JPH0992301A - 円筒横縞型固体電解質燃料電池 - Google Patents
円筒横縞型固体電解質燃料電池Info
- Publication number
- JPH0992301A JPH0992301A JP7240034A JP24003495A JPH0992301A JP H0992301 A JPH0992301 A JP H0992301A JP 7240034 A JP7240034 A JP 7240034A JP 24003495 A JP24003495 A JP 24003495A JP H0992301 A JPH0992301 A JP H0992301A
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- Japan
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- interconnector
- electrode
- fuel cell
- electrolyte
- solid electrolyte
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- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電極あるいはインターコネクタの電気的な抵抗
損失が大きい。 【解決手段】基体管(1) の外周に複数個の発電素子をイ
ンターコネクタ(4) を介して電気的に直列に接続した円
筒横縞型固体電解質燃料電池において、前記発電素子
は、前記基体管(1) 上に形成された燃料極(2) と、該燃
料極(2) の上及び前記基体管(1) の一部に接した電解質
(3) と、この電解質(3) 上に形成された空気極(5) から
なり、前記燃料極(2) ，電解質(3) ，空気極(5) 及びイ
ンターコネクタ(4) が焼結法により成膜されたものであ
ることを特徴とする円筒横縞型固体電解質燃料電池。
損失が大きい。 【解決手段】基体管(1) の外周に複数個の発電素子をイ
ンターコネクタ(4) を介して電気的に直列に接続した円
筒横縞型固体電解質燃料電池において、前記発電素子
は、前記基体管(1) 上に形成された燃料極(2) と、該燃
料極(2) の上及び前記基体管(1) の一部に接した電解質
(3) と、この電解質(3) 上に形成された空気極(5) から
なり、前記燃料極(2) ，電解質(3) ，空気極(5) 及びイ
ンターコネクタ(4) が焼結法により成膜されたものであ
ることを特徴とする円筒横縞型固体電解質燃料電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、焼結法で作製し
た円筒横縞型固体電解質燃料電池に関する。
た円筒横縞型固体電解質燃料電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の溶射法で作製した円筒型
縞型固体電解質燃料電池の例を示す。図中の符番31は、
多孔質の基体管である。この基体管１の外周には、溶射
法により気密膜32，燃料極33，電解質34，中間膜35，イ
ンターコネクタ36，空気極37及び保護膜38が順次形成さ
れている。なお、図中の符番39は燃料ガス、符番40は空
気を示す。
縞型固体電解質燃料電池の例を示す。図中の符番31は、
多孔質の基体管である。この基体管１の外周には、溶射
法により気密膜32，燃料極33，電解質34，中間膜35，イ
ンターコネクタ36，空気極37及び保護膜38が順次形成さ
れている。なお、図中の符番39は燃料ガス、符番40は空
気を示す。
【０００３】図３に示すように、円筒横縞型固体電解質
燃料電池では、発電素子の燃料極33は、それと隣り合う
発電素子の空気極37ａとインターコネクタ36を介して電
気的に接続するため、燃料極33とインターコネクタ36
が、あるいはインターコネクタ36と空気極37ａが一部オ
ーバーラップした構造となっている。
燃料電池では、発電素子の燃料極33は、それと隣り合う
発電素子の空気極37ａとインターコネクタ36を介して電
気的に接続するため、燃料極33とインターコネクタ36
が、あるいはインターコネクタ36と空気極37ａが一部オ
ーバーラップした構造となっている。
【０００４】また、気密膜32は燃料ガス39のリークを防
ぐ為、電解質34及び電解質34ａと、保護膜38は金属系材
料（例えばＮｉＡｌ，ＮｉＣｒ）であるインターコネク
タ36の空気40による酸化を防止するため空気極37及び空
気極37ａとそれぞれ一部オーバーラップした構造となっ
ている。
ぐ為、電解質34及び電解質34ａと、保護膜38は金属系材
料（例えばＮｉＡｌ，ＮｉＣｒ）であるインターコネク
タ36の空気40による酸化を防止するため空気極37及び空
気極37ａとそれぞれ一部オーバーラップした構造となっ
ている。
【０００５】このように、円筒横縞型固体電解質燃料電
池においては、オーバーラップし他各構成膜を溶射によ
り成膜する場合、基体管上にマスキングを施し、特定の
位置に溶射する必要がある。通常、マスキング材は耐熱
性の金属箔等を用いるが、このマスキング材の基体管上
へ施工限界幅は最狭２mm程度である。従って、溶射法に
より作製した円筒横縞型固体電解質燃料電池の発電素子
（単電池セル）の長さは約１９mmであるのに対して、発
電に寄与しないインターコネクタ部の長さは約９mmであ
る。
池においては、オーバーラップし他各構成膜を溶射によ
り成膜する場合、基体管上にマスキングを施し、特定の
位置に溶射する必要がある。通常、マスキング材は耐熱
性の金属箔等を用いるが、このマスキング材の基体管上
へ施工限界幅は最狭２mm程度である。従って、溶射法に
より作製した円筒横縞型固体電解質燃料電池の発電素子
（単電池セル）の長さは約１９mmであるのに対して、発
電に寄与しないインターコネクタ部の長さは約９mmであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４は、円筒横縞型固
体電解質燃料電池の電流パスを平板固体電解質燃料電池
と比較して示したものである。なお、図中の符番31は基
体管、符番32は燃料極、符番33は電解質、符番34は空気
極、さらに符番35はインターコネクタを示す。
体電解質燃料電池の電流パスを平板固体電解質燃料電池
と比較して示したものである。なお、図中の符番31は基
体管、符番32は燃料極、符番33は電解質、符番34は空気
極、さらに符番35はインターコネクタを示す。
【０００７】平板型の電流パスでは各構成膜いずれにお
いても膜厚方向である。これに対して円筒横縞型では、
燃料パスは空気極及びインターコネクタ内の電流パスは
膜長さ方向となる。このため平板型に比べ電気的な抵抗
損失が大きく、円筒横縞型固体電解質燃料電池では、各
電極あるいはインターコネクタでの抵抗損失がセルの出
力性能に大きく影響する。
いても膜厚方向である。これに対して円筒横縞型では、
燃料パスは空気極及びインターコネクタ内の電流パスは
膜長さ方向となる。このため平板型に比べ電気的な抵抗
損失が大きく、円筒横縞型固体電解質燃料電池では、各
電極あるいはインターコネクタでの抵抗損失がセルの出
力性能に大きく影響する。
【０００８】前述の円筒横縞型固体電解質燃料電池にお
ける電極あるいはインターコネクタの抵抗損失は、その
構成材料あるいは同じ構成材料でも成膜方法によって異
なる。各構成膜を溶射法で成膜する場合、燃料極材料と
して例えばＮｉ／ＹＳＺ混合物サーメット，空気極材料
として例えばＬａＣｏＯ3 ，インターコネクタ材料とし
て例えば金属系材料（ＮｉＡｌ，ＮｉＣｒなど）の高導
電率材料が使用できるため、電極及びインターコネクタ
での抵抗損失はさほど問題ではない。
ける電極あるいはインターコネクタの抵抗損失は、その
構成材料あるいは同じ構成材料でも成膜方法によって異
なる。各構成膜を溶射法で成膜する場合、燃料極材料と
して例えばＮｉ／ＹＳＺ混合物サーメット，空気極材料
として例えばＬａＣｏＯ3 ，インターコネクタ材料とし
て例えば金属系材料（ＮｉＡｌ，ＮｉＣｒなど）の高導
電率材料が使用できるため、電極及びインターコネクタ
での抵抗損失はさほど問題ではない。
【０００９】しかしながら、各構成膜を焼結法で成膜す
る場合、使用可能な空気極材料が限定されるとともに、
金属系インターコネクタ材料が使用できない。このた
め、焼結法で作製した円筒横縞型固体電解質燃料電池で
は電極（特に空気極），インターコネクタの抵抗損失が
大きな問題となってくる。
る場合、使用可能な空気極材料が限定されるとともに、
金属系インターコネクタ材料が使用できない。このた
め、焼結法で作製した円筒横縞型固体電解質燃料電池で
は電極（特に空気極），インターコネクタの抵抗損失が
大きな問題となってくる。
【００１０】図５は、図３に示す円筒横縞型固体電解質
燃料電池の構造において、各構成膜を溶射法及び焼結法
で成膜した場合に理論的に計算される電気抵抗の一例で
ある。なお、このとき抵抗計算に用いた構成材料，膜厚
及び導電率を溶射法，焼結法夫々の場合について下記表
１に示す。図５に示すように、焼結法では発電素子部の
電気抵抗は溶射法に比べ若干低い程度であるのに対し、
インターコネクタ部の電気抵抗が溶射法に比べ明らかに
高くなる。
燃料電池の構造において、各構成膜を溶射法及び焼結法
で成膜した場合に理論的に計算される電気抵抗の一例で
ある。なお、このとき抵抗計算に用いた構成材料，膜厚
及び導電率を溶射法，焼結法夫々の場合について下記表
１に示す。図５に示すように、焼結法では発電素子部の
電気抵抗は溶射法に比べ若干低い程度であるのに対し、
インターコネクタ部の電気抵抗が溶射法に比べ明らかに
高くなる。
【００１１】
【表１】
【００１２】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、電極あるいはインターコネクタの電気的な抵
抗損失を極力低減しえる円筒横縞型固体電解質燃料電池
を提供することを目的とする。
たもので、電極あるいはインターコネクタの電気的な抵
抗損失を極力低減しえる円筒横縞型固体電解質燃料電池
を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明は、基体管の外
周に複数個の発電素子をインターコネクタを介して電気
的に直列に接続した円筒横縞型固体電解質燃料電池にお
いて、前記発電素子は、前記基体管上に形成された燃料
極と、該燃料極の上及び前記基体管の一部に接した電解
質と、この電解質上に形成された空気極からなり、前記
燃料極，電解質，空気極及びインターコネクタが焼結法
により成膜されたものであることを特徴とする円筒横縞
型固体電解質燃料電池である。
周に複数個の発電素子をインターコネクタを介して電気
的に直列に接続した円筒横縞型固体電解質燃料電池にお
いて、前記発電素子は、前記基体管上に形成された燃料
極と、該燃料極の上及び前記基体管の一部に接した電解
質と、この電解質上に形成された空気極からなり、前記
燃料極，電解質，空気極及びインターコネクタが焼結法
により成膜されたものであることを特徴とする円筒横縞
型固体電解質燃料電池である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１を
参照して説明する。図中の符番１は、ＣＳＺ− 20vol％
ＮｉＯからなる多孔質の基体管である。この基体管１上
には、Ｎｉ／ＭｇＡｌ2 Ｏ4 からなる燃料極２が形成さ
れている。この燃料極２上には、ＹＳＺ（ＺｒＯ2 −８
mol％Ｙ2 Ｏ3 ）からなる電解質３が基体管１の一部ま
で延出して形成されている。また、ＬａＳｒＣｒＣｏＯ
3 からなるインターコネクタ４が、前記燃料極２と隣接
する別な燃料極２ａの一部にまたいで形成されている。
更に、ＬａＣａＭｎＯ3 からなる空気極５が、前記電解
質３上からインターコネクタ４が燃料極２ａとオーバー
ラップする位置まで延長して形成されている。
参照して説明する。図中の符番１は、ＣＳＺ− 20vol％
ＮｉＯからなる多孔質の基体管である。この基体管１上
には、Ｎｉ／ＭｇＡｌ2 Ｏ4 からなる燃料極２が形成さ
れている。この燃料極２上には、ＹＳＺ（ＺｒＯ2 −８
mol％Ｙ2 Ｏ3 ）からなる電解質３が基体管１の一部ま
で延出して形成されている。また、ＬａＳｒＣｒＣｏＯ
3 からなるインターコネクタ４が、前記燃料極２と隣接
する別な燃料極２ａの一部にまたいで形成されている。
更に、ＬａＣａＭｎＯ3 からなる空気極５が、前記電解
質３上からインターコネクタ４が燃料極２ａとオーバー
ラップする位置まで延長して形成されている。
【００１５】前記基体管１の外周に形成された燃料極
２，２ａ、電解質３、空気極５及びインターコネクタ４
は、スラリー状材料を塗布する又は膜を貼付等を行なっ
た後、焼結し成形するものであって、焼結の温度や焼結
条件は各材質によって異なることもあり、本願はどのよ
うな条件でも焼結によった形成をしたものである。な
お、図中の符番６は燃料ガスを、符番７は空気を示す。
２，２ａ、電解質３、空気極５及びインターコネクタ４
は、スラリー状材料を塗布する又は膜を貼付等を行なっ
た後、焼結し成形するものであって、焼結の温度や焼結
条件は各材質によって異なることもあり、本願はどのよ
うな条件でも焼結によった形成をしたものである。な
お、図中の符番６は燃料ガスを、符番７は空気を示す。
【００１６】図２は図１に示した本発明による円筒横縞
型固体電解質燃料電池の理論的に計算される電気抵抗
を、図３に示した溶射法で作製した場合と比較して示し
た特性図である。なお、ここでの電気抵抗計算に用いた
各構成材料の膜厚及び導電率は上記表１に準じる。
型固体電解質燃料電池の理論的に計算される電気抵抗
を、図３に示した溶射法で作製した場合と比較して示し
た特性図である。なお、ここでの電気抵抗計算に用いた
各構成材料の膜厚及び導電率は上記表１に準じる。
【００１７】表１より、図２に示すように、焼結法で作
製した円筒横縞型固体電解質燃料電池においても、発電
素子部とインターコネクタ部の電気抵抗を合わした全電
気抵抗は溶射法で作製した場合と同程度となる。
製した円筒横縞型固体電解質燃料電池においても、発電
素子部とインターコネクタ部の電気抵抗を合わした全電
気抵抗は溶射法で作製した場合と同程度となる。
【００１８】上記実施例によれば、焼結法により作製し
た円筒横縞型固体電解質燃料電池においても、溶射法で
作製した場合と同程度に電気抵抗を低減することが可能
である。また、同時にインターコネクタ部の長さを短く
することができるため、セルチューブ当りの発電素子数
を多くすることができ、結果的にセルチューブの出力向
上が期待できる。
た円筒横縞型固体電解質燃料電池においても、溶射法で
作製した場合と同程度に電気抵抗を低減することが可能
である。また、同時にインターコネクタ部の長さを短く
することができるため、セルチューブ当りの発電素子数
を多くすることができ、結果的にセルチューブの出力向
上が期待できる。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
電極あるいはインターコネクタの電気的な抵抗損失を極
力低減しえる円筒横縞型固体電解質燃料電池を提供でき
る。
電極あるいはインターコネクタの電気的な抵抗損失を極
力低減しえる円筒横縞型固体電解質燃料電池を提供でき
る。
【図１】この発明の一実施例に係る円筒横縞型固体電解
質燃料電池の概略断面図。
質燃料電池の概略断面図。
【図２】図１の円筒横縞型固体電解質燃料電池の理論的
に計算される電気抵抗を、図３に示した溶射法で作製し
た場合と比較して示す特性図。
に計算される電気抵抗を、図３に示した溶射法で作製し
た場合と比較して示す特性図。
【図３】従来の円筒横縞型固体電解質燃料電池の概略断
面図。
面図。
【図４】図４（Ａ）は平板型固体電解質燃料電池の電流
パスを示す説明図、図４（Ｂ）は円筒横縞型固体電解質
燃料電池の電流パスを示す説明図。
パスを示す説明図、図４（Ｂ）は円筒横縞型固体電解質
燃料電池の電流パスを示す説明図。
【図５】溶射法及び焼結法により作製した円筒横縞型固
体電解質燃料電池の電気抵抗比較を示す特性図。
体電解質燃料電池の電気抵抗比較を示す特性図。
１…基体管、 ２，２ａ…燃料極、３…電解
質、 ４…インターコネクタ、５…空気極、
６…燃料ガス、７…空気。
質、 ４…インターコネクタ、５…空気極、
６…燃料ガス、７…空気。
Claims (1)
- 【請求項１】 基体管の外周に複数個の発電素子をイン
ターコネクタを介して電気的に直列に接続した円筒横縞
型固体電解質燃料電池において、 前記発電素子は、前記基体管上に形成された燃料極と、
該燃料極の上及び前記基体管の一部に接した電解質と、
この電解質上に形成された空気極からなり、前記燃料
極，電解質，空気極及びインターコネクタが焼結法によ
り成膜されたものであることを特徴とする円筒横縞型固
体電解質燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7240034A JPH0992301A (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 円筒横縞型固体電解質燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7240034A JPH0992301A (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 円筒横縞型固体電解質燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0992301A true JPH0992301A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17053490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7240034A Pending JPH0992301A (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 円筒横縞型固体電解質燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0992301A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522384A (ja) * | 2000-02-04 | 2003-07-22 | シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド | アノードに支持された電解質を含むアセンブリの製造方法およびそのようなアセンブリを備えるセラミック電池 |
| JPWO2004082058A1 (ja) * | 2003-03-13 | 2006-06-15 | 東京瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池モジュール |
| JP2008192327A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-21 | Kyocera Corp | 横縞型燃料電池セルおよびセルスタック並びに燃料電池 |
-
1995
- 1995-09-19 JP JP7240034A patent/JPH0992301A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522384A (ja) * | 2000-02-04 | 2003-07-22 | シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド | アノードに支持された電解質を含むアセンブリの製造方法およびそのようなアセンブリを備えるセラミック電池 |
| JPWO2004082058A1 (ja) * | 2003-03-13 | 2006-06-15 | 東京瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池モジュール |
| JP4541296B2 (ja) * | 2003-03-13 | 2010-09-08 | 東京瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池モジュール |
| JP2008192327A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-21 | Kyocera Corp | 横縞型燃料電池セルおよびセルスタック並びに燃料電池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010724 |