JPH0997613A - 高温電気化学電池 - Google Patents
高温電気化学電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 支持チューブと電極の機能を兼ね備えた電極
材料及びかかる電極を有する高温電気化学電池を提供す
る。 【解決手段】 下式で表わされ、密度が理論密度の約8
0%を越えない固溶体から成る化合物により管の形に形
成されている: La1-x-w (ML )x (Ce)w (Ms1)1-y (Ms2)
y O3 式中、ML はCa,Sr及びBaの少なくとも1種;M
s1はMnもしくはCrまたはMn及びCr;Ms2はN
i,Fe,Co,Ti,Al,In,Sn,Mg,Y,
Nb,Taの少なくとも1種;wは0.05〜0.2
5;x+wは0.1〜0.7;yは0〜0.5であり溶解度
の限界内である。
材料及びかかる電極を有する高温電気化学電池を提供す
る。 【解決手段】 下式で表わされ、密度が理論密度の約8
0%を越えない固溶体から成る化合物により管の形に形
成されている: La1-x-w (ML )x (Ce)w (Ms1)1-y (Ms2)
y O3 式中、ML はCa,Sr及びBaの少なくとも1種;M
s1はMnもしくはCrまたはMn及びCr;Ms2はN
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Nb,Taの少なくとも1種;wは0.05〜0.2
5;x+wは0.1〜0.7;yは0〜0.5であり溶解度
の限界内である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、支持チューブと電
極の機能を兼ね備えた電極材料及びかかる電極を有する
高温電気化学電池に関する。
極の機能を兼ね備えた電極材料及びかかる電極を有する
高温電気化学電池に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ランタ
ンの一部分をカルシウム・イオンまたはストロンチウム
・イオンで置換して変性した亜マンガン酸ランタンが高
温固体電解質燃料電池の電極材料として使用されてい
る。ランタンの一部分をカルシウム・イオンまたはスト
ロンチウム・イオンで置換して変性した亜クロム酸ラン
タンも、高温固体電解質燃料電池の空気電極または空気
電極及び支持体兼用の材料として考慮されている。この
種の燃料電池は、それぞれ支持体、空気電極、電解質、
燃料電極、相互接続体及びその他の機能を発揮する連続
したセラミックス材料の接合層から成る。製造または動
作時における高温と室温との加熱サイクル中に燃料電池
が損傷しないように、燃料電池を構成している各層の熱
膨脹特性が一致していることが望ましい。各層の熱膨脹
特性が一致しない場合には、熱サイクル中に層が割れて
燃料電池が動作不良になったり少なくとも動作効率が低
下する可能性がある。
ンの一部分をカルシウム・イオンまたはストロンチウム
・イオンで置換して変性した亜マンガン酸ランタンが高
温固体電解質燃料電池の電極材料として使用されてい
る。ランタンの一部分をカルシウム・イオンまたはスト
ロンチウム・イオンで置換して変性した亜クロム酸ラン
タンも、高温固体電解質燃料電池の空気電極または空気
電極及び支持体兼用の材料として考慮されている。この
種の燃料電池は、それぞれ支持体、空気電極、電解質、
燃料電極、相互接続体及びその他の機能を発揮する連続
したセラミックス材料の接合層から成る。製造または動
作時における高温と室温との加熱サイクル中に燃料電池
が損傷しないように、燃料電池を構成している各層の熱
膨脹特性が一致していることが望ましい。各層の熱膨脹
特性が一致しない場合には、熱サイクル中に層が割れて
燃料電池が動作不良になったり少なくとも動作効率が低
下する可能性がある。
【0003】変性亜マンガン酸ランタン及び変性亜クロ
ム酸ランタンを用いて燃料電池を製造する場合の難点
は、導電率が最高値になるように変性したこの種の材料
の熱膨脹係数が、安定化ジルコニア電解質または安定化
ジルコニア支持体といった燃料電池の製造に通常使用さ
れるいくつかの他の材料の熱膨脹係数よりも大きいとい
うことである。これら種々の材料の熱膨張係数は、特定
の燃料電池に用いるために選択した組成によって異なる
が、亜マンガン酸ランタン及び亜クロム酸ランタンの熱
膨脹係数を他の材料の熱膨脹係数に合致するように調整
できることが強く望まれる。このように熱膨脹係数を一
致させると、燃料電池における上記各材料の使用が可能
となり、熱サイクル中に電池部材に割れを生じることも
ない。
ム酸ランタンを用いて燃料電池を製造する場合の難点
は、導電率が最高値になるように変性したこの種の材料
の熱膨脹係数が、安定化ジルコニア電解質または安定化
ジルコニア支持体といった燃料電池の製造に通常使用さ
れるいくつかの他の材料の熱膨脹係数よりも大きいとい
うことである。これら種々の材料の熱膨張係数は、特定
の燃料電池に用いるために選択した組成によって異なる
が、亜マンガン酸ランタン及び亜クロム酸ランタンの熱
膨脹係数を他の材料の熱膨脹係数に合致するように調整
できることが強く望まれる。このように熱膨脹係数を一
致させると、燃料電池における上記各材料の使用が可能
となり、熱サイクル中に電池部材に割れを生じることも
ない。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の一般式
で表わされる固溶体から成る化合物により気体に対して
多孔質な管の形に形成され、 La1-x-w(ML)x(Ce)w(Ms1)1-y(Ms2)yO3 式中、ML はCa,Sr及びBaの少なくとも1種;M
s1はMnもしくはCrまたはMn及びCr;Ms2はN
i,Fe,Co,Ti,Al,In,Sn,Mg,Y,
Nb,Taの少なくとも1種;wは0.05〜0.2
5;x+wは0.1〜0.7;yは0〜0.5であり溶解度
の限界内である;固溶体の密度が理論密度の約80%を
越えないことを特徴とする支持チューブと電極の機能を
兼ね備えた部材を提供する。
で表わされる固溶体から成る化合物により気体に対して
多孔質な管の形に形成され、 La1-x-w(ML)x(Ce)w(Ms1)1-y(Ms2)yO3 式中、ML はCa,Sr及びBaの少なくとも1種;M
s1はMnもしくはCrまたはMn及びCr;Ms2はN
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Nb,Taの少なくとも1種;wは0.05〜0.2
5;x+wは0.1〜0.7;yは0〜0.5であり溶解度
の限界内である;固溶体の密度が理論密度の約80%を
越えないことを特徴とする支持チューブと電極の機能を
兼ね備えた部材を提供する。
【0005】本発明はさらに、電解質に接合された電極
または電極電流担体が以下の一般式で表わされる固溶体
から成る化合物で形成され、 La1-x-w(ML)x(Ce)w(Ms1)1-y(Ms2)yO3 式中、ML はCa,Sr及びBaの少なくとも1種;M
s1はMnもしくはCrまたはMn及びCr;Ms2はN
i,Fe,Co,Ti,Al,In,Sn,Mg,Y,
Nb,Taの少なくとも1種;wは0.05〜0.2
5;x+wは0.1〜0.7;yは0〜0.5であり溶解度
の限界内である;前記電極または電極電流担体が他の電
池部材即ち電池の各部材の機械的支持体となる電気化学
電池を提供する。
または電極電流担体が以下の一般式で表わされる固溶体
から成る化合物で形成され、 La1-x-w(ML)x(Ce)w(Ms1)1-y(Ms2)yO3 式中、ML はCa,Sr及びBaの少なくとも1種;M
s1はMnもしくはCrまたはMn及びCr;Ms2はN
i,Fe,Co,Ti,Al,In,Sn,Mg,Y,
Nb,Taの少なくとも1種;wは0.05〜0.2
5;x+wは0.1〜0.7;yは0〜0.5であり溶解度
の限界内である;前記電極または電極電流担体が他の電
池部材即ち電池の各部材の機械的支持体となる電気化学
電池を提供する。
【0006】変性亜マンガン酸ランタンまたは変性亜ク
ロム酸ランタン中のランタンの一部分をセリウムで置換
すると熱膨脹係数が減少し、燃料電池の支持チューブ及
び電解質中で使用される他の材料の熱膨脹係数とよく一
致するようになるという知見が得られた。セリウムは化
学的特性の多くの点で類似性を持つ14種の稀土類元素
のうちの1種に過ぎないにもかかわらず、本発明者の試
験によればほぼ同程度の濃度の場合にはセリウムだけが
変性亜クロム酸ランタン及び変性亜マンガン酸ランタン
の熱膨脹係数にこのような大きな影響を与えるというこ
とは驚くべき知見であった。少量のランタンをセリウム
で置換すると抵抗率が僅かに大きくなるが、抵抗率の増
大は充分に小さく、空気電極材料として極めて有用な程
度に止まる。
ロム酸ランタン中のランタンの一部分をセリウムで置換
すると熱膨脹係数が減少し、燃料電池の支持チューブ及
び電解質中で使用される他の材料の熱膨脹係数とよく一
致するようになるという知見が得られた。セリウムは化
学的特性の多くの点で類似性を持つ14種の稀土類元素
のうちの1種に過ぎないにもかかわらず、本発明者の試
験によればほぼ同程度の濃度の場合にはセリウムだけが
変性亜クロム酸ランタン及び変性亜マンガン酸ランタン
の熱膨脹係数にこのような大きな影響を与えるというこ
とは驚くべき知見であった。少量のランタンをセリウム
で置換すると抵抗率が僅かに大きくなるが、抵抗率の増
大は充分に小さく、空気電極材料として極めて有用な程
度に止まる。
【0007】本発明をより明確に理解できるように、添
付の図面を参照して、以下に本発明の好ましい実施例に
ついて説明する。
付の図面を参照して、以下に本発明の好ましい実施例に
ついて説明する。
【0008】
【発明の実施の形態】図1図において、燃料電池1は電
池に構造安定性または構造強度を与える支持チューブ2
を有する。一般的に、支持チューブは、気体透過性の多
孔質壁部を形成するカルシアで安定化したジルコニアか
ら成り、その厚さは約1〜2mmである。支持チューブ
2の外周部を薄い多孔質の空気電極,即ちカソード3が
取囲んでいる。カソード3は、一般的には、プラズマ溶
射またはスラリー噴射もしくはスラリー中への浸漬と焼
結というような周知の技法によって支持チューブに付着
させた厚さ約15〜1000ミクロンの複合酸化物から
構成される。この空気電極は、亜マンガン酸ランタンま
たは亜クロム酸ランタンを含む化学的に変性された酸化
物または酸化物の混合物から成るものでよい。電極の上
部には、代表的にイットリアで安定化したジルコニアか
ら成る厚さ約1ミクロン〜100ミクロンの気密の固体
電解質が配設される。電解質の付着工程では選定した長
手方向区画5にマスクを施すが、この区画5には相互接
続材料を付着させて相互接続部6を形成する。相互接続
材料は、酸素雰囲気及び燃料雰囲気中において導電性で
なければならない。相互接続部は、厚さが5〜100ミ
クロンであり、一般にはカルシウム、ストロンチウムま
たはマグネシウムをドープした亜クロム酸ランタンから
成る。電池の相互接続部以外の領域は、アノードとして
作用する燃料電極7によって取囲まれている。一般的に
アノードの厚さは30〜100ミクロンである。相互接
続部6の上部には、アノードと同一組成の材料8が付着
している。この材料8の代表的な例は、ニッケル・ジル
コニア・サーメットまたはコバルト・ジルコニア・サー
メットであり、厚さは50〜100ミクロンである。
池に構造安定性または構造強度を与える支持チューブ2
を有する。一般的に、支持チューブは、気体透過性の多
孔質壁部を形成するカルシアで安定化したジルコニアか
ら成り、その厚さは約1〜2mmである。支持チューブ
2の外周部を薄い多孔質の空気電極,即ちカソード3が
取囲んでいる。カソード3は、一般的には、プラズマ溶
射またはスラリー噴射もしくはスラリー中への浸漬と焼
結というような周知の技法によって支持チューブに付着
させた厚さ約15〜1000ミクロンの複合酸化物から
構成される。この空気電極は、亜マンガン酸ランタンま
たは亜クロム酸ランタンを含む化学的に変性された酸化
物または酸化物の混合物から成るものでよい。電極の上
部には、代表的にイットリアで安定化したジルコニアか
ら成る厚さ約1ミクロン〜100ミクロンの気密の固体
電解質が配設される。電解質の付着工程では選定した長
手方向区画5にマスクを施すが、この区画5には相互接
続材料を付着させて相互接続部6を形成する。相互接続
材料は、酸素雰囲気及び燃料雰囲気中において導電性で
なければならない。相互接続部は、厚さが5〜100ミ
クロンであり、一般にはカルシウム、ストロンチウムま
たはマグネシウムをドープした亜クロム酸ランタンから
成る。電池の相互接続部以外の領域は、アノードとして
作用する燃料電極7によって取囲まれている。一般的に
アノードの厚さは30〜100ミクロンである。相互接
続部6の上部には、アノードと同一組成の材料8が付着
している。この材料8の代表的な例は、ニッケル・ジル
コニア・サーメットまたはコバルト・ジルコニア・サー
メットであり、厚さは50〜100ミクロンである。
【0009】動作時には、水素または一酸化炭素のよう
な気体状の燃料が電池の外側を流れ、酸素源となる気体
が電池の内側を通過する。酸素は電極との界面で酸素イ
オンを発生させ、酸素イオンが電解質を通ってアノード
に移動する。電子はカソードに集められて、外部負荷回
路に電流が流れる。一つの電池の相互接続部をもう一つ
の電池のアノードと接触させることにより、多数の電池
を直列に接続することができる。この型式の燃料電池発
電装置については、米国特許第4,395,468号及
び第3,400,054号並びに1982年11月20
日に出願された米国特許出願第323,641号[出願
人:アイセンバーグ (Isenberg)]の明細書を参照され
たい。
な気体状の燃料が電池の外側を流れ、酸素源となる気体
が電池の内側を通過する。酸素は電極との界面で酸素イ
オンを発生させ、酸素イオンが電解質を通ってアノード
に移動する。電子はカソードに集められて、外部負荷回
路に電流が流れる。一つの電池の相互接続部をもう一つ
の電池のアノードと接触させることにより、多数の電池
を直列に接続することができる。この型式の燃料電池発
電装置については、米国特許第4,395,468号及
び第3,400,054号並びに1982年11月20
日に出願された米国特許出願第323,641号[出願
人:アイセンバーグ (Isenberg)]の明細書を参照され
たい。
【0010】本発明のセラミックスは、ベロブスカイト
に類似した結晶構造を持ち、下記のような一般式を有す
る固溶体である: La1-x-w(ML)x(Ce)w(Ms1)1-y(Ms2)yO3 式中のML はカルシウム、ストロンチウム、バリウムま
たはこれらの混合物であるが、安価であるため100モ
ル%カルシウムであるのが好ましく、固体酸化物燃料電
池での動作特性が良好であることが判明している。上記
のイオン類の存在により導電性が向上する。式中のMs1
は、マンガン、クロムまたはこれらの混合物であり、M
s2はニッケル、鉄、コバルト、チタニウム、アルミニウ
ム、インジウム、錫、マグネシウム、イットリウム、ニ
オビウム、タンタル、またはこれらの混合物である。式
中、yは0〜0.5、好ましくは0であり、マンガンま
たはクロム以外の成分の添加は一般的には好ましくな
い。化合物中でマンガンが使用されているのは導電性を
よくするためである。化合物中にクロムが存在すると導
電率は低下するけれども、クロムはマンガンほど電解質
と反応しない。さらに、上記の各元素類は、それらの溶
解度の限界以上に添加してはならない。x+wの値は0.
1〜0.7、好ましくは0.4〜0.7であり、x+wが
上記範囲未満であると導電率が低下し、上記範囲を越え
るとセラミックスの熱膨脹挙動が劣化し相変化を起こす
可能性が生じる。wの値は0.05〜0.25、好まし
くは0.1〜0.2であり、wの値が上記範囲未満であ
るとセラミックスの熱膨脹係数が著しく減少し、上記範
囲を越えると導電率が低下し、電気化学電池で使用され
ている(ZrO2)0.85(CaO)0.15のような安定化ジ
ルコニア材料の熱膨脹係数の範囲と一致させるためには
wの値を上記の範囲を越える値にする必要はない。
に類似した結晶構造を持ち、下記のような一般式を有す
る固溶体である: La1-x-w(ML)x(Ce)w(Ms1)1-y(Ms2)yO3 式中のML はカルシウム、ストロンチウム、バリウムま
たはこれらの混合物であるが、安価であるため100モ
ル%カルシウムであるのが好ましく、固体酸化物燃料電
池での動作特性が良好であることが判明している。上記
のイオン類の存在により導電性が向上する。式中のMs1
は、マンガン、クロムまたはこれらの混合物であり、M
s2はニッケル、鉄、コバルト、チタニウム、アルミニウ
ム、インジウム、錫、マグネシウム、イットリウム、ニ
オビウム、タンタル、またはこれらの混合物である。式
中、yは0〜0.5、好ましくは0であり、マンガンま
たはクロム以外の成分の添加は一般的には好ましくな
い。化合物中でマンガンが使用されているのは導電性を
よくするためである。化合物中にクロムが存在すると導
電率は低下するけれども、クロムはマンガンほど電解質
と反応しない。さらに、上記の各元素類は、それらの溶
解度の限界以上に添加してはならない。x+wの値は0.
1〜0.7、好ましくは0.4〜0.7であり、x+wが
上記範囲未満であると導電率が低下し、上記範囲を越え
るとセラミックスの熱膨脹挙動が劣化し相変化を起こす
可能性が生じる。wの値は0.05〜0.25、好まし
くは0.1〜0.2であり、wの値が上記範囲未満であ
るとセラミックスの熱膨脹係数が著しく減少し、上記範
囲を越えると導電率が低下し、電気化学電池で使用され
ている(ZrO2)0.85(CaO)0.15のような安定化ジ
ルコニア材料の熱膨脹係数の範囲と一致させるためには
wの値を上記の範囲を越える値にする必要はない。
【0011】熱膨脹係数がよく一致する材料のいくつか
の組合わせが実験的に確認されているが、これらの材料
は,一体的に接合しても熱サイクル時に割れを起こす危
険性が少ないことがわかっている。このような組合わせ
の例としては、電解質として(ZrO2)0.9(Y2O3)
0.1を用い、電極材料として La0.3Ca0.5-0.6Ce0.2-0.1MnO3 を用いる組合わせを挙げることができる。もう一つの例
としては、支持チューブに(ZrO2)0.85(CaO)
0.15を用い、電極に La0.3Ca0.5-0.6Ce0.2-0.1MnO3 を用いる組合わせを挙げることができる。他の例では、
電解質として(ZrO2)0.9(Y2O3)0.1用いて、 La0.3Ca0.5-0.6Ce0.2-0.1CrO3 から成る電極と組合わせる。さらにもう一つの例は、支
持体または電解質として(ZrO2)0.85(CaO)0.15
を用いて、 La0.3Ca0.5-0.6Ce0.2-0.1CrO3 から成る電極と組合わせる例である。
の組合わせが実験的に確認されているが、これらの材料
は,一体的に接合しても熱サイクル時に割れを起こす危
険性が少ないことがわかっている。このような組合わせ
の例としては、電解質として(ZrO2)0.9(Y2O3)
0.1を用い、電極材料として La0.3Ca0.5-0.6Ce0.2-0.1MnO3 を用いる組合わせを挙げることができる。もう一つの例
としては、支持チューブに(ZrO2)0.85(CaO)
0.15を用い、電極に La0.3Ca0.5-0.6Ce0.2-0.1MnO3 を用いる組合わせを挙げることができる。他の例では、
電解質として(ZrO2)0.9(Y2O3)0.1用いて、 La0.3Ca0.5-0.6Ce0.2-0.1CrO3 から成る電極と組合わせる。さらにもう一つの例は、支
持体または電解質として(ZrO2)0.85(CaO)0.15
を用いて、 La0.3Ca0.5-0.6Ce0.2-0.1CrO3 から成る電極と組合わせる例である。
【0012】変性亜マンガン酸ランタンまたは変性亜ク
ロム酸ランタンは、単一相の固溶体であり、二相から成
る機械的な混合物ではない。本発明によるセラミックス
は、必要な特定の比率で各元素の化合物類を混合し、1
400°C〜1800°Cで1〜4時間加圧・焼結する
ことによって製造できる。使用できる化合物類は、酸化
物、炭化物並びにシュウ酸塩のような加熱により酸化物
を形成する化合物類である。固体電解質電気化学電池の
支持チューブと電極とを組合わせ体、即ち支持チューブ
と電極の機能を兼ね備えた1つの部材として使用するた
めに、粒度及び焼結温度を選択して、焼結酸化物の密度
が理論密度の約80%を越えないようにして、周囲の気
体が透過して電気化学反応の起こる電極と電解質との界
面に到達できる密度にする。例えば燃料電池、電解槽ま
たは酸素ゲージ(oxygen gauge)等の固体電解質電気化学
電池以外の使用においても、上記の亜クロム酸ランタン
固溶体によりMHD発電機の電極部材間の熱膨脹係数を
より合致させることもできる。
ロム酸ランタンは、単一相の固溶体であり、二相から成
る機械的な混合物ではない。本発明によるセラミックス
は、必要な特定の比率で各元素の化合物類を混合し、1
400°C〜1800°Cで1〜4時間加圧・焼結する
ことによって製造できる。使用できる化合物類は、酸化
物、炭化物並びにシュウ酸塩のような加熱により酸化物
を形成する化合物類である。固体電解質電気化学電池の
支持チューブと電極とを組合わせ体、即ち支持チューブ
と電極の機能を兼ね備えた1つの部材として使用するた
めに、粒度及び焼結温度を選択して、焼結酸化物の密度
が理論密度の約80%を越えないようにして、周囲の気
体が透過して電気化学反応の起こる電極と電解質との界
面に到達できる密度にする。例えば燃料電池、電解槽ま
たは酸素ゲージ(oxygen gauge)等の固体電解質電気化学
電池以外の使用においても、上記の亜クロム酸ランタン
固溶体によりMHD発電機の電極部材間の熱膨脹係数を
より合致させることもできる。
【0013】次に、実施例を挙げて本発明を例示する。
【0014】実 施 例 化合物MnO2,Cr2O3,La2O3,CaCO3,Sr
CO3,CeO2及びY 2O3を使用し、各化合物を所用比
率で混合し、70.3〜703kg/cm2 (1000〜10
000 psi)で加圧した後1〜4時間焼結して、組成物La
0.3Ca0.5Ce0.2MnO3、La0.7Sr0.3MnO3、
La0.7Sr0.2Ca0.1MnO3,La0.35Ca0.65Mn
O3、La0.5Ca0.5CrO3、La0.3Ca0.5Ce0.2
CrO3を調製した。マンガンを含有する組成物は14
00°C〜1500°Cで焼結させ、クロムを含有する
組成物は約1600°Cで焼結させた。熱膨脹データを
比較するために、(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08の焼結
棒を準備した。製品は、長さ約2.54cm(1イン
チ)、幅及び厚さ0.635cm×0.635cm(1/
4インチ×1/4インチ)の長方形の棒であった。棒の形状
を整えて、熱膨脹率特性を安定化させるために、135
0°Cと室温との熱サイクルを3回繰返した。
CO3,CeO2及びY 2O3を使用し、各化合物を所用比
率で混合し、70.3〜703kg/cm2 (1000〜10
000 psi)で加圧した後1〜4時間焼結して、組成物La
0.3Ca0.5Ce0.2MnO3、La0.7Sr0.3MnO3、
La0.7Sr0.2Ca0.1MnO3,La0.35Ca0.65Mn
O3、La0.5Ca0.5CrO3、La0.3Ca0.5Ce0.2
CrO3を調製した。マンガンを含有する組成物は14
00°C〜1500°Cで焼結させ、クロムを含有する
組成物は約1600°Cで焼結させた。熱膨脹データを
比較するために、(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08の焼結
棒を準備した。製品は、長さ約2.54cm(1イン
チ)、幅及び厚さ0.635cm×0.635cm(1/
4インチ×1/4インチ)の長方形の棒であった。棒の形状
を整えて、熱膨脹率特性を安定化させるために、135
0°Cと室温との熱サイクルを3回繰返した。
【0015】その後、温度を上昇させて棒の膨脹係数を
測定した。第2図及び第3図に結果を示す。第2図中、
AはLa0.5Ca0.5CrO3であり、Bは(ZrO2)
0.92(Y2O3)0.08であり、CはLa0.3Ca0.5Ce
0.2CrO3である。第2図及び第3図は、セリウムを含
有する化合物類が、セリウムを含有しない類似化合物類
よりもイットリアで安定化したジルコニウムとよく一致
する熱膨脹特性をもつことを示している。
測定した。第2図及び第3図に結果を示す。第2図中、
AはLa0.5Ca0.5CrO3であり、Bは(ZrO2)
0.92(Y2O3)0.08であり、CはLa0.3Ca0.5Ce
0.2CrO3である。第2図及び第3図は、セリウムを含
有する化合物類が、セリウムを含有しない類似化合物類
よりもイットリアで安定化したジルコニウムとよく一致
する熱膨脹特性をもつことを示している。
【0016】
【図1】燃料電池の断面を示す概略説明図である。
【図2】本発明によるセラミックスの熱膨張特性を示す
グラフである。
グラフである。
【図3】本発明によるセラミックスの熱膨張特性を示す
グラフである。
グラフである。
1 燃料電池 2 支持チュ−ブ 3 空気電極(カソ−ド) 4 固体電解質 7 燃料電池(アノ−ド)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01M 4/90 H01M 4/90 X 8/02 8/02 E
Claims (2)
- 【請求項1】 以下の一般式で表わされる固溶体から成
る化合物により気体に対して多孔質な管の形に形成さ
れ、 La1-x-w(ML)x(Ce)w(Ms1)1-y(Ms2)yO3 式中、ML はCa,Sr及びBaの少なくとも1種;M
s1はMnもしくはCrまたはMn及びCr;Ms2はN
i,Fe,Co,Ti,Al,In,Sn,Mg,Y,
Nb,Taの少なくとも1種;wは0.05〜0.2
5;x+wは0.1〜0.7;yは0〜0.5であり溶解度
の限界内である;固溶体の密度が理論密度の約80%を
越えないことを特徴とする支持チューブと電極の機能を
兼ね備えた部材。 - 【請求項2】 電解質に接合された電極または電極電流
担体が以下の一般式で表わされる固溶体から成る化合物
で形成され、 La1-x-w(ML)x(Ce)w(Ms1)1-y(Ms2)yO3 式中、ML はCa,Sr及びBaの少なくとも1種;M
s1はMnもしくはCrまたはMn及びCr;Ms2はN
i,Fe,Co,Ti,Al,In,Sn,Mg,Y,
Nb,Taの少なくとも1種;wは0.05〜0.2
5;x+wは0.1〜0.7;yは0〜0.5であり溶解度
の限界内である;前記電極または電極電流担体が他の電
池部材即ち電池の各部材の機械的支持体となる電気化学
電池。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US693903 | 1985-01-22 | ||
US06/693,903 US4562124A (en) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | Air electrode material for high temperature electrochemical cells |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60198404A Division JP2575627B2 (ja) | 1985-01-22 | 1985-09-06 | 高温電気化学電池の空気電極材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0997613A true JPH0997613A (ja) | 1997-04-08 |
JP2927339B2 JP2927339B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=24786604
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60198404A Expired - Lifetime JP2575627B2 (ja) | 1985-01-22 | 1985-09-06 | 高温電気化学電池の空気電極材料 |
JP8093321A Expired - Lifetime JP2927339B2 (ja) | 1985-01-22 | 1996-03-23 | 高温電気化学電池 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60198404A Expired - Lifetime JP2575627B2 (ja) | 1985-01-22 | 1985-09-06 | 高温電気化学電池の空気電極材料 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4562124A (ja) |
EP (1) | EP0188868B1 (ja) |
JP (2) | JP2575627B2 (ja) |
CA (1) | CA1249924A (ja) |
DE (1) | DE3577783D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002358984A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池用基体管、燃料電池用基体管材料及び燃料電池セル管の製造方法 |
Families Citing this family (92)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3445251A1 (de) * | 1984-12-12 | 1986-06-12 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Elektrisch leitfaehige keramik |
DE3539029A1 (de) * | 1985-11-02 | 1987-05-07 | Bbc Brown Boveri & Cie | Hochtemperatur-schutzschicht und verfahren zu ihrer herstellung |
DE3611291A1 (de) * | 1986-04-04 | 1987-10-15 | Dornier System Gmbh | Herstellung von langzeitbestaendigen sauerstoffelektroden fuer elektrolysezellen mit festelektrolyt |
US4702971A (en) * | 1986-05-28 | 1987-10-27 | Westinghouse Electric Corp. | Sulfur tolerant composite cermet electrodes for solid oxide electrochemical cells |
JP2601806B2 (ja) * | 1986-09-30 | 1997-04-16 | 三菱重工業株式会社 | 固体電解質燃料電池とその製作法 |
US4761349A (en) * | 1987-03-19 | 1988-08-02 | University Of Chicago | Solid oxide fuel cell with monolithic core |
US4751152A (en) * | 1987-04-06 | 1988-06-14 | Westinghouse Electric Corp. | High bulk self-supporting electrode with integral gas feed conduit for solid oxide fuel cells |
US4876163A (en) * | 1987-12-18 | 1989-10-24 | Westinghouse Electric Corp. | Generator configuration for solid oxide fuel cells |
US5045170A (en) * | 1989-05-02 | 1991-09-03 | Globe-Union, Inc. | Electrodies containing a conductive metal oxide |
JPH0362459A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-18 | Onoda Cement Co Ltd | 固体電解質型燃料電池及びその製造方法 |
LU87596A1 (de) * | 1989-09-25 | 1991-05-07 | Europ Communities | Feststoff-sauerstoffsensor |
US5314508A (en) * | 1990-05-29 | 1994-05-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid electrolyte fuel cell and method for manufacture of same |
US5244753A (en) * | 1990-05-29 | 1993-09-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid electrolyte fuel cell and method for manufacture of same |
JPH0697613B2 (ja) * | 1990-07-12 | 1994-11-30 | 日本碍子株式会社 | 固体電解質型燃料電池用空気電極材の製造方法 |
US5108850A (en) * | 1990-08-01 | 1992-04-28 | Westinghouse Electric Corp. | Thin tubular self-supporting electrode for solid oxide electrolyte electrochemical cells |
US5407618A (en) * | 1990-08-13 | 1995-04-18 | The Boeing Company | Method for producing ceramic oxide compounds |
JPH053037A (ja) * | 1990-10-03 | 1993-01-08 | Fuji Electric Co Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
US5106706A (en) * | 1990-10-18 | 1992-04-21 | Westinghouse Electric Corp. | Oxide modified air electrode surface for high temperature electrochemical cells |
JPH04206269A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-28 | Fujikura Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
JP2719049B2 (ja) * | 1991-01-28 | 1998-02-25 | 日本碍子株式会社 | ランタンクロマイト膜の製造方法及び固体電解質型燃料電池用インターコネクターの製造方法 |
DE4203245C2 (de) * | 1991-02-07 | 1994-03-24 | Yoshida Kogyo Kk | Festelektrolytbrennstoffzelle |
DE4104838A1 (de) * | 1991-02-16 | 1992-08-20 | Abb Patent Gmbh | Keramisches material zur herstellung einer verstaerkungsschicht fuer die luftelektrode einer brennstoffzelle mit festelektrolyt |
JPH0748378B2 (ja) * | 1991-03-28 | 1995-05-24 | 日本碍子株式会社 | 固体電解質燃料電池用空気電極及びこれを有する固体電解質燃料電池 |
JPH04301321A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-23 | Ngk Insulators Ltd | 電気伝導性セラミックス膜の製造方法 |
TW269058B (ja) * | 1992-04-29 | 1996-01-21 | Westinghouse Electric Corp | |
JPH0644991A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-02-18 | Ngk Insulators Ltd | 固体電解質型燃料電池用インターコネクターの製造方法 |
US5432024A (en) * | 1992-10-14 | 1995-07-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Porous lanthanum manganite sintered bodies and solid oxide fuel cells |
DE4237602A1 (de) * | 1992-11-06 | 1994-05-11 | Siemens Ag | Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Stapel und Verfahren zu seiner Herstellung |
US5529856A (en) * | 1993-01-14 | 1996-06-25 | Electric Power Research Institute | Fuel cell having solidified plasma components |
US5604048A (en) * | 1993-02-26 | 1997-02-18 | Kyocera Corporation | Electrically conducting ceramic and fuel cell using the same |
DE4406276B4 (de) * | 1993-02-26 | 2007-10-11 | Kyocera Corp. | Elektrisch leitendes Keramikmaterial |
US5403461A (en) * | 1993-03-10 | 1995-04-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Solid electrolyte-electrode system for an electrochemical cell |
US5580497A (en) * | 1993-04-16 | 1996-12-03 | Amoco Corporation | Oxygen ion-conducting dense ceramic |
US5958304A (en) * | 1993-06-21 | 1999-09-28 | Gas Research Institute | Doped lanthanum chromite material for bipolar interconnects for solid oxide fuel cells |
US5614127A (en) * | 1993-06-21 | 1997-03-25 | Gas Research Institute | High-performance ceramic interconnect for SOFC applications |
EP0639866B1 (en) * | 1993-08-16 | 1997-05-21 | Westinghouse Electric Corporation | Stable air electrode for high temperature solid oxide electrolyte electrochemical cells |
JP2685721B2 (ja) * | 1994-11-04 | 1997-12-03 | 工業技術院長 | 無粒界型マンガン酸化物系結晶体及びスイッチング型磁気抵抗素子 |
US5516597A (en) * | 1994-11-07 | 1996-05-14 | Westinghouse Electric Corporation | Protective interlayer for high temperature solid electrolyte electrochemical cells |
DE69505784T2 (de) * | 1995-02-09 | 1999-05-06 | Tokyo Yogyo K.K., Tokio/Tokyo | Fester Elektrolyt für eine Brennstoffzelle und sein Herstellungsverfahren |
US5543239A (en) * | 1995-04-19 | 1996-08-06 | Electric Power Research Institute | Electrode design for solid state devices, fuel cells and sensors |
JP2001513188A (ja) * | 1995-09-25 | 2001-08-28 | ヘレウス エレクトロナイト インタナショナル エヌ.ヴィー. | 炭化水素センサ用電極材料 |
US5747185A (en) * | 1995-11-14 | 1998-05-05 | Ztek Corporation | High temperature electrochemical converter for hydrocarbon fuels |
DE69516526T2 (de) * | 1995-12-28 | 2000-11-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Poröse gesinterte Lanthanmanganit-Körper und Verfahren zu ihrer Herstellung |
EP0781735B1 (en) * | 1995-12-28 | 2000-04-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Extrudable lanthanum manganite paste, extruded lanthanum manganite body and method of manufacturing porous sintered lanthanum manganite body |
US5686198A (en) * | 1996-02-29 | 1997-11-11 | Westinghouse Electric Corporation | Low cost stable air electrode material for high temperature solid oxide electrolyte electrochemical cells |
US5932146A (en) * | 1996-02-29 | 1999-08-03 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Air electrode composition for solid oxide fuel cell |
US5759936A (en) * | 1996-03-21 | 1998-06-02 | Haldor Topsoe As | Lanthanide ceramic material |
DE19712315C2 (de) * | 1997-03-24 | 1999-02-04 | Heraeus Electro Nite Int | Brenngassensitives Elektrodenmaterial für elektrochemische Sensoren |
US5993989A (en) * | 1997-04-07 | 1999-11-30 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Interfacial material for solid oxide fuel cell |
US6063517A (en) * | 1997-10-16 | 2000-05-16 | Southwest Research Institute | Spiral wrapped cylindrical proton exchange membrane fuel cells and methods of making same |
US5935533A (en) * | 1997-10-28 | 1999-08-10 | Bp Amoco Corporation | Membrane reactor hollow tube module with ceramic/metal interfacial zone |
USRE39556E1 (en) * | 1997-11-20 | 2007-04-10 | Relion, Inc. | Fuel cell and method for controlling same |
US6030718A (en) * | 1997-11-20 | 2000-02-29 | Avista Corporation | Proton exchange membrane fuel cell power system |
US6096449A (en) * | 1997-11-20 | 2000-08-01 | Avista Labs | Fuel cell and method for controlling same |
US5916700A (en) * | 1998-01-23 | 1999-06-29 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Lanthanum manganite-based air electrode for solid oxide fuel cells |
US6217822B1 (en) | 1998-02-09 | 2001-04-17 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Method of making straight fuel cell tubes |
US6025083A (en) * | 1998-02-25 | 2000-02-15 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Fuel cell generator energy dissipator |
US6379485B1 (en) | 1998-04-09 | 2002-04-30 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Method of making closed end ceramic fuel cell tubes |
US5993985A (en) * | 1998-04-09 | 1999-11-30 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Fuel cell tubes and method of making same |
JPH11322412A (ja) * | 1998-05-13 | 1999-11-24 | Murata Mfg Co Ltd | 複合酸化物セラミック及び固体電解質型燃料電池 |
US6114058A (en) * | 1998-05-26 | 2000-09-05 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Iron aluminide alloy container for solid oxide fuel cells |
US6228521B1 (en) | 1998-12-08 | 2001-05-08 | The University Of Utah Research Foundation | High power density solid oxide fuel cell having a graded anode |
US6127061A (en) * | 1999-01-26 | 2000-10-03 | High-Density Energy, Inc. | Catalytic air cathode for air-metal batteries |
US6605316B1 (en) | 1999-07-31 | 2003-08-12 | The Regents Of The University Of California | Structures and fabrication techniques for solid state electrochemical devices |
US6686079B2 (en) * | 2000-05-17 | 2004-02-03 | Schlumberger Technology Corporation | Fuel cell for downhole power systems |
US6468682B1 (en) | 2000-05-17 | 2002-10-22 | Avista Laboratories, Inc. | Ion exchange membrane fuel cell |
US7326480B2 (en) | 2000-05-17 | 2008-02-05 | Relion, Inc. | Fuel cell power system and method of controlling a fuel cell power system |
US6492051B1 (en) | 2000-09-01 | 2002-12-10 | Siemens Westinghouse Power Corporation | High power density solid oxide fuel cells having improved electrode-electrolyte interface modifications |
US6974516B2 (en) * | 2001-04-05 | 2005-12-13 | Presidio Components, Inc. | Method of making laminate thin-wall ceramic tubes and said tubes with electrodes, particularly for solid oxide fuel cells |
US6695940B2 (en) * | 2001-04-05 | 2004-02-24 | Alan D. Devoe | Laminate thin-wall ceramic tubes, including with integral stress wrappings, thickened ends and/or internal baffles, particularly for solid oxide fuel cells |
EP1274148A1 (en) * | 2001-07-06 | 2003-01-08 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Lanthanide chromite-based SOFC anodes |
US7153412B2 (en) | 2001-12-28 | 2006-12-26 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Electrodes, electrochemical elements, gas sensors, and gas measurement methods |
US7670711B2 (en) | 2002-05-03 | 2010-03-02 | Battelle Memorial Institute | Cerium-modified doped strontium titanate compositions for solid oxide fuel cell anodes and electrodes for other electrochemical devices |
US7459219B2 (en) | 2002-11-01 | 2008-12-02 | Guy L. McClung, III | Items made of wear resistant materials |
US6888088B2 (en) * | 2002-11-01 | 2005-05-03 | Jimmie Brooks Bolton | Hardfacing materials & methods |
US20040166386A1 (en) * | 2003-02-24 | 2004-08-26 | Herman Gregory S. | Fuel cells for exhaust stream treatment |
US7468218B2 (en) * | 2004-05-07 | 2008-12-23 | Battelle Memorial Institute | Composite solid oxide fuel cell anode based on ceria and strontium titanate |
JP5108305B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2012-12-26 | 一般財団法人電力中央研究所 | 成膜物およびその製造方法 |
EP1825541A4 (en) | 2004-11-30 | 2010-01-13 | Univ California | SEAL JOINT STRUCTURE FOR ELECTROCHEMICAL DEVICE |
CN101507352B (zh) | 2006-07-28 | 2013-09-18 | 加州大学评议会 | 接合同心管 |
US20080254335A1 (en) * | 2007-04-16 | 2008-10-16 | Worldwide Energy, Inc. | Porous bi-tubular solid state electrochemical device |
FR2925486B1 (fr) * | 2007-12-21 | 2011-07-01 | Saint Gobain Ct Recherches | Procede de fabrication d'un produit fondu a base de lanthane et de manganese |
FR2930075B1 (fr) * | 2008-04-14 | 2011-03-18 | Commissariat Energie Atomique | Titanates de structure perovskite ou derivee et ses applications |
MY147805A (en) * | 2008-04-18 | 2013-01-31 | Univ California | Integrated seal for high-temperature electrochemical device |
ES2331828B2 (es) * | 2008-06-27 | 2011-08-08 | Universidad Politecnica De Valencia | Capa catalitica para la activacion de oxigeno sobre electrolitos solidos ionicos a alta temperatura. |
WO2010100636A1 (en) | 2009-03-03 | 2010-09-10 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Silicon-air batteries |
US8173322B2 (en) | 2009-06-24 | 2012-05-08 | Siemens Energy, Inc. | Tubular solid oxide fuel cells with porous metal supports and ceramic interconnections |
WO2011061728A1 (en) | 2009-11-19 | 2011-05-26 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Silicon-air batteries |
JP2013534697A (ja) * | 2010-06-22 | 2013-09-05 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 電極とその製造及び利用 |
KR20130036293A (ko) * | 2010-06-22 | 2013-04-11 | 바스프 에스이 | 전극 및 이의 제조방법 및 용도 |
RU2583838C1 (ru) * | 2015-01-21 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Материал для кислородного электрода электрохимических устройств |
DE112019003482T5 (de) | 2018-07-10 | 2021-03-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Keramikbauglied und elektronikvorrichtung |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1469210A (fr) * | 1965-12-31 | 1967-02-10 | Comp Generale Electricite | Matériau céramique réfractaire |
US3400054A (en) * | 1966-03-15 | 1968-09-03 | Westinghouse Electric Corp | Electrochemical method for separating o2 from a gas; generating electricity; measuring o2 partial pressure; and fuel cell |
US3430536A (en) * | 1967-03-21 | 1969-03-04 | Chandler Evans Inc | Time modulated pneumatically actuated control mechanism |
CH540571A (fr) * | 1971-06-18 | 1973-08-15 | Raffinage Cie Francaise | Ensemble électrolyte-électrode, pour pile à combustible à électrolyte solide et procédé pour sa fabrication |
FR2157062A5 (en) * | 1971-10-15 | 1973-06-01 | Exxon Research Engineering Co | Electrochemical cathode catalyst - consisting of perovskite formed by solid soln of first and second non-noble metal oxides |
NL7204743A (en) * | 1972-04-08 | 1973-06-25 | Electrochemical electrode - consisting of electrochemically resistant double metal oxide | |
CH594292A5 (ja) * | 1974-11-19 | 1978-01-13 | Raffinage Cie Francaise | |
JPS51150692A (en) * | 1975-06-20 | 1976-12-24 | Arita Kosei | High conductivity composed substance |
DE2614727A1 (de) * | 1976-04-06 | 1977-10-27 | Bbc Brown Boveri & Cie | Festelektrolyt-batterie |
US4076611A (en) * | 1976-04-19 | 1978-02-28 | Olin Corporation | Electrode with lanthanum-containing perovskite surface |
DE2738756A1 (de) * | 1977-08-27 | 1979-03-01 | Bbc Brown Boveri & Cie | Elektrochemische messzelle |
DE2746172C3 (de) * | 1977-10-14 | 1981-02-05 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Verbund von elektrochemischen Festelektrolytzellen |
DE2837118C2 (de) * | 1978-08-25 | 1982-05-19 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Poröse Oxidelektroden für elektrochemische Hochtemperaturzellen |
US4330633A (en) * | 1980-08-15 | 1982-05-18 | Teijin Limited | Solid electrolyte |
US4490444A (en) * | 1980-12-22 | 1984-12-25 | Westinghouse Electric Corp. | High temperature solid electrolyte fuel cell configurations and interconnections |
-
1985
- 1985-01-22 US US06/693,903 patent/US4562124A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-09-06 JP JP60198404A patent/JP2575627B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1985-09-16 DE DE8585306578T patent/DE3577783D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-09-16 EP EP85306578A patent/EP0188868B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-09-18 CA CA000490985A patent/CA1249924A/en not_active Expired
-
1996
- 1996-03-23 JP JP8093321A patent/JP2927339B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002358984A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池用基体管、燃料電池用基体管材料及び燃料電池セル管の製造方法 |
JP4562951B2 (ja) * | 2001-06-01 | 2010-10-13 | 三菱重工業株式会社 | 燃料電池用基体管、燃料電池用基体管材料及び燃料電池セル管の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0188868B1 (en) | 1990-05-16 |
JP2927339B2 (ja) | 1999-07-28 |
JPS61171064A (ja) | 1986-08-01 |
US4562124A (en) | 1985-12-31 |
JP2575627B2 (ja) | 1997-01-29 |
EP0188868A1 (en) | 1986-07-30 |
CA1249924A (en) | 1989-02-14 |
DE3577783D1 (de) | 1990-06-21 |
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