３００μｍを越えると、ガスの透過性が小さくなりセ
ルの出力密度が低下するためである。特に好ましい範囲
は５〜５０μｍである。
【００１６】また、小粒径領域の平均結晶粒径をＲｓ、
その他の領域である大粒径領域の平均結晶粒径をＲｐと
すると、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．０５〜０．８を満足する範囲
が好ましい。このＲｓ／Ｒｐが０．０５より小さくなる
と、空気極層と固体電解質層との反応性が大きくなり、
またＲｓ／Ｒｐが０．８を越えると分極抵抗が大きくな
り、いずれの場合もセルの出力密度が低下する。特に好
ましい範囲はＲｓ／Ｒｐ＝０．３〜０．６である。本発
明の空気極材料は、その主結晶相の一般式が、（Ａm Ｂ
1-m ）z （Ｍｎ1- n Ｃn ）Ｏx （ｘは３±δ）で表され
るものが望ましい。ここで、ＡはＹおよび希土類元素の
群から選ばれた少なくとも１種の元素、ＢはＣａ、Ｂａ
およびＳｒのアルカリ土類元素の群から選ばれた少なく
とも１種の元素、ＣはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｅお
よびＺｒの群から選ばれた少なくとも１種の元素であ
り、式中のｍ、ｎおよびｚが、０．１０≦ｍ≦０．９
０、０≦ｎ≦０．５０、０．８０≦ｚ≦１．１０を満足
することが好ましい。
その他の領域である大粒径領域の平均結晶粒径をＲｐと
すると、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．０５〜０．８を満足する範囲
が好ましい。このＲｓ／Ｒｐが０．０５より小さくなる
と、空気極層と固体電解質層との反応性が大きくなり、
またＲｓ／Ｒｐが０．８を越えると分極抵抗が大きくな
り、いずれの場合もセルの出力密度が低下する。特に好
ましい範囲はＲｓ／Ｒｐ＝０．３〜０．６である。本発
明の空気極材料は、その主結晶相の一般式が、（Ａm Ｂ
1-m ）z （Ｍｎ1- n Ｃn ）Ｏx （ｘは３±δ）で表され
るものが望ましい。ここで、ＡはＹおよび希土類元素の
群から選ばれた少なくとも１種の元素、ＢはＣａ、Ｂａ
およびＳｒのアルカリ土類元素の群から選ばれた少なく
とも１種の元素、ＣはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｅお
よびＺｒの群から選ばれた少なくとも１種の元素であ
り、式中のｍ、ｎおよびｚが、０．１０≦ｍ≦０．９
０、０≦ｎ≦０．５０、０．８０≦ｚ≦１．１０を満足
することが好ましい。
【００１７】空気極層の材料としてｍ、ｎ、ｚを上記の
範囲に限定した理由は、ＹおよびＹｂ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｎ
ｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｃｅの希土類元素に対す
るアルカリ土類元素であるＣａ、Ｓｒ、Ｂａの置換比率
ｍが０．１０より小さいと電気伝導度が小さくなる傾向
があり、電極材料としての機能が低下する。また、ｍが
０．９０より大きいと焼結が促進され、１０００℃での
長時間発電において電極が緻密化し電極性能が低下する
ためである。
範囲に限定した理由は、ＹおよびＹｂ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｎ
ｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｃｅの希土類元素に対す
るアルカリ土類元素であるＣａ、Ｓｒ、Ｂａの置換比率
ｍが０．１０より小さいと電気伝導度が小さくなる傾向
があり、電極材料としての機能が低下する。また、ｍが
０．９０より大きいと焼結が促進され、１０００℃での
長時間発電において電極が緻密化し電極性能が低下する
ためである。
【００１８】また、本発明の空気極材料は、前記一般式
で示されるようにＡＢＯ3 型ペロブスカイト型結晶構造
を呈するもので、この結晶のＡサイトとＢサイトの原子
比率ｚが０．８０までの不定比系においても同様な結果
が得られるが、これはその格子欠陥構造が定比系に類似
しているためである。しかし、このｚが０．８より小さ
くなるとＭｎ2 Ｏ3 等の第２成分の析出が起こり焼結が
促進され、電極性能が低下するためである。また、Ｍｎ
に対するＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｚｒの置換比
率ｎが０．５０を越えると焼結性が悪くなり、１６５０
℃以上の温度でないと焼結が困難なため、経済的に不利
となる。上記組成式においてｍ、ｎおよびｚの好ましい
範囲は、０．４０≦ｍ≦０．６０、０≦ｎ≦０．２０、
０．９５≦ｚ≦１．００である。
で示されるようにＡＢＯ3 型ペロブスカイト型結晶構造
を呈するもので、この結晶のＡサイトとＢサイトの原子
比率ｚが０．８０までの不定比系においても同様な結果
が得られるが、これはその格子欠陥構造が定比系に類似
しているためである。しかし、このｚが０．８より小さ
くなるとＭｎ2 Ｏ3 等の第２成分の析出が起こり焼結が
促進され、電極性能が低下するためである。また、Ｍｎ
に対するＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｚｒの置換比
率ｎが０．５０を越えると焼結性が悪くなり、１６５０
℃以上の温度でないと焼結が困難なため、経済的に不利
となる。上記組成式においてｍ、ｎおよびｚの好ましい
範囲は、０．４０≦ｍ≦０．６０、０≦ｎ≦０．２０、
０．９５≦ｚ≦１．００である。
【００１９】また、本発明の空気極は上述のペロブスカ
イト型結晶を主結晶とし、第２結晶相としてＹおよびＬ
ａを除くＹｂ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、
Ｐｒ、Ｃｅの希土類元素からなる酸化物およびＺｒ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ｃｒを含有する酸化物が０．０１〜１０重量
％、特に好ましくは１〜５重量％の割合で分散含有して
もよい。これらの酸化物を含有することにより発電中に
おける空気極の焼結による収縮を抑制することができ
る。
イト型結晶を主結晶とし、第２結晶相としてＹおよびＬ
ａを除くＹｂ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、
Ｐｒ、Ｃｅの希土類元素からなる酸化物およびＺｒ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ｃｒを含有する酸化物が０．０１〜１０重量
％、特に好ましくは１〜５重量％の割合で分散含有して
もよい。これらの酸化物を含有することにより発電中に
おける空気極の焼結による収縮を抑制することができ
る。
【００２０】第２結晶相は２粒子界面に数１０〜５００
ｎｍの大きさで、また３重点のネックと呼ばれる部分に
おいては、、０．１〜５μｍの大きさで存在すると特に
効果的である。第２結晶相は主結晶成分を若干固溶する
ことがあるが、結晶構造が変化しなければ特に問題はな
い。また、焼成条件により第２結晶相の一部がＹＭｎＯ
3 ，ＹｂＭｎＯ3 のような複合酸化物で析出する場合も
あるが、主結晶相および第２結晶相の組成および比率が
上記の範囲を満足すれば特に問題はない。
ｎｍの大きさで、また３重点のネックと呼ばれる部分に
おいては、、０．１〜５μｍの大きさで存在すると特に
効果的である。第２結晶相は主結晶成分を若干固溶する
ことがあるが、結晶構造が変化しなければ特に問題はな
い。また、焼成条件により第２結晶相の一部がＹＭｎＯ
3 ，ＹｂＭｎＯ3 のような複合酸化物で析出する場合も
あるが、主結晶相および第２結晶相の組成および比率が
上記の範囲を満足すれば特に問題はない。
【００２１】さらに、本発明の空気極は不純物としてＡ
ｌ、Ｓｉの含有量の総和が金属換算で１０００ｐｐｍ以
下、特に６００ｐｐｍ以下であることが望ましい。これ
はＡｌとＳｉの含有量の総和が１０００ｐｐｍを越える
と、電気伝導度が低下し空気極としてに機能を果たさな
くなる。
ｌ、Ｓｉの含有量の総和が金属換算で１０００ｐｐｍ以
下、特に６００ｐｐｍ以下であることが望ましい。これ
はＡｌとＳｉの含有量の総和が１０００ｐｐｍを越える
と、電気伝導度が低下し空気極としてに機能を果たさな
くなる。
【００２２】次に本発明の空気極層の作製方法について
説明する。本発明の空気極層は図１に示したように、固
体電解質層３０との当接面から深さ３００μｍ以下の小
さな結晶粒径を有する小粒径領域３１と、この小粒径領
域３１よりも相対的に大きな結晶粒子径を有し、燃料ガ
スが流通する大粒径領域３３とから構成されている。
説明する。本発明の空気極層は図１に示したように、固
体電解質層３０との当接面から深さ３００μｍ以下の小
さな結晶粒径を有する小粒径領域３１と、この小粒径領
域３１よりも相対的に大きな結晶粒子径を有し、燃料ガ
スが流通する大粒径領域３３とから構成されている。
【００２３】小粒径領域３１は同一粒子径からなる結晶
で構成しても、あるいは固体電解質層３０に向かって序
々に結晶粒子径を小さくするように構成しても良い。い
ずれの方法においても、小粒径領域３１の平均結晶粒径
を、その他の部分の大粒径領域３３よりも小さくする必
要がある。
で構成しても、あるいは固体電解質層３０に向かって序
々に結晶粒子径を小さくするように構成しても良い。い
ずれの方法においても、小粒径領域３１の平均結晶粒径
を、その他の部分の大粒径領域３３よりも小さくする必
要がある。
【００２４】小粒径領域３１のセラミック粒子の平均結
晶粒径をＲｓ、大粒径領域３３のセラミック粒子の平均
結晶粒径をＲｐとすると、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．０５〜０．
８の関係を満足することが望ましい。特に、ガスの透過
性と分極の観点からＲｓ／Ｒｐ＝０．３〜０．６の関係
を満足することが望ましい。
晶粒径をＲｓ、大粒径領域３３のセラミック粒子の平均
結晶粒径をＲｐとすると、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．０５〜０．
８の関係を満足することが望ましい。特に、ガスの透過
性と分極の観点からＲｓ／Ｒｐ＝０．３〜０．６の関係
を満足することが望ましい。
【００２５】本発明の空気極材料は、前記一般式で表さ
れる金属成分の酸化物、炭酸化物、水酸化物等を出発原
料とし、これをボールミル、振動ミル等の周知の方法に
より混合粉砕し、大気中またはＡｒ中等の不活性雰囲気
中で１０００〜１５００℃で１〜５時間仮焼して得られ
る。上記製造方法においては、原料粉末としてＡｌおよ
びＳｉ量が少ない原料を選択する他、ＡｌおよびＳｉの
混入が極力少なくなるようにミル混合、粉砕の際のメデ
ィアについてはジルコニアやマグネシア製の容器やボー
ルを用いることが望ましい。
れる金属成分の酸化物、炭酸化物、水酸化物等を出発原
料とし、これをボールミル、振動ミル等の周知の方法に
より混合粉砕し、大気中またはＡｒ中等の不活性雰囲気
中で１０００〜１５００℃で１〜５時間仮焼して得られ
る。上記製造方法においては、原料粉末としてＡｌおよ
びＳｉ量が少ない原料を選択する他、ＡｌおよびＳｉの
混入が極力少なくなるようにミル混合、粉砕の際のメデ
ィアについてはジルコニアやマグネシア製の容器やボー
ルを用いることが望ましい。
【００２６】第２結晶相を形成するＹおよびＬａを除く
Ｙｂ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｃ
ｅの希土類元素からなる酸化物およびＺｒ、Ｔｉ、Ｎ
ｉ、Ｃｒを含有する酸化物については、予め酸化物、炭
酸化物、水酸化物等の形で出発原料中に添加してもよい
し、あるいはペロブスカイト結晶からなる酸化物を合成
した後、所定の析出量となるように添加してもよい。
Ｙｂ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｃ
ｅの希土類元素からなる酸化物およびＺｒ、Ｔｉ、Ｎ
ｉ、Ｃｒを含有する酸化物については、予め酸化物、炭
酸化物、水酸化物等の形で出発原料中に添加してもよい
し、あるいはペロブスカイト結晶からなる酸化物を合成
した後、所定の析出量となるように添加してもよい。
【００２７】本発明の円筒型の固体電解質型燃料電池セ
ルは、先ず、異なる粒径を有する粉末を水などを溶媒と
して分散させた２種類のスラリ−を作製し、多孔質で非
電子伝導性の支持管を大きい粒径を有するスラリー中に
ディップした後、小さい粒径を有するスラリー中に支持
管をディップし、焼き付けることにより、支持管の表面
に大粒径領域，小粒径領域を順次形成し、支持管の表面
に空気極を形成する。
ルは、先ず、異なる粒径を有する粉末を水などを溶媒と
して分散させた２種類のスラリ−を作製し、多孔質で非
電子伝導性の支持管を大きい粒径を有するスラリー中に
ディップした後、小さい粒径を有するスラリー中に支持
管をディップし、焼き付けることにより、支持管の表面
に大粒径領域，小粒径領域を順次形成し、支持管の表面
に空気極を形成する。
【００２８】スラリー中にディップする代わりに、支持
管の表面に溶射法により順次大粒径領域，小粒径領域を
形成しても良い。
管の表面に溶射法により順次大粒径領域，小粒径領域を
形成しても良い。
【００２９】また、他の方法として、ドクタ−ブレ−ド
法で異なる粒径を有する２種類のグリ−ンシ−トを作製
して、前記支持管の表面に、大きい粒径を有するグリー
ンシートを積層した後、小さい粒径を有するグリーンシ
ートを積層し、焼成することにより、支持管の表面に大
粒径領域３３、小粒径領域３１を順次形成し、空気極３
０を形成しても良い。この場合には、小粒径領域３１を
形成するグリーンシートの表面に固体電解質層を形成す
るグリーンシートを積層した後、同時焼成しても良い。
経済的な面からこの方法が優れている。
法で異なる粒径を有する２種類のグリ−ンシ−トを作製
して、前記支持管の表面に、大きい粒径を有するグリー
ンシートを積層した後、小さい粒径を有するグリーンシ
ートを積層し、焼成することにより、支持管の表面に大
粒径領域３３、小粒径領域３１を順次形成し、空気極３
０を形成しても良い。この場合には、小粒径領域３１を
形成するグリーンシートの表面に固体電解質層を形成す
るグリーンシートを積層した後、同時焼成しても良い。
経済的な面からこの方法が優れている。
【００３０】さらに、他の方法として、大粒径領域を形
成するバルク体あるいは成形体を押出成形やプレス成形
により形成した後、このバルク体あるいは成形体を、こ
れらの粒径よりも小さい粒径を有するスラリー中にディ
ップすることにより、あるいは、バルク体あるいは成形
体の表面にこれらの粒径よりも小さい粒径を有するグリ
ーンシートを積層し、焼成することにより得られる。こ
の場合にも、上記したように、固体電解質層を形成する
グリーンシートを積層した後、同時焼成しても良い。
成するバルク体あるいは成形体を押出成形やプレス成形
により形成した後、このバルク体あるいは成形体を、こ
れらの粒径よりも小さい粒径を有するスラリー中にディ
ップすることにより、あるいは、バルク体あるいは成形
体の表面にこれらの粒径よりも小さい粒径を有するグリ
ーンシートを積層し、焼成することにより得られる。こ
の場合にも、上記したように、固体電解質層を形成する
グリーンシートを積層した後、同時焼成しても良い。
【００３１】本発明においては、大粒径領域３３は、ガ
スの透過性の観点から．開気孔率としては２０〜４５
％，平均細孔径としては、１〜５μｍ、特に１．５〜３
μｍの範囲が優れる。
スの透過性の観点から．開気孔率としては２０〜４５
％，平均細孔径としては、１〜５μｍ、特に１．５〜３
μｍの範囲が優れる。
【００３２】本発明の固体電解質型燃料電池セルの製造
方法について詳述する。本発明の固体電解質型燃料電池
セルは、図２に示されるような円筒型燃料電池セルで
は、例えば１０〜２０モル％ＣａＯあるいは８〜２０モ
ル％Ｙ2 Ｏ3 ，Ｙｂ2 Ｏ3 含有のＺｒＯ2 からなる多孔
質で非電子伝導性の支持管の表面に、本発明の空気極を
形成する。あるいは支持管を形成することなく、支持管
としての機能を有する空気極を形成する。この方法は経
済的である。空気極の形成は、多孔質の支持管表面に上
述のスラリ−ディップ、溶射法等、上記した方法で形成
される。
方法について詳述する。本発明の固体電解質型燃料電池
セルは、図２に示されるような円筒型燃料電池セルで
は、例えば１０〜２０モル％ＣａＯあるいは８〜２０モ
ル％Ｙ2 Ｏ3 ，Ｙｂ2 Ｏ3 含有のＺｒＯ2 からなる多孔
質で非電子伝導性の支持管の表面に、本発明の空気極を
形成する。あるいは支持管を形成することなく、支持管
としての機能を有する空気極を形成する。この方法は経
済的である。空気極の形成は、多孔質の支持管表面に上
述のスラリ−ディップ、溶射法等、上記した方法で形成
される。
【００３３】その後、８〜２０モル％Ｙ2 Ｏ3 ，Ｙｂ2
Ｏ3 含有のＺｒＯ2 あるい８〜２０モル％ＣａＯまたは
Ｙ2 Ｏ3 ，Ｙｂ2 Ｏ3 、Ｎｄ2 Ｏ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 含有の
固体電解質層を気相合成法やあるいは溶射法により形成
し、さらにその表面に燃料極層として６０〜９０重量％
Ｎｉ含むＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 サ−メットを形成すること
により作製する。
Ｏ3 含有のＺｒＯ2 あるい８〜２０モル％ＣａＯまたは
Ｙ2 Ｏ3 ，Ｙｂ2 Ｏ3 、Ｎｄ2 Ｏ3 、Ｇｄ2 Ｏ3 含有の
固体電解質層を気相合成法やあるいは溶射法により形成
し、さらにその表面に燃料極層として６０〜９０重量％
Ｎｉ含むＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 サ−メットを形成すること
により作製する。
【００３４】また、上記したように、空気極層をグリー
ンシートにより作製したり、あるいは押出成形，プレス
成形法により作製し、この表面に固体電解質層を形成す
るグリーンシートを積層し、同時焼成しても得られる。
ンシートにより作製したり、あるいは押出成形，プレス
成形法により作製し、この表面に固体電解質層を形成す
るグリーンシートを積層し、同時焼成しても得られる。
【００３５】一方、平板型セルは円筒型セルと同じ材料
を用いて、押し出し成形法、ドクタ−ブレ−ド法、プレ
ス成形法により作製した固体電解質表面の一方の面に空
気極を、他方の面に燃料極をスクリ−ン印刷等で作製し
た後焼き付けを行なうことにより得られる。
を用いて、押し出し成形法、ドクタ−ブレ−ド法、プレ
ス成形法により作製した固体電解質表面の一方の面に空
気極を、他方の面に燃料極をスクリ−ン印刷等で作製し
た後焼き付けを行なうことにより得られる。
【００３６】
実施例１ 純度９９．９％以上の平均結晶粒径が０．１〜１０μｍ
のＬａ0.9 Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 、Ｌａ0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3
ＭｎＯ3 、Ｎｄ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 、Ｙ0.9Ｓｒ0.1
ＭｎＯ3 、Ｙ0.9 Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 の各粉末と、１０モ
ル％Ｙ2 Ｏ3 を含有するＺｒＯ2 （ＹＳＺ）粉末と、８
０重量％Ｎｉを含むＺｒＯ2 （１０モル％Ｙ2 Ｏ3 含
有）粉末をそれぞれ準備し、これらに水を添加してそれ
ぞれのスラリーを作製した。
のＬａ0.9 Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 、Ｌａ0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3
ＭｎＯ3 、Ｎｄ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 、Ｙ0.9Ｓｒ0.1
ＭｎＯ3 、Ｙ0.9 Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 の各粉末と、１０モ
ル％Ｙ2 Ｏ3 を含有するＺｒＯ2 （ＹＳＺ）粉末と、８
０重量％Ｎｉを含むＺｒＯ2 （１０モル％Ｙ2 Ｏ3 含
有）粉末をそれぞれ準備し、これらに水を添加してそれ
ぞれのスラリーを作製した。
【００３７】まず、ＹＳＺ粉末を用いたスラリーを成形
し、１５００℃で３時間焼成して直径３０ｍｍ、厚み
０．３ｍｍの固体電解質層を作製した。この固体電解質
層の片面に平均結晶粒径が０．１〜１０μｍのＬａ0.9
Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 、Ｌａ0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3 ＭｎＯ3 、
Ｎｄ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 、Ｙ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 、
Ｙ0.9 Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 粉末を用いたスラリーを、小粒
径領域が熱処理後表１に示す平均結晶粒径および厚みに
なるように塗布し、また他の面に８０重量％Ｎｉを含む
ＺｒＯ2 （１０モル％Ｙ2 Ｏ3 含有）粉末を用いたスラ
リーを熱処理後５０μｍの厚みなるように塗布して、大
気中１１００℃で１時間熱処理して焼き付け、小粒径領
域と燃料極をそれぞれ形成した。
し、１５００℃で３時間焼成して直径３０ｍｍ、厚み
０．３ｍｍの固体電解質層を作製した。この固体電解質
層の片面に平均結晶粒径が０．１〜１０μｍのＬａ0.9
Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 、Ｌａ0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3 ＭｎＯ3 、
Ｎｄ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 、Ｙ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 、
Ｙ0.9 Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 粉末を用いたスラリーを、小粒
径領域が熱処理後表１に示す平均結晶粒径および厚みに
なるように塗布し、また他の面に８０重量％Ｎｉを含む
ＺｒＯ2 （１０モル％Ｙ2 Ｏ3 含有）粉末を用いたスラ
リーを熱処理後５０μｍの厚みなるように塗布して、大
気中１１００℃で１時間熱処理して焼き付け、小粒径領
域と燃料極をそれぞれ形成した。
【００３８】さらに空気極の小粒径領域の表面には、平
均結晶粒径が１０μｍのＬａ0.9 Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 、Ｌ
ａ0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3 ＭｎＯ3 、Ｎｄ0.9 Ｓｒ0.1 Ｍｎ
Ｏ3、Ｙ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 粉末を用いたスラリー
を、表１に示す厚みになるように塗布して、同様に１１
００℃で１時間焼き付けて結晶粒子径の大きな大粒径領
域を形成し、平板型の固体電解質型燃料電池セルを作製
した。
均結晶粒径が１０μｍのＬａ0.9 Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 、Ｌ
ａ0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3 ＭｎＯ3 、Ｎｄ0.9 Ｓｒ0.1 Ｍｎ
Ｏ3、Ｙ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3 粉末を用いたスラリー
を、表１に示す厚みになるように塗布して、同様に１１
００℃で１時間焼き付けて結晶粒子径の大きな大粒径領
域を形成し、平板型の固体電解質型燃料電池セルを作製
した。
【００３９】この後、空気極側に酸素を、燃料極側に水
素を流して１０００℃で発電を行いその出力密度を求め
た。また、平均結晶粒径および厚みは走査型電子顕微鏡
を用いて測定した。結果を表１に示す。
素を流して１０００℃で発電を行いその出力密度を求め
た。また、平均結晶粒径および厚みは走査型電子顕微鏡
を用いて測定した。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】この表１より、結晶粒子径の小さな領域
（小粒径領域の厚み）が３００μｍを越える試料Ｎｏ．
９および２３では出力密度が低い。また、粒子径の比率
Ｒｓ／Ｒｐが１である試料Ｎｏ．１と１６も同様に出力
密度が低かった。一方、本発明品は全て高い出力密度を
示すことが判る。
（小粒径領域の厚み）が３００μｍを越える試料Ｎｏ．
９および２３では出力密度が低い。また、粒子径の比率
Ｒｓ／Ｒｐが１である試料Ｎｏ．１と１６も同様に出力
密度が低かった。一方、本発明品は全て高い出力密度を
示すことが判る。
【００４２】実施例２ 上述の平均粒径が１０μｍのＬａ0.9 Ｃａ0.1 Ｍｎ
Ｏ3 、Ｌａ0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3 ＭｎＯ3 、Ｎｄ0.9 Ｓｒ
0.1 ＭｎＯ3 粉末を水を溶媒としてスラリ−を作製し、
押し出し成形法で焼結後の厚みが内径１３ｍｍ、外径１
６ｍｍ（肉厚約３ｍｍ）、長さ２００ｍｍとなるように
大粒径領域となる円筒状成形体を作製した。
Ｏ3 、Ｌａ0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3 ＭｎＯ3 、Ｎｄ0.9 Ｓｒ
0.1 ＭｎＯ3 粉末を水を溶媒としてスラリ−を作製し、
押し出し成形法で焼結後の厚みが内径１３ｍｍ、外径１
６ｍｍ（肉厚約３ｍｍ）、長さ２００ｍｍとなるように
大粒径領域となる円筒状成形体を作製した。
【００４３】また、Ｌａ0.9 Ｃａ0.1 ＭｎＯ3 、Ｌａ
0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3 ＭｎＯ3 、Ｎｄ0. 9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ
3 粉末を水を溶媒としてスラリ−を作製し、ドクタ−ブ
レ−ド法により焼結後の厚みが表２に示すような厚みと
なる小粒径領域用のグリーンシートを作製し、これを前
記円筒状成形体に巻付け、積層した。
0.6 Ｙ0.1 Ｃａ0.3 ＭｎＯ3 、Ｎｄ0. 9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ
3 粉末を水を溶媒としてスラリ−を作製し、ドクタ−ブ
レ−ド法により焼結後の厚みが表２に示すような厚みと
なる小粒径領域用のグリーンシートを作製し、これを前
記円筒状成形体に巻付け、積層した。
【００４４】同様に、ＹＳＺ粉末と、８０重量％Ｎｉを
含むＺｒＯ2 （１０モル％Ｙ2 Ｏ3含有）粉末を用いた
スラリーにより、ドクターブレード法で厚さ１００μｍ
のグリーシートをそれぞれ作製し、前記小粒径領域用の
グリーンシート上に巻付けて積層し、円筒状積層体を作
製し、これを大気中１５００℃で２時間焼成して円筒型
燃料電池セルを作製した。この後、空気極側に酸素を、
燃料極側に水素を流して１０００℃で発電を行いその出
力密度を求めた。その結果を表２に示す。
含むＺｒＯ2 （１０モル％Ｙ2 Ｏ3含有）粉末を用いた
スラリーにより、ドクターブレード法で厚さ１００μｍ
のグリーシートをそれぞれ作製し、前記小粒径領域用の
グリーンシート上に巻付けて積層し、円筒状積層体を作
製し、これを大気中１５００℃で２時間焼成して円筒型
燃料電池セルを作製した。この後、空気極側に酸素を、
燃料極側に水素を流して１０００℃で発電を行いその出
力密度を求めた。その結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】この表２より、結晶粒子径の小さな領域が
３００μｍを越える試料Ｎｏ．３１は出力密度が低い。
また、粒子径の比率Ｒｓ／Ｒｐが１である試料Ｎｏ．３
３も出力密度が低かった。それに対して、本発明の試料
は全て優れた出力密度を示した。
３００μｍを越える試料Ｎｏ．３１は出力密度が低い。
また、粒子径の比率Ｒｓ／Ｒｐが１である試料Ｎｏ．３
３も出力密度が低かった。それに対して、本発明の試料
は全て優れた出力密度を示した。
【００４７】
【発明の効果】本発明の固体電解質型燃料電池セルで
は、空気極層が固体電解質層との当接面から３００μｍ
以下の小粒径領域の平均結晶粒径を、その他の部分（大
粒径領域）よりも相対的に小さくすることにより空気極
層中のガスの透過性を失うことなく、固体電解質／空気
極界面における分極抵抗を低減でき、出力密度を向上す
ることができる。
は、空気極層が固体電解質層との当接面から３００μｍ
以下の小粒径領域の平均結晶粒径を、その他の部分（大
粒径領域）よりも相対的に小さくすることにより空気極
層中のガスの透過性を失うことなく、固体電解質／空気
極界面における分極抵抗を低減でき、出力密度を向上す
ることができる。
【００４８】また、このような空気極の形成方法は、特
殊な装置を必要とせず、従来のスラリ−ディップ法やド
クタ−ブレド法を応用することにより容易に行うことが
できるため極めて経済的である。
殊な装置を必要とせず、従来のスラリ−ディップ法やド
クタ−ブレド法を応用することにより容易に行うことが
できるため極めて経済的である。
【００４９】そして、小粒径領域のセラミック粒子の平
均結晶粒径をＲｓ、大粒径領域のセラミック粒子の平均
結晶粒径をＲｐとすると、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．０５〜０．
８の関係を満足する場合には、空気極層中のガスの透過
性をさらに向上するとともに、固体電解質／空気極界面
における分極抵抗をさらに低減できる。
均結晶粒径をＲｓ、大粒径領域のセラミック粒子の平均
結晶粒径をＲｐとすると、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．０５〜０．
８の関係を満足する場合には、空気極層中のガスの透過
性をさらに向上するとともに、固体電解質／空気極界面
における分極抵抗をさらに低減できる。
【図１】本発明の空気極層近傍を示す概念図である。
【図２】従来の円筒型の固体電解質型燃料電池セルを示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】従来の平板型の固体電解質型燃料電池セルを示
す斜視図である。
す斜視図である。
１・・・支持管 ２，９・・・空気極層 ３，８・・・固体電解質層 ４，１０・・・燃料極層 ５・・・インタ−コネクタ １１・・・セパレ−タ ３１・・・小粒径領域 ３３・・・大粒径領域
Claims (2)
- 【請求項１】固体電解質層の片面に空気極層、他面に燃
料極層が形成された固体電解質型燃料電池セルであっ
て、前記空気極層は、前記固体電解質層側の表面から深
さ３００μｍ以内の領域におけるセラミック粒子の平均
結晶粒径が、深さ３００μｍより深い領域におけるセラ
ミック粒子の平均結晶粒径よりも小さいことを特徴とす
る固体電解質型燃料電池セル。 - 【請求項２】固体電解質層側の表面から深さ３００μｍ
以内の領域におけるセラミック粒子の平均結晶粒径をＲ
ｓ、深さ３００μｍより深い領域におけるセラミック粒
子の平均結晶粒径をＲｐとしたとき、Ｒｓ／Ｒｐ＝０．
０５〜０．８の関係を満足する請求項１記載の固体電解
質型燃料電池セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342257A JPH09180731A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 固体電解質型燃料電池セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342257A JPH09180731A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 固体電解質型燃料電池セル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09180731A true JPH09180731A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18352324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7342257A Pending JPH09180731A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 固体電解質型燃料電池セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09180731A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1225648A2 (en) * | 2001-01-17 | 2002-07-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Solid oxide fuel cell |
| US6534211B1 (en) * | 1999-11-01 | 2003-03-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fuel cell having an air electrode with decreased shrinkage and increased conductivity |
| JP2006190631A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-07-20 | Nissan Motor Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池用空気極及びその製造方法 |
| WO2007061043A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 固体酸化物形燃料電池 |
| JP2010511282A (ja) * | 2006-11-29 | 2010-04-08 | コーニング インコーポレイテッド | 固体酸化物燃料電池電極表面の活性化 |
| JP2010272499A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-12-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 燃料電池 |
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| JP2016225036A (ja) * | 2015-05-27 | 2016-12-28 | 京セラ株式会社 | セル、セルスタック装置、モジュール、およびモジュール収容装置 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7342257A patent/JPH09180731A/ja active Pending
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