JPH09223508A - 薄膜電解質を備えた高温燃料電池 - Google Patents
薄膜電解質を備えた高温燃料電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄膜電解質を備えた高温燃料電池を提供する
こと。 【解決手段】薄膜電解質10を備えた高温燃料電池は、
平面多層構造1である電気化学的活性エレメントを有す
る。少なくとも電解質及び陰極層10,11は、薄膜技
術によって多孔性のガス透過可能な担体構造物20,3
0上に堆積される。担体構造物は、多孔性の基底層30
並びに同基底層30上に配置される微細孔を有する陽極
材料からなるカバー層20から構成される金属セラミッ
ク材料31の焼結体である。基底層の孔32は、互いに
連通しており、少なくとも約300μmの平均粒径を有
する。カバー層の孔21は、ほぼ1〜3μm以下の粒径
を有する。担体構造物20,30の熱膨張係数は、固体
電解質10の同係数とほぼ等しい。
こと。 【解決手段】薄膜電解質10を備えた高温燃料電池は、
平面多層構造1である電気化学的活性エレメントを有す
る。少なくとも電解質及び陰極層10,11は、薄膜技
術によって多孔性のガス透過可能な担体構造物20,3
0上に堆積される。担体構造物は、多孔性の基底層30
並びに同基底層30上に配置される微細孔を有する陽極
材料からなるカバー層20から構成される金属セラミッ
ク材料31の焼結体である。基底層の孔32は、互いに
連通しており、少なくとも約300μmの平均粒径を有
する。カバー層の孔21は、ほぼ1〜3μm以下の粒径
を有する。担体構造物20,30の熱膨張係数は、固体
電解質10の同係数とほぼ等しい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、陽極、電解質及び
陰極からなる電気化学的活性エレメントが平面多層構造
物として形成される薄膜電解質を備え、少なくとも同電
解質層及び陰極層は、薄膜技術によって、多孔性の、ガ
ス透過可能な担体構造物に接着された高温燃料電池に関
する。そのような燃料電池は、欧州特許出願公開第06
35896号にて公知である。本発明はまた、燃料電池
を積み重ねた電池に関する。
陰極からなる電気化学的活性エレメントが平面多層構造
物として形成される薄膜電解質を備え、少なくとも同電
解質層及び陰極層は、薄膜技術によって、多孔性の、ガ
ス透過可能な担体構造物に接着された高温燃料電池に関
する。そのような燃料電池は、欧州特許出願公開第06
35896号にて公知である。本発明はまた、燃料電池
を積み重ねた電池に関する。
【0002】
【従来の技術】公知の燃料電池において、層状に配置さ
れた陽極、固体電解質及び陰極からなる電気化学的に活
性なエレメントは、真空プラズマ入射法、略してVPS
法によって製造される。
れた陽極、固体電解質及び陰極からなる電気化学的に活
性なエレメントは、真空プラズマ入射法、略してVPS
法によって製造される。
【0003】VSP法によって製造されるような薄膜電
解質は、600〜800℃の温度にて動作可能である。
従来の燃料電池においては通例のように、自身で支える
層状の電気化学的活性エレメントでは、動作温度は90
0〜1000℃の範囲となる。高温動作時に、高コスト
となる材料を選択しなければならないという問題は、低
温動作時には起こらない。従って、薄膜電解質を備えた
燃料電池は、従来の燃料電池と比較した場合、著しいコ
スト低減が期待できる。更に、燃料電池の長期間にわた
る安定性も改善される。
解質は、600〜800℃の温度にて動作可能である。
従来の燃料電池においては通例のように、自身で支える
層状の電気化学的活性エレメントでは、動作温度は90
0〜1000℃の範囲となる。高温動作時に、高コスト
となる材料を選択しなければならないという問題は、低
温動作時には起こらない。従って、薄膜電解質を備えた
燃料電池は、従来の燃料電池と比較した場合、著しいコ
スト低減が期待できる。更に、燃料電池の長期間にわた
る安定性も改善される。
【0004】公知の燃料電池における電気化学的活性エ
レメントの担体構造物は、層状、かつ可撓性の多孔ボデ
ィからなる。この担体構造物の境界領域では、孔は比較
的大きく、かつ微細な金属粒子にて満たされている。こ
の境界領域は、微細孔を有する層をなしており、同領域
上に、電気化学的活性エレメントの薄膜層が適用され
る。担体構造物が可撓性を有するということは、セラミ
ック電解質及び金属担体構造物間の熱的ひずみによる損
傷を避けるという点において有利な効果をもたらす。し
かしながら、担体構造物に金属製フェルトを使用するこ
とは、薄膜技術によって電気化学的活性エレメントを製
造する際には問題を生じる。この理由として、開示され
た方法による薄膜層の適用に適する基質を製造すること
が難しい点が挙げられる。基質としては、滑らかで、均
一かつ、有孔であってもきずのない表面を有するものが
適している。
レメントの担体構造物は、層状、かつ可撓性の多孔ボデ
ィからなる。この担体構造物の境界領域では、孔は比較
的大きく、かつ微細な金属粒子にて満たされている。こ
の境界領域は、微細孔を有する層をなしており、同領域
上に、電気化学的活性エレメントの薄膜層が適用され
る。担体構造物が可撓性を有するということは、セラミ
ック電解質及び金属担体構造物間の熱的ひずみによる損
傷を避けるという点において有利な効果をもたらす。し
かしながら、担体構造物に金属製フェルトを使用するこ
とは、薄膜技術によって電気化学的活性エレメントを製
造する際には問題を生じる。この理由として、開示され
た方法による薄膜層の適用に適する基質を製造すること
が難しい点が挙げられる。基質としては、滑らかで、均
一かつ、有孔であってもきずのない表面を有するものが
適している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、薄膜
でコーティングする基質としてより適した、電気化学的
活性エレメント用の担体構造物を備えた燃料電池を提供
することにある。
でコーティングする基質としてより適した、電気化学的
活性エレメント用の担体構造物を備えた燃料電池を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、陽極、電
解質及び陰極からなる電気化学的活性エレメントが平面
多層構造物として形成される薄膜電解質を備え、少なく
とも前記電解質層及び陰極層は、薄膜技術によって多孔
性の、ガス透過可能な担体構造物に接着された高温燃料
電池において、同担体構造物は、多孔性の基底層並びに
同基底層上に配置された微細な孔を有するカバー層から
なる金属セラミック材料の焼結体であり、かつ好ましく
は陽極材料より構成されており、基底層の孔は互いに連
通するとともに、少なくとも約300μmの平均粒径を
有し、一方カバー層の孔は、ほぼ1μm以下の粒径を有
し、更に、担体構造物の熱膨張係数が固体電解質の同係
数とほぼ等しいことを特徴とする高温燃料電池によって
解決される。
解質及び陰極からなる電気化学的活性エレメントが平面
多層構造物として形成される薄膜電解質を備え、少なく
とも前記電解質層及び陰極層は、薄膜技術によって多孔
性の、ガス透過可能な担体構造物に接着された高温燃料
電池において、同担体構造物は、多孔性の基底層並びに
同基底層上に配置された微細な孔を有するカバー層から
なる金属セラミック材料の焼結体であり、かつ好ましく
は陽極材料より構成されており、基底層の孔は互いに連
通するとともに、少なくとも約300μmの平均粒径を
有し、一方カバー層の孔は、ほぼ1μm以下の粒径を有
し、更に、担体構造物の熱膨張係数が固体電解質の同係
数とほぼ等しいことを特徴とする高温燃料電池によって
解決される。
【0007】薄膜電解質を備えた高温燃料電池は、平面
多層構造物として構成される電気化学的活性エレメント
を有する。少なくとも電解質層及び陰極層は、薄膜技術
を用いて、ガス透過が可能な多孔性担体構造物上に適用
される。担体構造物は、多孔性の基底層及び同基底層上
に配置される陽極材料の微細孔を有するカバー層からな
る金属セラミック材料(サーメット)の焼結体である。
基底層の孔は互いに連通しており、少なくとも約300
μmの平均粒径を有する。カバー層の孔は、約1μmよ
りも小さい粒径を有する。担体構造物の熱膨張係数は、
固体電解質の同係数にほぼ等しい。
多層構造物として構成される電気化学的活性エレメント
を有する。少なくとも電解質層及び陰極層は、薄膜技術
を用いて、ガス透過が可能な多孔性担体構造物上に適用
される。担体構造物は、多孔性の基底層及び同基底層上
に配置される陽極材料の微細孔を有するカバー層からな
る金属セラミック材料(サーメット)の焼結体である。
基底層の孔は互いに連通しており、少なくとも約300
μmの平均粒径を有する。カバー層の孔は、約1μmよ
りも小さい粒径を有する。担体構造物の熱膨張係数は、
固体電解質の同係数にほぼ等しい。
【0008】従属請求項2〜10は、有効な実施形態に
関するものである。請求項11では、本発明に従う高温
燃料電池を使用した電池を開示している。
関するものである。請求項11では、本発明に従う高温
燃料電池を使用した電池を開示している。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に従って説明
する。図1の平面多層構造は、以下のシートあるいは層
から構成される。即ち、薄膜技術を用いて製造される電
解質10、電解質10の通気側に配置される陰極11及
びカバー層20であり、同カバー層20は、基底層30
と共に層10及び層11に対する担体構造物を形成し、
同時に陽極としての働きも有する。カバー層20は多孔
性である(図1の孔21)。
する。図1の平面多層構造は、以下のシートあるいは層
から構成される。即ち、薄膜技術を用いて製造される電
解質10、電解質10の通気側に配置される陰極11及
びカバー層20であり、同カバー層20は、基底層30
と共に層10及び層11に対する担体構造物を形成し、
同時に陽極としての働きも有する。カバー層20は多孔
性である(図1の孔21)。
【0010】基底層30は、金属セラミック材料31か
らなり、大きな孔32を有する。例示されたフォーム構
造は例えば以下のようにして得られる。まず、連通孔を
有するプラスチックフォームの骨格は、金属酸化物及び
セラミック材料の粉末粒子を含むスラリーで被覆され
る。乾燥後、減圧下における焼結によって、金属酸化物
から酸素が除去され、好ましい安定した担体構造物が得
られる。骨格を形成するプラスチック材料は、焼結時に
蒸発する。
らなり、大きな孔32を有する。例示されたフォーム構
造は例えば以下のようにして得られる。まず、連通孔を
有するプラスチックフォームの骨格は、金属酸化物及び
セラミック材料の粉末粒子を含むスラリーで被覆され
る。乾燥後、減圧下における焼結によって、金属酸化物
から酸素が除去され、好ましい安定した担体構造物が得
られる。骨格を形成するプラスチック材料は、焼結時に
蒸発する。
【0011】カバー層20は、テープキャスティング法
(tape casting)といわれるバンド流延法(Bandgiessv
erfahrens)によって製造されることが望ましい。この
方法において、粉末状の固体物質及び結合手段からなる
可塑性の変形可能な混合物は、厚さ約0.3mmの薄板
に延出される。基底層に使用した固体物質と同一の、あ
るいは類似の材料を使用することが好ましく、減圧下の
焼結によって、陽極反応に適した形に変えられる。新た
に調製された膜は、未乾燥の基底層上に置かれる。二つ
の層は、乾燥によって結合する。得られた二層体は焼結
によって容積が減少する。従って、カバー層20の厚み
は約150μmに減少する。約1μm以下の孔21が、
金属酸化物の還元によって同時に形成される。カバー層
20の厚さは、製造方法に準じて、約80〜300μm
の範囲となる。
(tape casting)といわれるバンド流延法(Bandgiessv
erfahrens)によって製造されることが望ましい。この
方法において、粉末状の固体物質及び結合手段からなる
可塑性の変形可能な混合物は、厚さ約0.3mmの薄板
に延出される。基底層に使用した固体物質と同一の、あ
るいは類似の材料を使用することが好ましく、減圧下の
焼結によって、陽極反応に適した形に変えられる。新た
に調製された膜は、未乾燥の基底層上に置かれる。二つ
の層は、乾燥によって結合する。得られた二層体は焼結
によって容積が減少する。従って、カバー層20の厚み
は約150μmに減少する。約1μm以下の孔21が、
金属酸化物の還元によって同時に形成される。カバー層
20の厚さは、製造方法に準じて、約80〜300μm
の範囲となる。
【0012】基底層及びカバー層の製造に適した粉末固
体物質の混合物は、70%のNiO及び30%のYSZ
(Y2O3で安定化されたZrO2 、電解質材料)から構
成されることが好ましい。PVB(ポリビニルブチラー
ル)及び/あるいはPEG(ポリエチレングリコール)
が結合剤としてこの混合物に添加される。分散剤として
リン酸エステルが使用される。エチレングリコールが好
適な溶媒である。焼結は約1400℃にて実施される。
その後、水素気流下において酸化ニッケルNiOが還元
されて金属ニッケルとなり、安定化ジルコニア(YS
Z)は、この方法において化学的に変化せずに残る。
体物質の混合物は、70%のNiO及び30%のYSZ
(Y2O3で安定化されたZrO2 、電解質材料)から構
成されることが好ましい。PVB(ポリビニルブチラー
ル)及び/あるいはPEG(ポリエチレングリコール)
が結合剤としてこの混合物に添加される。分散剤として
リン酸エステルが使用される。エチレングリコールが好
適な溶媒である。焼結は約1400℃にて実施される。
その後、水素気流下において酸化ニッケルNiOが還元
されて金属ニッケルとなり、安定化ジルコニア(YS
Z)は、この方法において化学的に変化せずに残る。
【0013】担体構造物はフィリグラン構造であるた
め、金属セラミック材料からモノリティック体を製造す
る際にしばしば観察されるクラックを発生させるような
歪みが焼結時に発生することはない。
め、金属セラミック材料からモノリティック体を製造す
る際にしばしば観察されるクラックを発生させるような
歪みが焼結時に発生することはない。
【0014】図1は、担体構造物上に堆積された電気化
学的活性エレメントの最も簡単な構造を示す。複雑な多
層構造の比較的簡便な製造が薄膜技術によって可能とな
り、この複雑さが、最も簡便な構造に種々の利点をもた
らす。そのような多層構造を備えた構造物を図2に示
す。二つの膜12a,12bから成る陽極12はカバー
層20上に堆積されている。ここでは、カバー層20
は、陽極としての機能を備えていない。
学的活性エレメントの最も簡単な構造を示す。複雑な多
層構造の比較的簡便な製造が薄膜技術によって可能とな
り、この複雑さが、最も簡便な構造に種々の利点をもた
らす。そのような多層構造を備えた構造物を図2に示
す。二つの膜12a,12bから成る陽極12はカバー
層20上に堆積されている。ここでは、カバー層20
は、陽極としての機能を備えていない。
【0015】燃料電池の動作時において、陽極反応は膜
12aで起こり、この膜は、例えば上述のNi及びYS
Zの混合物を含み、厚さは、5〜30μmである。Ni
に代えて、他の金属あるいは金属混合物を使用すること
も可能である。イオン伝導体であるYSZに代えて、電
子並びにイオンを伝導するセラミック材料もまた使用さ
れ得る(例えば、ガドリニウムでドープされた酸化セリ
ウム)。
12aで起こり、この膜は、例えば上述のNi及びYS
Zの混合物を含み、厚さは、5〜30μmである。Ni
に代えて、他の金属あるいは金属混合物を使用すること
も可能である。イオン伝導体であるYSZに代えて、電
子並びにイオンを伝導するセラミック材料もまた使用さ
れ得る(例えば、ガドリニウムでドープされた酸化セリ
ウム)。
【0016】第2の膜12bは、厚さ1〜15μmの補
償的に作用する遷移層である。特別に選択された組成及
び構造を有するので、この遷移層12bは、主として電
解質層として作用する層10及び外側の陽極層12aの
材料間のギャップ中に存在する。膜12bは、例えば電
子及びイオンを伝導する物質の混合物より構成される。
償的に作用する遷移層である。特別に選択された組成及
び構造を有するので、この遷移層12bは、主として電
解質層として作用する層10及び外側の陽極層12aの
材料間のギャップ中に存在する。膜12bは、例えば電
子及びイオンを伝導する物質の混合物より構成される。
【0017】陽極と同様に、二つの膜11a,11bか
らなる陰極11は、電解質層10上に配置され、厚さは
5〜20μmである。フィルム11bもまた、イオン及
び電子を伝導するか、あるいは例えばパラジウムによる
触媒的に活性な遷移層である。膜11aは、ペロブスカ
イトから構成される電気化学的に活性な陰極である。
らなる陰極11は、電解質層10上に配置され、厚さは
5〜20μmである。フィルム11bもまた、イオン及
び電子を伝導するか、あるいは例えばパラジウムによる
触媒的に活性な遷移層である。膜11aは、ペロブスカ
イトから構成される電気化学的に活性な陰極である。
【0018】これら各種の薄膜の製造に、種々の技術が
使用される。例えば、VSPのような溶射法、この方法
はまたLPPS(減圧プラズマ溶射)とも呼ばれる、高
速フレーム溶射(HVOF、高速オキシフュエル)、P
VD法(物理的蒸着)、マグネトロンスパッタリング、
あるいはEBPVD(電子ビームPVD法)、更には、
シルクスクリーン印刷技術、あるいはゾル−ゲル法が挙
げられる。
使用される。例えば、VSPのような溶射法、この方法
はまたLPPS(減圧プラズマ溶射)とも呼ばれる、高
速フレーム溶射(HVOF、高速オキシフュエル)、P
VD法(物理的蒸着)、マグネトロンスパッタリング、
あるいはEBPVD(電子ビームPVD法)、更には、
シルクスクリーン印刷技術、あるいはゾル−ゲル法が挙
げられる。
【0019】基底層30は、例えば、NiCrPのソル
ダリング膜を用いて、金属板上に容易にはんだ付けされ
る。基底層30は、燃料電池を製造するために、反応に
必要な、空気を燃焼するための熱交換器として供される
平板状ボディ50上にはんだ付けされる(図3を参
照)。
ダリング膜を用いて、金属板上に容易にはんだ付けされ
る。基底層30は、燃料電池を製造するために、反応に
必要な、空気を燃焼するための熱交換器として供される
平板状ボディ50上にはんだ付けされる(図3を参
照)。
【0020】図3は、積載された燃料電池のうち、互い
に隣接する二つの燃料電池の一部断面を示す。空気伝達
層40の一部がこの部分の上端に配置されている。矢印
45’は、空気45からの酸素の陰極11への移動を示
す。矢印35’で示すように、電解質10の他方の側か
ら基底層30に流入するガス35は、陽極12に水素及
び一酸化炭素を供給し、エネルギー放出陽極反応によっ
て水及び二酸化炭素に変換される。
に隣接する二つの燃料電池の一部断面を示す。空気伝達
層40の一部がこの部分の上端に配置されている。矢印
45’は、空気45からの酸素の陰極11への移動を示
す。矢印35’で示すように、電解質10の他方の側か
ら基底層30に流入するガス35は、陽極12に水素及
び一酸化炭素を供給し、エネルギー放出陽極反応によっ
て水及び二酸化炭素に変換される。
【0021】基底層30は、はんだ付け53によって熱
交換プレート50に連結される。通気溝51を備えたこ
のプレート50は、燃料電池に隣接する第一の層であ
る。溝51を介して流入する空気45が実際に反応が起
きる温度まで加熱されると、同空気は、連結(図示しな
い)を介して下方のセルの空気伝達層40へと送られ
る。この層40は、層30と同様の方法にて、セラミッ
クフォーム体によって形成され得る。しかしながら、こ
のフォーム体はいかなる酸化可能な金属をも含んでいて
はいけない。層40はまた、熱交換プレート50の下方
面あるいは陰極11の表面に固定連結される均一に配置
されたノブあるいはバールによって製造され得る。
交換プレート50に連結される。通気溝51を備えたこ
のプレート50は、燃料電池に隣接する第一の層であ
る。溝51を介して流入する空気45が実際に反応が起
きる温度まで加熱されると、同空気は、連結(図示しな
い)を介して下方のセルの空気伝達層40へと送られ
る。この層40は、層30と同様の方法にて、セラミッ
クフォーム体によって形成され得る。しかしながら、こ
のフォーム体はいかなる酸化可能な金属をも含んでいて
はいけない。層40はまた、熱交換プレート50の下方
面あるいは陰極11の表面に固定連結される均一に配置
されたノブあるいはバールによって製造され得る。
【0022】ガス伝達層30の代わりに、電気化学的活
性エレメント11,10,12の担体として空気伝達層
40を使用することも可能である。この方法は、欧州特
許出願公開第95810026.5号に開示されてい
る。この層は、陰極材料から製造される多孔性の焼結体
を含む。
性エレメント11,10,12の担体として空気伝達層
40を使用することも可能である。この方法は、欧州特
許出願公開第95810026.5号に開示されてい
る。この層は、陰極材料から製造される多孔性の焼結体
を含む。
【0023】ここに開示された担体構造物は、以下の利
点を有する。 ・機械的安定性の改善によって、特に高温下において、
不可逆変形に対する高い抵抗性を有する。 ・導伝率、特に実施動作温度である600〜800℃に
おける導伝率が改善される。 ・金属組成の改善によってはんだ付けによる連結が容易
になされる。 ・陰極材料に代えて、陽極材料を使用することによっ
て、セラミックフォーム層及びカバー層を構成するエレ
メントの製造が容易になる。 ・減圧下の焼結を用いることによって、ガスの通過に必
要なカバー層の孔の形成が簡略化される。 ・大きな直径を有する電気化学的活性エレメントの製造
に関する問題点が回避される。
点を有する。 ・機械的安定性の改善によって、特に高温下において、
不可逆変形に対する高い抵抗性を有する。 ・導伝率、特に実施動作温度である600〜800℃に
おける導伝率が改善される。 ・金属組成の改善によってはんだ付けによる連結が容易
になされる。 ・陰極材料に代えて、陽極材料を使用することによっ
て、セラミックフォーム層及びカバー層を構成するエレ
メントの製造が容易になる。 ・減圧下の焼結を用いることによって、ガスの通過に必
要なカバー層の孔の形成が簡略化される。 ・大きな直径を有する電気化学的活性エレメントの製造
に関する問題点が回避される。
【0024】多孔性の担体構造物の更なる実施例は欧州
特許出願公開第95810026.5号に開示されてい
る(同出願の図9及び10を参照)。対応する担体構造
物は、基底層30のガス側にも設けることが可能であ
る。
特許出願公開第95810026.5号に開示されてい
る(同出願の図9及び10を参照)。対応する担体構造
物は、基底層30のガス側にも設けることが可能であ
る。
【0025】中心から対称な構造を有する特殊な燃料電
池もまた、同出願に開示されている(図1及び2)。対
応する構造のセルは、ここに開示された多層構造によっ
て製造され得る。そのようなセルを連続的に連結するこ
とによって円筒状のスタックが形成される。
池もまた、同出願に開示されている(図1及び2)。対
応する構造のセルは、ここに開示された多層構造によっ
て製造され得る。そのようなセルを連続的に連結するこ
とによって円筒状のスタックが形成される。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、薄
膜電解質を備えた高温燃料電池が提供される。
膜電解質を備えた高温燃料電池が提供される。
【図1】 連通孔を有するフォーム構造からなる基底層
を備えた、本発明に従う担体構造物上に配置された電気
化学的活性エレメントの斜視図。
を備えた、本発明に従う担体構造物上に配置された電気
化学的活性エレメントの斜視図。
【図2】 電気化学的活性エレメントの多層構造の一部
破断断面図。
破断断面図。
【図3】 スタック軸に平行に配置された横断面を備え
た燃料電池スタック全体の一部破断断面図。
た燃料電池スタック全体の一部破断断面図。
10…電解質層、11…陰極、12…陽極、20…カバ
ー層、21…孔、30…基底層、32…孔、50…ボデ
ィ
ー層、21…孔、30…基底層、32…孔、50…ボデ
ィ
Claims (11)
- 【請求項1】 陽極(11)、電解質及び陰極(12)
からなる電気化学的活性エレメントが平面多層構造物
(1)として形成される薄膜電解質を備え、少なくとも
前記電解質層及び陰極層は、薄膜技術によって多孔性
の、ガス透過可能な担体構造物(20,30)に接着さ
れた高温燃料電池において、 前記担体構造物は、多孔性の基底層(30)並びに同基
底層(30)上に配置された微細な孔を有するカバー層
(20)からなる金属セラミック材料の焼結体(31)
であり、かつ好ましくは陽極材料より構成されており、
基底層(30)の孔(32)は互いに連通するととも
に、少なくとも約300μmの平均粒径を有し、一方カ
バー層(20)の孔(21)は、ほぼ1μm以下の粒径
を有し、更に、担体構造物の熱膨張係数が固体電解質の
同係数とほぼ等しいことを特徴とする高温燃料電池。 - 【請求項2】 前記カバー層(20)はバンド流延法に
よって製造され、80〜300μmの厚みを有し、好ま
しくは約150μmの厚みを有することを特徴とする請
求項1に記載の高温燃料電池。 - 【請求項3】 前記基底層(30)は連通孔を有するフ
ォーム構造を備えることを特徴とする請求項1又は2に
記載の高温燃料電池。 - 【請求項4】 前記担体構造物の金属セラミック材料
(31)は、ニッケル及び安定化された酸化ジルコニウ
ムからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載の高温燃料電池。 - 【請求項5】 前記電解質層(10)の厚みは、約5〜
20μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
か1項に記載の高温燃料電池。 - 【請求項6】 前記電解質層(10)は、前記担体構造
物のカバー層(20)の上に直接堆積されることを特徴
とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の高温燃料電
池。 - 【請求項7】 陽極として作用する少なくとも一つの層
(12)は、前記担体構造物のカバー層(20)及び電
解質層(10)の間に配置されることを特徴とする請求
項1〜5のいずれか1項に記載の高温燃料電池。 - 【請求項8】 請求項7に記載の高温燃料電池におい
て、 前記陽極(12)は、1〜15μmの厚みを有する補償
的に作用する遷移層(12b)及び5〜30μmの厚み
を有する陽極反応が起こる薄層(12a)の二つの膜
(12a,12b)から構成されており、これらの層は
一つ以上の金属及びセラミック材料−特に電解質材料−
の混合物から構成されていることを特徴とする高温燃料
電池。 - 【請求項9】 前記陰極(11)は、1〜15μmの厚
みを有する補償的に作用する遷移層(11b)及び5〜
30μmの厚みを有する陰極反応が起こる薄層(11
a)の二つの膜(12a,12b)から構成されてお
り、これらの層は一つ以上の金属及びセラミック材料−
特に電解質材料−の混合物から構成されていることを特
徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の高温燃料
電池。 - 【請求項10】 前記担体構造物の基底層(30)は、
平面状ボディ(50)の表面にはんだ付けされており、
前記ボディ(50)は、空気(45)をセル中に供給す
るために設けられることを特徴とする請求項1〜9のい
ずれか1項に記載の高温燃料電池。 - 【請求項11】 前記セルはほぼ中心対称に形成され、
かつ同セルを連続して連結することにより円筒状のスタ
ックが形成されることを特徴とする請求項1〜10のい
ずれか1項に記載の高温燃料電池からなる電池。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE96810071-9 | 1996-02-02 | ||
EP96810071A EP0788175B1 (de) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit einem Dünnfilm-Elektrolyten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09223508A true JPH09223508A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=8225543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9005271A Pending JPH09223508A (ja) | 1996-02-02 | 1997-01-16 | 薄膜電解質を備えた高温燃料電池 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5932368A (ja) |
EP (1) | EP0788175B1 (ja) |
JP (1) | JPH09223508A (ja) |
AT (1) | ATE191815T1 (ja) |
AU (1) | AU707763B2 (ja) |
DE (1) | DE59604956D1 (ja) |
DK (1) | DK0788175T3 (ja) |
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