JPH0973910A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JPH0973910A JPH0973910A JP7227908A JP22790895A JPH0973910A JP H0973910 A JPH0973910 A JP H0973910A JP 7227908 A JP7227908 A JP 7227908A JP 22790895 A JP22790895 A JP 22790895A JP H0973910 A JPH0973910 A JP H0973910A
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- mgo
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- gas separator
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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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2 Ｏ4 系又はランタンクロ
マイト系複合酸化物系セラミックス焼結体製ガスセパレ
ータを備える固体電解質型燃料電池の製作時の接合温度
を低くして電池性能の低下を防止すると共に、接合材に
よる悪影響を防止する。 【解決手段】 Ａｌ2 Ｏ3 ：ＣａＯ＝０．５：１〜１
５：１（重量比）であり、ＭｇＯの割合がＡｌ2 Ｏ3 と
ＣａＯとの合計量に対して０〜１５０重量％であるＡｌ
2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＭｇＯ系接合材を介して焼成すること
により接合する。 【効果】 ガスセパレータ材料の成分と接合材のＡｌ2
Ｏ3 −ＣａＯ系とが１３００℃以下で液相焼結して生成
する複合酸化物により各部材間を化学的に強固に接合す
る。ＭｇＯは液相焼結の融点の低下、接合材反応量の制
御に有効である。
マイト系複合酸化物系セラミックス焼結体製ガスセパレ
ータを備える固体電解質型燃料電池の製作時の接合温度
を低くして電池性能の低下を防止すると共に、接合材に
よる悪影響を防止する。 【解決手段】 Ａｌ2 Ｏ3 ：ＣａＯ＝０．５：１〜１
５：１（重量比）であり、ＭｇＯの割合がＡｌ2 Ｏ3 と
ＣａＯとの合計量に対して０〜１５０重量％であるＡｌ
2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＭｇＯ系接合材を介して焼成すること
により接合する。 【効果】 ガスセパレータ材料の成分と接合材のＡｌ2
Ｏ3 −ＣａＯ系とが１３００℃以下で液相焼結して生成
する複合酸化物により各部材間を化学的に強固に接合す
る。ＭｇＯは液相焼結の融点の低下、接合材反応量の制
御に有効である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体電解質型燃料電
池に係り、特にセパレータ本体がＭｇＯ及びＭｇＡｌ2
Ｏ4 、或いは、ランタンクロマイト系複合酸化物を主成
分とするセラミックスよりなるガスセパレータを備える
固体電解質型燃料電池に関する。
池に係り、特にセパレータ本体がＭｇＯ及びＭｇＡｌ2
Ｏ4 、或いは、ランタンクロマイト系複合酸化物を主成
分とするセラミックスよりなるガスセパレータを備える
固体電解質型燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術及び先行技術】セラミックス焼結体よりな
るガスセパレータを有した固体電解質型燃料電池の一例
について第１〜３図を参照して説明する。第３図の通
り、この固体電解質型燃料電池１は、集電板２、ガスセ
パレータ３、集電板４、セル５をこの順に多数積層して
なるものである。この固体電解質型燃料電池１の構成部
材のうち、ガスセパレータ３は、第１図の通り、それぞ
れＭｇＯ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分とするセラミック
ス焼結体よりなるセパレータ本体６、積層用枠体７及び
ガス流通用枠体８と、セパレータ本体６に対し接合され
たランタンクロマイト系複合酸化物製電子流路材９とで
構成されている。
るガスセパレータを有した固体電解質型燃料電池の一例
について第１〜３図を参照して説明する。第３図の通
り、この固体電解質型燃料電池１は、集電板２、ガスセ
パレータ３、集電板４、セル５をこの順に多数積層して
なるものである。この固体電解質型燃料電池１の構成部
材のうち、ガスセパレータ３は、第１図の通り、それぞ
れＭｇＯ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分とするセラミック
ス焼結体よりなるセパレータ本体６、積層用枠体７及び
ガス流通用枠体８と、セパレータ本体６に対し接合され
たランタンクロマイト系複合酸化物製電子流路材９とで
構成されている。
【０００３】積層用枠体７は細帯形状のものである。ガ
ス流通用枠体８は、細帯形状部８ａに対し円盤形状部８
ｂを接合したものである。
ス流通用枠体８は、細帯形状部８ａに対し円盤形状部８
ｂを接合したものである。
【０００４】従来、枠体７，８をセパレータ本体６に接
合するには、例えば、特開平６−６４９７４号公報記載
の方法に従って、ＭｇＯ粉末及びＡｌ2 Ｏ3 粉末の混合
物を水と混合してスラリーとし、このスラリーを被接合
面に塗付し、第２図に示す如く、被接合部材同士を重ね
合わせ、乾燥、焼成するようにしている。
合するには、例えば、特開平６−６４９７４号公報記載
の方法に従って、ＭｇＯ粉末及びＡｌ2 Ｏ3 粉末の混合
物を水と混合してスラリーとし、このスラリーを被接合
面に塗付し、第２図に示す如く、被接合部材同士を重ね
合わせ、乾燥、焼成するようにしている。
【０００５】なお、ガス流通用枠体８は、細帯形状部８
ａと円盤形状部８ｂとを別々に焼結体として製作してお
き、両者を上記と同じくＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3 スラリーを
用いて焼成して結合させることにより製造されている。
ａと円盤形状部８ｂとを別々に焼結体として製作してお
き、両者を上記と同じくＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3 スラリーを
用いて焼成して結合させることにより製造されている。
【０００６】また、セル５は、Ｙ2 Ｏ3 安定化ＺｒＯ2
（ＹＳＺ）の板状焼結体よりなる電解質５ａに対し、Ｎ
ｉ−ＹＳＺ系サーメット（燃料極）やランタンマンガナ
イト系複合酸化物（空気極）などよりなる電極５ｂを接
合した構造となっている。
（ＹＳＺ）の板状焼結体よりなる電解質５ａに対し、Ｎ
ｉ−ＹＳＺ系サーメット（燃料極）やランタンマンガナ
イト系複合酸化物（空気極）などよりなる電極５ｂを接
合した構造となっている。
【０００７】このセル５の電解質５ａは、ガスセパレー
タ３の枠体７，８に対し、上記のＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3 ス
ラリーの塗付、乾燥及び焼成により接合されている。
タ３の枠体７，８に対し、上記のＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3 ス
ラリーの塗付、乾燥及び焼成により接合されている。
【０００８】上記の通り、従来において、ＭｇＯ及びＭ
ｇＡｌ2 Ｏ4 を主体とするガスセパレータ３の製造に際
しては、ＭｇＯ粉末及びＡｌ2 Ｏ3 粉末を含むスラリー
を被接合面に塗付し、被接合物同士を重ね合わせた後、
乾燥、焼成し、接合界面に発生するＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3
複合酸化物層を介して両者を接合するようにしているの
であるが、このＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3 複合酸化物は、その
焼結温度が高いために、接合時の温度が１４００℃以上
の高温になる。しかし、このような高温で接合すると、
燃料極や空気極も高温に曝されて劣化し、これにより電
池性能が損なわれるようになるという問題があった。
ｇＡｌ2 Ｏ4 を主体とするガスセパレータ３の製造に際
しては、ＭｇＯ粉末及びＡｌ2 Ｏ3 粉末を含むスラリー
を被接合面に塗付し、被接合物同士を重ね合わせた後、
乾燥、焼成し、接合界面に発生するＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3
複合酸化物層を介して両者を接合するようにしているの
であるが、このＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3 複合酸化物は、その
焼結温度が高いために、接合時の温度が１４００℃以上
の高温になる。しかし、このような高温で接合すると、
燃料極や空気極も高温に曝されて劣化し、これにより電
池性能が損なわれるようになるという問題があった。
【０００９】本出願人は、上記従来の問題点を解決し、
製作時の接合温度を従来よりも低下させることができる
ものとしてＭｇＯとＳｉＯ2 とをＭｇＯ：ＳｉＯ2 ＝
１：０．５〜５（重量比）の割合で含む接合材を用いた
固体電解質型燃料電池を先に提案した（特願平７−３８
２６２号。以下「先願」という。）。
製作時の接合温度を従来よりも低下させることができる
ものとしてＭｇＯとＳｉＯ2 とをＭｇＯ：ＳｉＯ2 ＝
１：０．５〜５（重量比）の割合で含む接合材を用いた
固体電解質型燃料電池を先に提案した（特願平７−３８
２６２号。以下「先願」という。）。
【００１０】上記先願に係る接合材によれば、１２００
〜１３００℃程度で接合を行うことができる。
〜１３００℃程度で接合を行うことができる。
【００１１】なお、固体電解質型燃料電池には、セパレ
ータ材料としてランタンクロマイト系複合酸化物を主成
分とするセラミックス焼結体を用いたものもあり、この
ような固体電解質型燃料電池１０は、一般に第４図に示
す如く、インターコネクターを兼ねたガスセパレータ１
１と、燃料極１２、電解質１３及び空気極１４を積層し
てなるセル１５とを交互に積層して構成されている。第
５図はこの固体電解質型燃料電池１０の積層構造の詳細
を示す部分拡大断面図であり、図示の如く、ガスセパレ
ータ１１同士は、電解質１３を介して接合されている
（図中、Ａは接合部分）。
ータ材料としてランタンクロマイト系複合酸化物を主成
分とするセラミックス焼結体を用いたものもあり、この
ような固体電解質型燃料電池１０は、一般に第４図に示
す如く、インターコネクターを兼ねたガスセパレータ１
１と、燃料極１２、電解質１３及び空気極１４を積層し
てなるセル１５とを交互に積層して構成されている。第
５図はこの固体電解質型燃料電池１０の積層構造の詳細
を示す部分拡大断面図であり、図示の如く、ガスセパレ
ータ１１同士は、電解質１３を介して接合されている
（図中、Ａは接合部分）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先願に
係る接合材はＳｉＯ2 を含み、このＳｉＯ2 が、固体電
解質型燃料電池の発電中、特に還元雰囲気中において、
拡散し、電極材料に悪影響を及ぼすという問題点があっ
た。
係る接合材はＳｉＯ2 を含み、このＳｉＯ2 が、固体電
解質型燃料電池の発電中、特に還元雰囲気中において、
拡散し、電極材料に悪影響を及ぼすという問題点があっ
た。
【００１３】本発明の目的は、上記先願の問題点を解決
し、固体電解質型燃料電池のセルの性能低下を起こさな
い温度での接合を可能にし、且つ還元雰囲気中で電極材
料に悪影響を及ぼさない接合材を用いた固体電解質型燃
料電池を提供することにある。
し、固体電解質型燃料電池のセルの性能低下を起こさな
い温度での接合を可能にし、且つ還元雰囲気中で電極材
料に悪影響を及ぼさない接合材を用いた固体電解質型燃
料電池を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の固体電解質型燃
料電池は、セラミックス焼結体よりなるガスセパレータ
を持つ固体電解質型燃料電池であって、ガスセパレータ
材料同士、及び／又は、ガスセパレータ材料とセル材料
であるジルコニアとが、接合材を介して焼成することに
より接合されてなる固体電解質型燃料電池において、該
接合材がＡｌ2Ｏ3 とＣａＯと場合によりＭｇＯとを含
み、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの割合がＡｌ2 Ｏ3 ：ＣａＯ
＝０．５：１〜１５：１（重量比）であり、ＭｇＯの割
合がＡｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの合計量に対して０〜１５０
重量％であることを特徴とする。
料電池は、セラミックス焼結体よりなるガスセパレータ
を持つ固体電解質型燃料電池であって、ガスセパレータ
材料同士、及び／又は、ガスセパレータ材料とセル材料
であるジルコニアとが、接合材を介して焼成することに
より接合されてなる固体電解質型燃料電池において、該
接合材がＡｌ2Ｏ3 とＣａＯと場合によりＭｇＯとを含
み、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの割合がＡｌ2 Ｏ3 ：ＣａＯ
＝０．５：１〜１５：１（重量比）であり、ＭｇＯの割
合がＡｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの合計量に対して０〜１５０
重量％であることを特徴とする。
【００１５】本発明によれば、主成分としてＡｌ2 Ｏ3
とＣａＯと場合によりＭｇＯで構成される混合粉末をス
ラリー化してガスセパレーター材料に塗布し、各部材を
張り合わせて、１３００℃以下の温度で焼成することに
より容易に接合することができる。
とＣａＯと場合によりＭｇＯで構成される混合粉末をス
ラリー化してガスセパレーター材料に塗布し、各部材を
張り合わせて、１３００℃以下の温度で焼成することに
より容易に接合することができる。
【００１６】本発明では、ガスセパレータ材料の主成分
と接合材であるＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ系とが１３００℃以
下という焼成温度で液相焼結する反応を利用して、接合
層に複合酸化物を生成させる。これによって、各部材間
は化学的に強固に接合されることになる。なお、接合材
中には第３成分としてＭｇＯが添加される場合がある
が、このＭｇＯは液相焼結の融点を下げる作用を奏し、
また、接合材反応量の制御のために有効である。
と接合材であるＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ系とが１３００℃以
下という焼成温度で液相焼結する反応を利用して、接合
層に複合酸化物を生成させる。これによって、各部材間
は化学的に強固に接合されることになる。なお、接合材
中には第３成分としてＭｇＯが添加される場合がある
が、このＭｇＯは液相焼結の融点を下げる作用を奏し、
また、接合材反応量の制御のために有効である。
【００１７】このような接合材は、特に、ガスセパレー
タがＭｇＯ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分とする場合、或
いは、ランタンクロマイト系複合酸化物を主成分とする
場合に有効であり、ＭｇＯ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分
とするガスセパレータにあっては、ガスセパレータ材料
のＭｇＡｌ2 Ｏ4 のＡｌ成分と接合材とが反応して、接
合層にＡｌ−Ｃａ系或いはＡｌ−Ｃａ−Ｍｇ系複合酸化
物が生成し、これにより、各部材間は強固に接合され
る。また、ランタンクロマイト系複合酸化物を主成分と
するガスセパレータにあっては、ガスセパレータ材料の
Ｃｒと接合材とが反応して、接合層にＣｒ−Ａｌ−Ｃａ
系或いはＣｒ−Ａｌ−Ｃａ−Ｍｇ系複合酸化物が生成
し、これにより、各部材間は強固に接合される。
タがＭｇＯ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分とする場合、或
いは、ランタンクロマイト系複合酸化物を主成分とする
場合に有効であり、ＭｇＯ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分
とするガスセパレータにあっては、ガスセパレータ材料
のＭｇＡｌ2 Ｏ4 のＡｌ成分と接合材とが反応して、接
合層にＡｌ−Ｃａ系或いはＡｌ−Ｃａ−Ｍｇ系複合酸化
物が生成し、これにより、各部材間は強固に接合され
る。また、ランタンクロマイト系複合酸化物を主成分と
するガスセパレータにあっては、ガスセパレータ材料の
Ｃｒと接合材とが反応して、接合層にＣｒ−Ａｌ−Ｃａ
系或いはＣｒ−Ａｌ−Ｃａ−Ｍｇ系複合酸化物が生成
し、これにより、各部材間は強固に接合される。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１９】本発明においては、第２図に示すようなＭ
ｇＯ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分とするスピネル系セラ
ミックス焼結体製のガスセパレータ３のセパレータ本体
６と枠体７，８との接合、或いは、この枠体７，８とセ
ル５のＹＳＺ焼結体製電解質５ａとの接合、或いは、第
４，５図に示すようなランタンクロマイト系複合酸化物
を主成分とするガスセパレータ１１とセル１５のＹＳＺ
焼結体製電解質１３の接合に当り、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯ
と場合によりＭｇＯとを含み、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの
割合がＡｌ2 Ｏ3 ：ＣａＯ＝０．５：１〜１５：１（重
量比）であり、ＭｇＯの割合がＡｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの
合計量に対して０〜１５０重量％である接合材を用い
る。
ｇＯ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分とするスピネル系セラ
ミックス焼結体製のガスセパレータ３のセパレータ本体
６と枠体７，８との接合、或いは、この枠体７，８とセ
ル５のＹＳＺ焼結体製電解質５ａとの接合、或いは、第
４，５図に示すようなランタンクロマイト系複合酸化物
を主成分とするガスセパレータ１１とセル１５のＹＳＺ
焼結体製電解質１３の接合に当り、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯ
と場合によりＭｇＯとを含み、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの
割合がＡｌ2 Ｏ3 ：ＣａＯ＝０．５：１〜１５：１（重
量比）であり、ＭｇＯの割合がＡｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの
合計量に対して０〜１５０重量％である接合材を用い
る。
【００２０】即ち、具体的には、Ａｌ2 Ｏ3 粉末及びＣ
ａＯ粉末を上記割合で混合し、これに更に必要に応じて
ＭｇＯ粉末を上記配合で混合してなる混合粉末に、必要
に応じてポリビニルブチラール等の結合剤、ジブチルフ
タレート等の可塑剤、ノニオン等の分散剤等を添加して
下記配合のスラリーとしたものを被接合面にスプレー等
により乾燥後の塗布量で０．０２〜０．０４ｇ／ｃｍ2
となるように塗布して乾燥し、その後、被接合面同志を
当接し、０．３〜０．５ｋｇ／ｃｍ2 程度の荷重をかけ
て、１３００℃以下、好ましくは１２００〜１３００℃
の温度で焼成して接合を行う。
ａＯ粉末を上記割合で混合し、これに更に必要に応じて
ＭｇＯ粉末を上記配合で混合してなる混合粉末に、必要
に応じてポリビニルブチラール等の結合剤、ジブチルフ
タレート等の可塑剤、ノニオン等の分散剤等を添加して
下記配合のスラリーとしたものを被接合面にスプレー等
により乾燥後の塗布量で０．０２〜０．０４ｇ／ｃｍ2
となるように塗布して乾燥し、その後、被接合面同志を
当接し、０．３〜０．５ｋｇ／ｃｍ2 程度の荷重をかけ
て、１３００℃以下、好ましくは１２００〜１３００℃
の温度で焼成して接合を行う。
【００２１】接合用スラリー配合（重量部） Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ（−ＭｇＯ）混合粉末：１００ 結合剤：１７〜１８ 可塑剤：１５ 分散剤：２ 溶 媒（エタノール等）：１５０ｍｌ 本発明において、接合材のＡｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの割合
が上記範囲からはずれてＡｌ2 Ｏ3 が少ないと、焼結性
が悪いため、十分な接合強度が得られない。逆に、Ａｌ
2 Ｏ3 が多いと焼結が遅いため、ガスシール性能が劣る
ものとなる。
が上記範囲からはずれてＡｌ2 Ｏ3 が少ないと、焼結性
が悪いため、十分な接合強度が得られない。逆に、Ａｌ
2 Ｏ3 が多いと焼結が遅いため、ガスシール性能が劣る
ものとなる。
【００２２】また、Ａｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの合計に対す
るＭｇＯの割合が１５０重量％を超えると焼結性が悪く
なる。
るＭｇＯの割合が１５０重量％を超えると焼結性が悪く
なる。
【００２３】なお、本発明において、接合されるガスセ
パレータのセパレータ本体や枠体としては、ＭｇＯ及び
ＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分とするセラミックス焼結体、又
は、ランタンクロマイト系複合酸化物を主成分とするセ
ラミックス焼結体よりなるものが挙げられるが、具体的
なセラミックス組成は次の通りである。
パレータのセパレータ本体や枠体としては、ＭｇＯ及び
ＭｇＡｌ2 Ｏ4 を主成分とするセラミックス焼結体、又
は、ランタンクロマイト系複合酸化物を主成分とするセ
ラミックス焼結体よりなるものが挙げられるが、具体的
なセラミックス組成は次の通りである。
【００２４】スピネル系セラミックス焼結体組成（重量％） ＭｇＯ：４２ ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ：５８ランタンクロマイト系セラミックス焼結体組成（重量
％） Ｌａ0.7 Ｃａ0.3 ＣｒＯ3 ：１００ また、セルの電解質を構成するＹ2 Ｏ3 安定化ＺｒＯ2
としては、次のような組成が主に採用される。
％） Ｌａ0.7 Ｃａ0.3 ＣｒＯ3 ：１００ また、セルの電解質を構成するＹ2 Ｏ3 安定化ＺｒＯ2
としては、次のような組成が主に採用される。
【００２５】ＹＳＺ焼結体組成（ｍｏｌ％） ＺｒＯ2 ：９２〜９０ Ｙ2 Ｏ3 ：８〜１０
【００２６】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
説明する。
【００２７】実施例１ Ａｌ2 Ｏ3 粉末とＣａＯ粉末とを表１に示す重量比で混
合し、更に、この混合粉末に対して表１に示す割合でＭ
ｇＯ粉末を混合し（ただし、Ｎｏ．１１ではＭｇＯ無添
加）、得られたＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＭｇＯ混合粉末に
対して、下記配合で接合用スラリーを調製した。
合し、更に、この混合粉末に対して表１に示す割合でＭ
ｇＯ粉末を混合し（ただし、Ｎｏ．１１ではＭｇＯ無添
加）、得られたＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＭｇＯ混合粉末に
対して、下記配合で接合用スラリーを調製した。
【００２８】接合用スラリー配合（重量部） Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＭｇＯ混合粉末：１００ｇ 結合剤（ポリビニルブチラール）：１８ｇ 可塑剤（ジブチルフタレート）：１６ｇ 分散剤（ノニオン）：２ｇ 溶 媒（エタノール）：１５０ｍｌ このスラリーを、ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2 Ｏ4 系セラミック
ス焼結体製ガスセパレータ（組成：ＭｇＯ：４２重量
％，ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ：５８重量％）の接合を必要とする
面にスプレー塗布し（乾燥後の塗布量０．０２ｇ／ｃｍ
2 ）、第２図に示す如く、各部材を貼り合せ、乾燥後、
０．３ｋｇ／ｃｍ2 の面圧荷重、１３００℃の温度で焼
成して接合を行った。
ス焼結体製ガスセパレータ（組成：ＭｇＯ：４２重量
％，ＭｇＡｌ2 Ｏ4 ：５８重量％）の接合を必要とする
面にスプレー塗布し（乾燥後の塗布量０．０２ｇ／ｃｍ
2 ）、第２図に示す如く、各部材を貼り合せ、乾燥後、
０．３ｋｇ／ｃｍ2 の面圧荷重、１３００℃の温度で焼
成して接合を行った。
【００２９】得られた接合体を接合部を含むように切断
して４点曲げ試験を行って、接合部の強度を調べたとこ
ろ、本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＭｇＯ組成範囲内の
ものは、いずれも表１に示す如く、１５０ＭＰａ以上の
高い接合強度が得られたことが確認された。
して４点曲げ試験を行って、接合部の強度を調べたとこ
ろ、本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−ＭｇＯ組成範囲内の
ものは、いずれも表１に示す如く、１５０ＭＰａ以上の
高い接合強度が得られたことが確認された。
【００３０】また、各接合部のガスシール性能を調べた
ところ、表１に示す如く、本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ
−ＭｇＯ組成範囲内のものは、実用上十分な性能が得ら
れた。
ところ、表１に示す如く、本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ
−ＭｇＯ組成範囲内のものは、実用上十分な性能が得ら
れた。
【００３１】
【表１】
【００３２】実施例２ 実施例１で調製した各スラリーを用いて、実施例１と同
様の接合条件で、ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2 Ｏ4 系セラミック
ス焼結体製枠体とセルのＹＳＺ焼結体製電解質（組成：
ＺｒＯ2 ＝９２ｍｏｌ％，Ｙ2 Ｏ3 ＝８ｍｏｌ％）との
接合を行い、同様に強度及び空気透過率を調べ、結果を
表２に示した。
様の接合条件で、ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2 Ｏ4 系セラミック
ス焼結体製枠体とセルのＹＳＺ焼結体製電解質（組成：
ＺｒＯ2 ＝９２ｍｏｌ％，Ｙ2 Ｏ3 ＝８ｍｏｌ％）との
接合を行い、同様に強度及び空気透過率を調べ、結果を
表２に示した。
【００３３】表２より、本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−
ＭｇＯ組成範囲であれば、強度、ガスシール性能共に、
良好な結果が得られることが明らかである。
ＭｇＯ組成範囲であれば、強度、ガスシール性能共に、
良好な結果が得られることが明らかである。
【００３４】
【表２】
【００３５】実施例３ 実施例１で調製した各スラリーを用いて、実施例１と同
様の接合条件で、ランタンクロマイト系複合酸化物系セ
ラミックス焼結体製ガスセパレータ（組成：Ｌａ0.7 Ｃ
ａ0.3 ＣｒＯ3 ）とセルのＹＳＺ焼結体製電解質（組
成：ＺｒＯ2 ＝９２ｍｏｌ％，Ｙ2 Ｏ3 ＝８ｍｏｌ％）
との接合を行い、同様に強度及び空気透過率を調べ、結
果を表３に示した。
様の接合条件で、ランタンクロマイト系複合酸化物系セ
ラミックス焼結体製ガスセパレータ（組成：Ｌａ0.7 Ｃ
ａ0.3 ＣｒＯ3 ）とセルのＹＳＺ焼結体製電解質（組
成：ＺｒＯ2 ＝９２ｍｏｌ％，Ｙ2 Ｏ3 ＝８ｍｏｌ％）
との接合を行い、同様に強度及び空気透過率を調べ、結
果を表３に示した。
【００３６】表３より、本発明のＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−
ＭｇＯ組成範囲であれば、強度、ガスシール性能共に、
良好な結果が得られることが明らかである。
ＭｇＯ組成範囲であれば、強度、ガスシール性能共に、
良好な結果が得られることが明らかである。
【００３７】
【表３】
【００３８】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の固体電解質
型燃料電池によれば、セラミックス焼結体製ガスセパレ
ータ同士、或いは、セパレータとＹＳＺ焼結体製セルと
の接合に際し、接合温度を低くすることができるため、
セル性能に悪影響を及ばすことがない。また、接合材中
にＳｉＯ2 を含有しないことから、電極材料に悪影響を
及ぼすこともない。このため高性能固体電解質型燃料電
池の製造が可能となる。
型燃料電池によれば、セラミックス焼結体製ガスセパレ
ータ同士、或いは、セパレータとＹＳＺ焼結体製セルと
の接合に際し、接合温度を低くすることができるため、
セル性能に悪影響を及ばすことがない。また、接合材中
にＳｉＯ2 を含有しないことから、電極材料に悪影響を
及ぼすこともない。このため高性能固体電解質型燃料電
池の製造が可能となる。
【００３９】
【図１】ガスセパレータとセルの構成を示す分解斜視図
である。
である。
【図２】ガスセパレータの構成を示す分解斜視図であ
る。
る。
【図３】固体電解質型燃料電池の一実施例を示す分解斜
視図である。
視図である。
【図４】固体電解質型燃料電池の他の実施例を示す分解
斜視図である。
斜視図である。
【図５】図４に示す固体電解質型燃料電池の部分拡大断
面図である。
面図である。
１，１０ 固体電解質型燃料電池 ２，４ 集電板 ３，１１ ガスセパレータ ５，１５ セル ６ セパレータ本体 ７ 積層用枠体 ８ ガス流通用枠体 ９ 電子流路材 １２ 燃料極 １３ 電解質 １４ 空気極
Claims (4)
- 【請求項１】 セラミックス焼結体よりなるガスセパレ
ータを持つ固体電解質型燃料電池であって、ガスセパレ
ータ材料同士、及び／又は、ガスセパレータ材料とセル
材料であるジルコニアとが、接合材を介して焼成するこ
とにより接合されてなる固体電解質型燃料電池におい
て、 該接合材がＡｌ2 Ｏ3 とＣａＯとを含み、Ａｌ2 Ｏ3 と
ＣａＯとの割合がＡｌ2 Ｏ3 ：ＣａＯ＝０．５：１〜１
５：１（重量比）であることを特徴とする固体電解質型
燃料電池。 - 【請求項２】 セラミックス焼結体よりなるガスセパレ
ータを持つ固体電解質型燃料電池であって、ガスセパレ
ータ材料同士、及び／又は、ガスセパレータ材料とセル
材料であるジルコニアとが、接合材を介して焼成するこ
とにより接合されてなる固体電解質型燃料電池におい
て、 該接合材がＡｌ2 Ｏ3 とＣａＯとＭｇＯとを含み、Ａｌ
2 Ｏ3 とＣａＯとの割合がＡｌ2 Ｏ3 ：ＣａＯ＝０．
５：１〜１５：１（重量比）であり、ＭｇＯの割合がＡ
ｌ2 Ｏ3 とＣａＯとの合計量に対して１５０重量％以下
であることを特徴とする固体電解質型燃料電池。 - 【請求項３】 請求項１又は２の固体電解質型燃料電池
において、ガスセパレータ材料がＭｇＯ及びＭｇＡｌ2
Ｏ3 を主成分とすることを特徴とする固体電解質型燃料
電池。 - 【請求項４】 請求項１又は２の固体電解質型燃料電池
において、ガスセパレータ材料がランタンクロマイト系
複合酸化物を主成分とすることを特徴とする固体電解質
型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22790895A JP3355075B2 (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22790895A JP3355075B2 (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0973910A true JPH0973910A (ja) | 1997-03-18 |
| JP3355075B2 JP3355075B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=16868192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22790895A Expired - Lifetime JP3355075B2 (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355075B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008510288A (ja) * | 2004-08-18 | 2008-04-03 | スティヒティング エネルギーオンダーゾーク セントラム ネーデルランド | Ｓｏｆｃスタックという概念 |
| WO2009095271A1 (de) * | 2008-02-02 | 2009-08-06 | Elringklinger Ag | Verfahren zur herstellung einer elektrisch isolierenden dichtungsanordnung für einen brennstoffzellenstack und dichtungsanordnung für einen brennstoffzellenstack |
| JP2011192460A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Mitsubishi Materials Corp | 固体酸化物形燃料電池の発電セルユニットとその製造方法 |
-
1995
- 1995-09-05 JP JP22790895A patent/JP3355075B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008510288A (ja) * | 2004-08-18 | 2008-04-03 | スティヒティング エネルギーオンダーゾーク セントラム ネーデルランド | Ｓｏｆｃスタックという概念 |
| WO2009095271A1 (de) * | 2008-02-02 | 2009-08-06 | Elringklinger Ag | Verfahren zur herstellung einer elektrisch isolierenden dichtungsanordnung für einen brennstoffzellenstack und dichtungsanordnung für einen brennstoffzellenstack |
| WO2009095039A1 (de) * | 2008-02-02 | 2009-08-06 | Elringklinger Ag | Verfahren zur herstellung einer elektrisch isolierenden dichtungsanordnung für einen brennstoffzellenstack und dichtungsanordnung für einen brennstoffzellenstack |
| JP2011192460A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Mitsubishi Materials Corp | 固体酸化物形燃料電池の発電セルユニットとその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3355075B2 (ja) | 2002-12-09 |
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