JPH11502052A - 特定の電極層を持つ固体酸化物燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 固体酸化物燃料電池（１１０）及び製造方法。電池（１１０）は電解質物質の層（１１２）とその異なる面の上に第一及び第二の電極（１１６，１２０）を有する。該電極は混合導体であるセパレータ層（１１４，１１８）により電解質から分離される。該燃料電池はスタック中で使用されうる。

Description

【発明の詳細な説明】 特定の電極層を持つ固体酸化物燃料電池 本発明は燃料電池にかかり、特に固体酸化物燃料電池に関する。 燃料電池は反応体から得られた化学エネルギーを電気エネルギーに変換する電 気化学素子である。従来、そのような素子の数多くの異なる系統が開発されてき た。これらはセル内で使用される電解質のタイプ及び通常の動作温度に従い異な っている。全ての素子は陽極若しくは負電極で燃料を消費し、陰極若しくは正電 極で酸化剤を消費する。固体酸化物燃料電池は一般に知られ、緊密な電気的接触 の中に陽極と陰極を具備する産業標準の電解質タイルからなる。 ほとんどの知られたＳＯＦＣｓにおいて、電解質は陽極と陰極の間に含有され 、スタック中の隣接セルの陽極と陰極は相互接続により、またはセル間の電気伝 導を可能とするとともに反応体ガスが陽極と陰極に隣接する領域に分離して届け られることを可能にするバイポーラプレートにより接続される。反応体ガスは一 般に酸化剤である空気により通常供給される酸素と、燃料である水素又は、例え ばメタンのような炭化水素である水素含有化合物からなる。相互接続又はバイポ ーラプレート又はその一部は、電気化学過程を促進する電極表面への及び電極表 面からの電子の輸送を可能とするために導電性であることと同様に、反応体ガス の分離を維持するためにガスを通さない必要がある。 しかし、これらの通常のＳＯＦＣｓはそれらの多様な形態において、非経済的 、高コスト若しくは非能率的であるという問題に直面する。これらの問題を解決 し、そしてＳＯＦＣｓの特性を改善する ため、試みはなされてきた。効率は向上可能とされるが、これは約１０００°Ｃ までの動作温度の上昇を含んでいた。かかる高温はセルと関連支持構造の構成に 使用可能な物質の種類を限定する。高価な新種の物質が動作状態に耐えるために 必要である。更に電池の動作寿命は低下される。 他の代替品は電解質の厚さを減少しようとするものであり、このことはセル抵 抗を低下すると考えられているからである。しかし、薄い電解質は支持媒体を通 して追加の強化を必要とするか又はセルは実用可能となるには脆すぎてしまう。 これは再びコストを増大させ、新種の物質が動作条件に耐えるために使用される ことを必要とする。 本発明によれば、電解質物質の層と、少なくとも一方が該電解質物質と反応す る該電解質物質の層の一方の面上の第一の電極物質の層及び該電解質物質の層の 他方の面上の第二の電極物質の層と、該反応性電極物質を該電解質層から分離し ている混合導体からなるセパレータ層とからなる固体酸化物燃料電池が提供され る。 本発明の記載における混合導体は、電子と酸素イオンの両方を少なくとも部分 的に伝導する物質である。混合導体層は通常、電極物質のそれぞれと電解質物質 の間に備えられる。そのような場合、その二層の混合導体物質は異なりうるが、 好ましくは同一である。電解質から間隔を置かれた通常セルからの電極物質は、 混合導体物質が備える電極機能（電極）を主に電流収集機能（電流コレクター） に提供することがわかった。 望ましくは、該セパレータ／電極物質は、隣接する電極／電流収集物質の表面 に届けられるガスによる酸化若しくは還元の雰囲気中 で安定なセラミック酸化物物質である。電極／電流収集物質の両方に隣接して使 用される同じ物質であるために、望ましくは、酸化雰囲気及び還元雰囲気の両方 で安定である。 本発明にかかるＳＯＦＣ内での使用に対して好ましいセパレータ／電極物質は ウラニア，ＵＯ₂である。好ましくは、前述の安定性を与えるためにウラニアは 一若しくはそれ以上の別の酸化物でドープされる。ウラニアは例えば安定化剤と してイットリアでドープされえ、好ましくは４０モルパーセントから６０モルパ ーセントのウラニアとの混合酸化物を形成する。 電極物質は混合酸化物の導電性の内層であることが好ましく、それはウラニア とジルコニアからなることが最も好ましい。最も好ましくは、ウラニアはイット リアとの固溶体として提供される。 導電性内層は以下の、イットリア安定化ジルコニア；タラ肝臓油；ポリビニル ブチラル；ポリエチレングリコール；ジブチルフタレート；エタノール；テルピ ネオールの一若しくはそれ以上から更になる懸濁液から生成される。 使用されるウラニアは天然又は天然のウラニアより少ないＵ２３５の含有量を 持つ消耗されたウラニアからなる。 セパレータ／電極物質の層（または、一以上である場合はそれぞれの層）の厚 さは、セパレータ／電極物質によって分離される電解質物質と電極／電流収集物 質との間のイオン伝導が維持されるように、好ましくは１００ミクロンメートル 以下である。 電極物質は、イットリアのような安定化剤で付加的にドープされ たＺｒＯ₂によるイオン性の導電性マトリックスからなる。 電解質は電解質タイルとして提供される。それは、好ましくは３−１２％のイ ットリアを含み、最も好ましくは約８％である、イットリア安定化ジルコニアか ら生産される。 代わりとして電解質は水性懸濁液を用いて生産されたタイルである。この水性 懸濁液は以下のジルコニア、バインダー及び分散剤のうちから一若しくはそれ以 上を含む。好ましくは一若しくはそれ以上のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）， ポリエチレングリコール及び分散剤が懸濁液中に付与される。適切に重量比で３ ５％と６０％の間のジルコニア、及び３５％と６０％の間のバインダー、５％ま でのＰＶＡがある。懸濁液はまた、２％から８％の間のポリエチレングリコール と１％から５％の間の分散剤を含む。好ましくは、懸濁液は１００ｇのジルコニ ア；１００ｇの５％ＰＶＡ水溶液；１０ｇのポリエチレングリコールと５ｇの分 散剤を含む。他の適当な電解質が使用されうる。 水素導入に隣接する陽極物質／（電流収集物質）電流コレクタは混合ＮｉＯ／ ＺｒＯ₂系であって、最も好ましくはサーメットの形のものからなる。 酸素導入に隣接する陰極物質／電流コレクタは、例えばランタン、ストロンチ ウム及び鉄及び／又は酸化コバルトと同様の酸化マンガンからなる混合酸化物で ある、コバルタイト酸化物系から一般にはなる。 ランタン ストロンチウム コバルタイト（ＬＳＣ）は、陰極電流コレクタの ための特に好ましい電流収集／電極物質である。しか し、電流コレクタはいずれかの適当な導電性の酸化物若しくはペロブスカイトで ある。 陰極は好ましくは、増大された電子及びイオンの伝導性を付与するドープされ たランタン ストロンチウム コバルタイト電流コレクタを具備する。ＬＳＣは 従来はジルコニア電解質とＬＳＣが共存しえないことから実現性はなかった。し かし、本発明に従うＳＯＦＣ中のセパレータ／電極物質の使用は、適当に有効な 電位化学変換及びイオン伝導の維持を有効に許容する一方、電解質物質とＬＳＣ 物質の反応の回避を可能とする。驚くべきことに、ウラニアベースのセパレータ ／電極物質により電解質物質から分離される陰極であるコバルタイトベースの電 極／電流収集物質と一緒に使用されるＺｒＯ₂ベースの電解質物質の利用で、従 来技術の中で広く調べられたＬａ、Ｓｒ及びＭｎ酸化物からなる低反応性のラン タンベースの電極物質を有する同様のＺｒＯ₂ベースの電解質物質を使用するこ とによるより、電流密度出力はより大きくなりうる。 ＬＳＣは好ましくは印刷され、最も好ましくは電解質タイル上にスクリーン印 刷される。 セパレータ／電極物質層は通常、本発明に従うＳＯＦＣの動作において（以下 の記載に従う）電気化学過程中で形成される有効なイオン伝導を達成するために 伝導性部位の二次元配列を備える。 セパレータ／電極物質として使用されるウラニアはまた、電解質と、例えば以 下に述べる実施例中で与えられる特異な物質である電極物質との間の熱膨張特性 における良い適合を提供する。 本発明の第二の特徴によると： 電解質タイルの製造する段階と； ウラニアからなる電極層をタイルに適用する段階とからなる燃料電池の製造方 法が提供される。 本発明の第三の特徴によると： 電解質タイルの製造する段階と； 電極層をタイルに適用する段階と； 電流収集物質を電極に適用する段階とからなる燃料電池の製造方法が提供され る。 好ましくは電極層はウラニアからなる。 第二及び第三の特徴に対する他の選択性は以下のものを含む。； 好ましくは、電極層及び電流収集物質は電解質の両側に適用される。 電解質タイルは好ましくはジルコニアの懸濁液から製造される。最も好ましく は懸濁液は水ベースのものである。懸濁液は好ましくはバインド剤及び分散剤と 一体となる。バインド剤は好ましくはポリビニルアルコール及びポリエチレング リコールであるが、他の適当なバインド剤も使用されうる。分散剤は石鹸液が可 能であるが、他の適当な分散剤も使用可能である。好ましくはジルコニアは５％ ＰＶＡと混合され、その後通常は残りの物質がそこへ添加される。この混合物は 好ましくは数日間ボール磨砕される。この混合物はそれから通常はスラブキャス トされ大気温度で自然乾燥される。 電極層は好ましくはイットリア ウラニア ジルコニア懸濁液から形成される 。電極層は好ましくはバインド剤及び溶剤を含み、こ れらは好ましくはタラ肝臓油、ポリビニル；ポリエチレングリコール、ジブチル フタレート及びエタノールである。しかし、他の適当なバインド剤と溶剤の組み 合わせも使用されうる。混合物は好ましくは２１日間ボール磨砕され、そして望 ましくはエタノールは少なくとも２４時間の間に留去するようにされる。その段 階で、好ましくはテルピネオールが添加されて混合物は攪拌される。ＵＯ₂から 分離しない安定なインクを提供することが重要である。 電流収集層は陽極用の標準ニッケル／ジルコニアサーメット及び陰極用のラン タン ストロンチウム コバルタイト若しくはランタン ストロンチウム マン ガナイト、又は他の適当な導電性の粉でありうる。電流収集層の形態は好ましく は標準的なスクリーン印刷インキである。これは陰極の場合好ましくは、ドープ されたＬＳＣ、メタノール、ポリビニルピロリドンの懸濁液により生成される。 この混合物は好ましくは１３日間ボール磨砕され、その後メタノールが２４時間 の間に留去するようにされ、それからそこにテルピネオールが添加されて混合物 は攪拌される。陽極及び陰極電流コレクタは好ましくは電解質タイル上にスクリ ーン印刷される。 本発明の第四の特徴によれば、本発明の第一の特徴に従う燃料電池、又は本発 明の第二若しくは第三の特徴に従って製造されたものの使用法が提供される。 本発明の第五の特徴によれば、前記の特徴に従う燃料電池の手段により電流の 生成方法が提供される。 本発明の第六の特徴によれば、水性懸濁液から電解質タイルを製造する方法が 提供される。 本発明の実施例は添付の図面に関する例として次に記載される。 そして、図１はＳＯＦＣの側面図である。 図２は図１に示されたものと同種のＳＯＦＣｓの一系列又はスタックの側面図 である。 図３は本発明の第一実施例の部分分解された透視図である。 図４Ａは従来の電池の特性を示すグラフである。 図４Ｂは本発明の実施例の特性を示すグラフである。 図１は基板電解質層３の上に他の層を堆積することにより形成されたＳＯＦＣ １を示す。電解質層３のための適当な基板物質は公知の組成の焼結されたＹ₂Ｏ₃ 安定化ジルコニアのプレートリットである。電解質層３はそのそれぞれの面に堆 積されたセパレータ層５，７を有する。セパレータ層５，７は酸化雰囲気での保 護を提供するための安定化剤である４０から６０モルパーセントのイットリアを 伴う混合酸化物中の消耗されたウラニアである。 セパレータ層５は例えばＮｉＯ₂／ＺｒＯ₂から得られる陰極層９を支持する。 セパレータ層７は、例えばＬａ，Ｓｒ，Ｆｅ及び／又はＣｏと同様のＭｎの酸化 物を一般に含む公知のコバルタイト組成から形成された陰極層１１を支持する。 図１に示されたＳＯＦＣ１は公知の方法により組み立てられる。 例えば空気中の酸素は公知の方法により陰極層１１に隣接する領 域に届けられ、その層を通ってセパレータ層７まで拡散する。酸素原子はセパレ ータ層７中にある電子により還元される。この過程で形成された負の酸素イオン はセパレータ層７を通り、その後電解質層３を通ってセパレータ層５まで輸送さ れる。水素（例えば、炭化水素からの再生により得られる）は公知の方法で陽極 ９に近接する領域まで届けられる。水素は陽極層９にあるＮｉＯの導電性Ｎｉま での還元を行う。水素はセパレータ層５と陽極層９の間の界面でイオン化される 。層５表面で放出されたプロトンはセパレータ層７からの酸素イオンと再結合す る。電気回路はそれぞれ陽極層９と陰極層１１に接続される導体８，１０により 完成され、セパレータ層７で還元過程を連続するための電子供給の提供が完了し たとき、セパレータ層５で水素のイオン化により形成された電子は陽極層９と陰 極層１１を経て回路に沿って流れる。正味の効果は外部の回路を通る電流の流れ を提供することである。 図２中に示されるように、ＳＯＦＣｓのスタックは、ＳＯＦＣ１と同一のさら なるＳＯＦＣｓ１ａ，１ｂと電気的に直列に接続された図１（図２では輪郭のみ が示される）のＳＯＦＣ１からなる。ＳＯＦＣｓ１と１ａとの間の内部接続は内 部接続物質１３により形成され、ＳＯＦＣｓ１と１ｂとの間の内部接続は内部接 続物質１５により形成される。物質１３と物質１５は同一である。物質１３と１ ５は公知のバイポーラプレート物質または、代わりとして、例えばＮｉ合金の泡 からなり、バリア層により分離された反応体ガスＯ₂及びＨ₂がそれを通って簡単 に届けられうる導電性の泡又は多孔性の物質の層からなる。出力電流は、それぞ れＳＯＦＣｓ１ａの陽極層とＳＯＦＣｓ１ｂの陰極層に接続される導体１７，１ ９を経て外部の回路中で取り出される。 図１に示されたＳＯＦＣｓの直列のスタックによって得られる出 力電圧は、各ＳＯＦＣにより提供される電圧にＳＯＦＣｓの数を乗じられたもの に等しい。従って、スタックの出力はスタック中のＳＯＦＣｓの存在数増加によ って増大されうる。 図３中に示されるセル１１０は混合酸化物電極１１４を支持する電解質タイル １１２からなる。電極１１４はタイル１１２と電気的に接続している。電極１１ ４上に搭載されるのは陽極電流収集層１１６である。この層１１６はまた電極１ １４と電気的に接続している。 タイルの反対側には別の混合酸化物電極１１８がそれの上に搭載された陰極電 流収集層１２０とともに具備される。 電解質タイルは初めに、スラブキャストにより望みの形と厚さとなるように製 造される。タイル１１２は、１００ｇのジルコニアと：１００ｇの５％のポリビ ニルアルコール（１８５，０００までのＭＷ）水溶液と：１０ｇのポリエチレン グリコール（１，５００までのＭＷ）と：５ｇの分散剤とからなる水性の懸濁液 からキャストされる。実験室スタイルの石鹸液は適当な分散剤を提供するか、他 のものも使用可能であった。 懸濁液はジルコニアとポリビニルアルコールをその後添加される他の物質と一 緒に混合することにより作られる。混合物はその後数日間ボール磨砕される。 懸濁液はキャスト中に置かれ、大気温度で自然に乾燥するようにされ、その後 １５５０°Ｃより高くない温度で焼結される。そうして製造されたタイル１１２ はその後次の製造段階で使用される。 ＰＶＡ以外の別のバインダーも使用されうる。同様に別の希土酸化物物質でド ープされたジルコニアを含む別の電解質ベース物質が使用されうる。有機溶剤は 従来のタイル製造において使用される。 混合酸化物電極１１４は安定なインク懸濁液から製造される。懸濁液は１７． １９ｇの５０ｍｏｌ％イットリアＵＯ₂固溶体と、１３．６５ｇのジルコニアと 、０．８１ｇのタラ肝臓油と、４．５ｇのポリビニルブチラルと、１．３３ｇの ポリエチレングリコールと、１．２ｇのジブチルフタレートと、３６ｇのエタノ ールとをボールミル中で２１日間混合することにより製造された。エタノールは その後２４時間の間に懸濁液から留去するようにされる。２０ｇのテルピネオー ルがその後添加されて中で攪拌される。 得られた懸濁液は前もって作られたタイル１１２上に望みの厚さでスクリーン 印刷される。混合酸化物電極層１１４は大気温度での乾燥がなされ、その工程は タイル１１２の別の面に対して繰り返される。混合酸化物層１１４はその後１５ ５０°Ｃより高くない温度で焼結される。 電極層１１４，１１８は酸化及び還元条件下でのその安定性によって重大な利 点を提供する。それの熱膨張係数はまた、使用が望ましい８ｍｏｌ％イットリア のジルコニアタイルのそれと適合する。電極層１１４，１１８はまた、望みの部 位に電子と酸素イオンを伝導するそれの能力によって有用である。 本実施例中で使用される電流コレクタ層１２０はランタン ストロンチウム コバルタイトである。この物質はペロブスカイトであり、タイルの面上で第一の 電流コレクタとして作用する多少の酸素イオン伝導性を持つ電気伝導性の酸化物 である。 ランタン ストロンチウム マンガナイトを含む別のペロブスカイトが使用さ れうる。ランタン ストロンチウム コバルタイトは優れた電子及びイオン伝導 性の物質である。それは、内層の良好な導入のために本系の中で使用されるのみ である。ランタン ストロンチウム コバルタイトはそれがジルコニア層と共存 しえないために従来は使用されえなかった。 ランタン ストロンチウム コバルタイトは３０ｇのドープされたランタン ストロンチムを３０ｇのメタノール及び１．５９ｇのポリビニルピロリドン中に 分散することによるインクとして製造される。その物質はボールミルを使用して １３日間混合される。混合に続き、メタノールは２４時間の間に留去するように され、その後１０ｇのテルピネオールが添加されて中で攪拌される。陰極電流コ レクタ層１２０は混合酸化物層の上に望みの厚さでスクリーン印刷により適用さ れ、１５５０°Ｃより高くない温度で焼結される。 陽極電流コレクタ層１１６は、前に陽極として燃料電池中で使用された通常の ニッケル／ジルコニアサーメットから形成される。 この層１１６が電極としてよりむしろ第一の電流導体として作用することによ り、金属若しくは合金の粉の系でのそれの置き換えは可能である。 図４Ａは、電流密度に対する電圧の観点から、典型的な従来のタイル系の性能 を示す。認識可能なように性能は１０００°Ｃ以下でかなり低下している。 しかし、図４Ｂは本発明にかかる電池は全域にわたって均一に改 善された性能を持つことをはっきりと示す。発明の物質の７２５°Ｃでの性能は 従来技術の９０５°Ｃでの性能とまさに匹敵する。 新規な電池構造の改善された特性はまた、活性化エネルギーにおいて反映され る。従来電池は新規な電池の５３ｋＪ／モルに対して８０ｋＪ／モルの活性化エ ネルギーを示す。この改善は、より低い温度での性能を強化するという意味で、 実施上の利点となる。 得られた利点は二つの効果から生ずると解される。全体の性能は電池の陽極の 有効面積の増大により改善されると解される。反応部位を提供するためのジルコ ニア／ニッケル／ガスの三重点への依存は除外される。混合導電性表面上のいず れかの地点は電気化学的な反応が起こるための必要な条件を提供する。減少した 活性化エネルギーは本発明にかかる電池において律速過程が従来技術と異なるこ とを示す。これは表面現象と関連する。利点に対して示された仮説は限定が意図 されるものではなく、単に、いかにして明確な利点を生じえるのかに関する提案 である。 伝統的なＮｉ／ジルコニアサーメットの再焼結及び有害な効果は、電極がウラ ニアであるために回避されうる。 本発明により製造されたタイルはスタック又はこの分野で良く知られた他のシ ステム配列中に配置されうる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年４月１７日 【補正内容】 特許請求の範囲 １． 電解質物質の層と、該電解質物質の層の一方の面への第一の電極物質の層 と、該電解質物質の層の他方の面への第二の電極物質の層と、少なくとも一の電 極物質を該電解質層から分離する混合導体からなるセパレータ層とからなる固体 酸化物燃料電池であって、該混合導体はイットリアとの二成分固溶体であるウラ ニアからなることを特徴とする固体酸化物燃料電池。 ２． 一若しくはそれ以上のセパレータ層はさらに分離したジルコニアからなる 請求項１記載の燃料電池。 ３． セパレータ層は両方の電極物質を該電解質物質から分離する請求項１又は ２記載の燃料電池。 ４． 該二つの電極層の物質は同じものである請求項２記載の燃料電池。 ５． 一又は複数の該セパレータ層はそれらがある該燃料電池の面の上で主要な 電極機能を備え、そこの上に設けられた該電極物質層は主要な電流収集機能を備 える請求項１乃至３の何れか記載の燃料電池。 ６． イットリアは４０ｍｏｌ％から６０ｍｏｌ％のウラニアとの固溶体を形成 する請求項１乃至５の何れか記載の燃料電池。 ７． 電流コレクタ／電極物質はペロブスカイト及び／又は混合酸化ニッケル／ ジルコニア系及び／又はランタン ストロンチウム マンガナイトを含む請求項 １乃至６の何れか記載の燃料電池。 ８． 電流コレクタ／電極物質は、ランタン ストロンチウム コバルタイトを 含み又はそれからなり、該セパレータ層はこの電流コレクタ／電極物質をそれが 反応する該電解質層から分離する請求項１乃至７の何れか記載の燃料電池。 ９． 該セパレータ層／電極層又は下にある複数のセパレータ層／電極層のそれ ぞれの厚さは１００μｍ（ミクロン）より小さい請求項１乃至８の何れか記載の 燃料電池。 １０． 電解質タイルを生成し、セパレータ層／電極層を該タイルに、そして電 流コレクタ／電極物質層をイットリウムとの二成分固溶体であるウラニアからな る該セパレータ層／電極層に適用することよりなる固体酸化物燃料電池の製造方 法。 １１． 該電極層はウラニアとイットリアとバインド剤との懸濁液から形成され る請求項１０記載の方法。 １２． 固溶体であるウラニア及びイットリアは懸濁液を形成するために微粒子 ジルコニアと混合される請求項１１記載の方法。 １３． 電流収集層は一方若しくは両方の電極層に具備される請求項１０乃至請 求項１２の何れか記載の方法。 １４． 電極層及び／又は電流収集層は電解質タイル上にスクリーン印刷される 請求項１３記載の方法。 １５． 隣接するセルの電極物質は導電性物質により接続される、前記の請求項 １から９のいずれか一に記載の、又は請求項１０から１４の何れか一の方法によ り製造された燃料電池のスタック。 １６． 請求項１から９のいずれか一に記載の燃料電池を組み込み、及び／又は 請求項１０から１４の何れか一の方法に従い製造された燃料電池を組み込み、及 び／又は請求項１５記載の燃料電池のスタックにより作成される電流を生成する 方法。 １７． 水性懸濁液から電解質タイルを生成することよりなる固体酸化物燃料電 池用電解質タイルの形成方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＣＮ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＮＯ，ＮＺ，ＵＳ (72)発明者 バーネット，スティーヴン ヴァーノン イギリス国，プレストン ピーアール４ ０エックスジェイ，サルウィック，スプリ ングフィールズ・ワークス，ブリティッシ ュ ヌークリア フューエルズ ピーエル シー内 （番地なし) (72)発明者 ウッド，ジェフリー アラン イギリス国，プレストン ピーアール４ ０エックスジェイ，サルウィック，スプリ ングフィールズ・ワークス，ブリティッシ ュ ヌークリア フューエルズ ピーエル シー内 （番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 電解質物質の層と、少なくとも一方が該電解質物質と反応する該電解質物 質の層の一方の面上の第一の電極物質の層及び該電解質物質の層の他方の面上の 第二の電極物質の層と、該反応性電極物質を該電解質層から分離している混合導 体からなるセパレータ層とからなる固体酸化物燃料電池。 ２． セパレータ層は電極として作用し、その上に搭載された該電極層は電流コ レクタとして作用する請求項１記載の固体酸化物燃料電池。 ３． 該二つの電極層の物質は同じである請求項２記載の固体酸化物燃料電池。 ４． 少なくとも一の電極はウラニアからなる請求項２又は請求項３記載の固体 酸化物燃料電池。 ５． ウラニアはイットリアとの固溶体として与えられる請求項４記載の固体酸 化物燃料電池。 ６． イットリアはウラニアとの混合酸化物の４０モルパーセントから６０モル パーセントまでを形成する請求項５記載の固体酸化物燃料電池。 ７． 電流コレクタはペロブスカイト及び／又はコバルタイト酸化物を含む請求 項２乃至請求項６の何れか記載の固体酸化物燃料電池。 ８． 電流コレクタはランタン ストロンチウム コバルタイトを 含むかまたはそれからなる請求項２乃至請求項７の何れか記載の固体酸化物燃料 電池。 ９． 電極層または各電極層の厚さは１００ミクロンメートルより小さい請求項 ２乃至請求項８の何れか記載の固体酸化物燃料電池。 １０． 電解質タイルの生成と該タイルへのウラニアからなる電極層の適用とか らなる固体酸化物燃料電池の製造方法。 １１． 電極層はウラニアとイットリアとバインド剤との懸濁液から形成される 請求項１０記載の方法。 １２． 固溶体であるウラニア及びイットリアは懸濁液を形成するためにジルコ ニアと混合される請求項１１記載の方法。 １３． 電流収集層は一方若しくは両方の電極層の上に具備される請求項１０乃 至請求項１２の何れか記載の方法。 １４． 電極層及び／又は電流収集層は電解質タイル上にスクリーン印刷される 請求項１３記載の方法。 １５． 隣接するセルの電極物質は導電性物質により接続される、前記の請求項 １から９のいずれか一に記載の、又は請求項１０から１４の何れか一の方法によ り製造された燃料電池のスタック。 １６． 前記請求項の何れか記載の燃料電池の、又はそれにより生産された電流 の使用。