JPH1167243A - Support for electrochemical cell, electrochemical cell, and its manufacture - Google Patents
Support for electrochemical cell, electrochemical cell, and its manufactureInfo
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- JPH1167243A JPH1167243A JP9220321A JP22032197A JPH1167243A JP H1167243 A JPH1167243 A JP H1167243A JP 9220321 A JP9220321 A JP 9220321A JP 22032197 A JP22032197 A JP 22032197A JP H1167243 A JPH1167243 A JP H1167243A
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Abstract
Description
【０００１】[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、水蒸気電解セル、酸素ポンプ、ノックス分解セル
等の電気化学セルの改良に関するものである。The present invention relates to improvements in electrochemical cells such as solid oxide fuel cells, steam electrolysis cells, oxygen pumps, and Knox decomposition cells.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）は、
いわゆる平板型と円筒型とに大別される。現在最も実用
化に近いと言われているのは円筒型ＳＯＦＣであるが、
単位体積当たりの出力密度という観点からは、平板型Ｓ
ＯＦＣの方が有利である。しかし、平板型のＳＯＦＣに
おいては、いわゆるセパレータと発電層とを交互に積層
することにより、発電用のスタックを構成するが、この
方法のＳＯＦＣは、シール方法等に困難な問題がある。2. Description of the Related Art Solid oxide fuel cells (SOFCs)
It is roughly classified into a so-called flat type and a cylindrical type. At present, cylindrical SOFCs are said to be closest to practical use,
From the viewpoint of the power density per unit volume, the flat plate type S
OFC is more advantageous. However, in a flat-plate SOFC, a so-called separator and a power generation layer are alternately stacked to form a power generation stack. However, the SOFC of this method has a problem in that a sealing method or the like is difficult.
【０００３】本出願人は、特願平８−６７１８号明細書
において、平板型のＳＯＦＣの単電池として、空気極と
インターコネクターとからなる単電池の支持体を作製し
た後に、支持体の所定箇所に固体電解質膜および燃料電
極を形成することを提案した。ここで、前記支持体中に
は複数の貫通孔が設けられており、各貫通孔は、それぞ
れ空気極とインターコネクターとによって包囲されてい
る。この支持体のインターコネクターと固体電解質膜と
は連続しており、前記の各貫通孔をそれぞれ気密な状態
に保持している。また特開平５−１６６５１８号公報に
も、空気極とインターコネクターとからなる支持体を利
用したＳＯＦＣの単電池が開示されている。In the specification of Japanese Patent Application No. 8-6718, the applicant of the present invention prepared a support for a unit cell comprising an air electrode and an interconnector as a flat-type SOFC unit cell, It was proposed to form a solid electrolyte membrane and a fuel electrode in places. Here, a plurality of through holes are provided in the support, and each of the through holes is surrounded by an air electrode and an interconnector. The interconnector of the support and the solid electrolyte membrane are continuous, and each of the through holes is maintained in an airtight state. JP-A-5-166518 also discloses an SOFC unit cell using a support comprising an air electrode and an interconnector.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者が更
に検討を進めた結果、次の問題が残されていることが判
明してきた。即ち、前記のＳＯＦＣの支持体は、空気極
とインターコネクターとの積層体であるが、ＳＯＦＣの
１０００℃での運転と運転停止とを繰り返して実施する
と、支持体が１０００℃の高温と室温〜１００℃の低温
領域との間の熱サイクルに繰り返して供されることにな
る。この結果、空気極の材質によっては、空気極の方が
若干収縮し、変形してくるという問題があった。However, as a result of further study by the present inventors, it has been found that the following problems remain. That is, the support of the SOFC is a laminate of an air electrode and an interconnector. When the operation and the stop of the SOFC at 1000 ° C. are repeatedly performed, the support becomes a high temperature of 1000 ° C. and a room temperature. It will be repeatedly subjected to the thermal cycle between the low temperature region of 100 ° C. As a result, depending on the material of the air electrode, there is a problem that the air electrode slightly shrinks and deforms.
【０００５】また、前記の空気極には、支持体を構成す
る構造材料としての所定の構造強度が、ＳＯＦＣの仕様
の観点から要求されるために、空気極の厚さをある程度
大きくする必要がある。しかし、空気極を厚くするほ
ど、空気極を透過して、空気極と固体電解質膜と酸化ガ
スとが出会う三層界面に酸化ガスが到達しにくくなり
（いわゆる拡散分極が大きくなり）、発電効率が低下す
る。[0005] Further, since the above-mentioned air electrode is required to have a predetermined structural strength as a structural material constituting the support from the viewpoint of the specifications of the SOFC, it is necessary to increase the thickness of the air electrode to some extent. is there. However, the thicker the air electrode, the more difficult it is for the oxidizing gas to reach the three-layer interface where the air electrode, the solid electrolyte membrane, and the oxidizing gas meet (the so-called diffusion polarization increases), and the power generation efficiency increases. Decrease.
【０００６】本発明の課題は、いわゆる平板タイプの電
気化学セルにおいて、高温の運転温度と運転停止時の低
温との間の熱サイクルが多数回加わったときにも、電気
化学セルの反り、変形等が生じないようにすることであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a so-called flat-plate type electrochemical cell which is warped or deformed even when subjected to a large number of thermal cycles between a high operating temperature and a low operating temperature. And so on.
【０００７】更に、本発明の課題は、いわゆる平板タイ
プの電気化学セルにおいて、電極の拡散分極を減らし、
その効率を向上させ得るようにすることである。Another object of the present invention is to reduce the diffusion polarization of electrodes in a so-called flat plate type electrochemical cell,
That is, the efficiency can be improved.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、電気化学セル
用の支持体であって、気密質の固体電解質材料からなる
固体電解質層と、気密質の電子伝導性材料からなるイン
ターコネクター層とを備えており、固体電解質層とイン
ターコネクター層とが一体化されており、支持体中に延
びる複数のガス流路が設けられており、前記複数のガス
流路がそれぞれ固体電解質層とインターコネクター層と
によって包囲されていることを特徴とする、電気化学セ
ル用支持体に係るものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a support for an electrochemical cell, comprising a solid electrolyte layer made of an airtight solid electrolyte material and an interconnector layer made of an airtight electronically conductive material. The solid electrolyte layer and the interconnector layer are integrated, and a plurality of gas flow paths extending in the support are provided, and each of the plurality of gas flow paths is a solid electrolyte layer and an interconnector. A support for an electrochemical cell, characterized by being surrounded by a layer.
【０００９】また、本発明は、前記支持体と、少なくと
も前記固体電解質層の前記ガス流路に面する壁面に形成
されている一方の電極と、少なくとも前記固体電解質層
の前記壁面とは反対側の壁面に形成されている他方の電
極とを備えていることを特徴とする、電気化学セルに係
るものである。Further, the present invention provides the above-mentioned support, at least one electrode formed on a wall surface of the solid electrolyte layer facing the gas flow path, and at least a side opposite to the wall surface of the solid electrolyte layer. And the other electrode formed on the wall surface of the electrochemical cell.
【００１０】こうした構造によれば、まず単位体積当た
りの発電効率が極めて高い。しかも、支持体を構成する
固体電解質層とインターコネクター層とは共に気密質材
料からなるために、各開口ないし貫通孔の気密性が、そ
れぞれ独立して保持されている。従って、例えばＳＯＦ
Ｃの分野においては、シールレス構造の発電装置を容易
に構成することができる。According to such a structure, first, the power generation efficiency per unit volume is extremely high. In addition, since both the solid electrolyte layer and the interconnector layer constituting the support are made of an airtight material, the airtightness of each opening or through hole is independently maintained. Therefore, for example, SOF
In the field of C, a power generation device having a sealless structure can be easily configured.
【００１１】そして、固体電解質層およびインターコネ
クター層は、緻密質材料からなるものであるから、高温
の運転温度と運転停止時の低温との間の熱サイクルが多
数回加わったときにも、いずれも収縮や変形が生じにく
く、この結果支持体および電気化学セルの反り、変形等
が生じないようにできる。また、電極は支持体とは別に
形成でき、即ち支持体の所定箇所の壁面に形成すること
ができ、この際、電極それ自体には構造的な強度は必要
ない。従って、電極の厚さを小さくすることができ、こ
の結果、電極内の気体の拡散に対する抵抗が小さくな
る。Further, since the solid electrolyte layer and the interconnector layer are made of a dense material, even when a thermal cycle between a high operating temperature and a low temperature at the time of the operation stop is applied many times, any of the solid electrolyte layer and the interconnector layer can be used. Shrinkage and deformation hardly occur, and as a result, the support and the electrochemical cell can be prevented from being warped or deformed. Further, the electrode can be formed separately from the support, that is, formed on a wall surface of a predetermined portion of the support, and the electrode itself does not need structural strength. Therefore, the thickness of the electrode can be reduced, and as a result, resistance to gas diffusion in the electrode decreases.
【００１２】本発明の好適な実施形態においては、支持
体が、一層の固体電解質層と、一層のインターコネクタ
ー層とを備えている。In a preferred embodiment of the present invention, the support has one solid electrolyte layer and one interconnector layer.
【００１３】また、本発明の他の好適な実施形態におい
ては、支持体が、一層の固体電解質層と、二層のインタ
ーコネクター層とを備えており、固体電解質層の一方の
側に一方のインターコネクター層が設けられており、固
体電解質層の他方の側に他方のインターコネクター層が
設けられており、固体電解質層と各インターコネクター
層との間に、それぞれガス流路が形成されている。[0013] In another preferred embodiment of the present invention, the support comprises one solid electrolyte layer and two interconnector layers, and one side of the solid electrolyte layer is provided on one side of the solid electrolyte layer. An interconnector layer is provided, and the other interconnector layer is provided on the other side of the solid electrolyte layer, and a gas flow path is formed between the solid electrolyte layer and each interconnector layer. .
【００１４】これらのセルは、スタック化の際には、例
えば、燃料雰囲気にさらされたニッケルフェルトを介し
て図面において縦方向に積層し、直列接続することがで
きる。また、横方向に並べれば、並列接続をすることが
できる。In the case of stacking, these cells can be vertically stacked in the drawing, for example, via nickel felt exposed to a fuel atmosphere, and connected in series. If they are arranged in the horizontal direction, they can be connected in parallel.
【００１５】この実施形態の作用効果について述べる。
電気化学セルのインターコネクターの材料は種々知られ
ているが、ランタンクロマイトが最も一般的に使用され
ている。しかし、電気化学セルのインターコネクター
は、酸化ガスと還元ガスとの双方にさらされる。特にＳ
ＯＦＣや水蒸気電解セルのように、１０００℃以上の高
温で運転される電気化学セルにおいては、インターコネ
クターが高温の還元ガスに暴露されるが、ランタンクロ
マイト等のペロブスカイト系複合酸化物は、高温の還元
ガスにさらされると、酸素が欠損し、酸素欠損の結果と
して結晶格子が膨張し、インターコネクターの材料が延
びることがある。インターコネクターの伸びが大きくな
ると、電気化学セルの変形、反りが発生する。The operation and effect of this embodiment will be described.
Although various interconnector materials for electrochemical cells are known, lanthanum chromite is most commonly used. However, the interconnects of an electrochemical cell are exposed to both oxidizing and reducing gases. Especially S
In an electrochemical cell that is operated at a high temperature of 1000 ° C. or higher, such as an OFC or a steam electrolysis cell, the interconnector is exposed to a high-temperature reducing gas, but a perovskite-based composite oxide such as lanthanum chromite is exposed to a high temperature. When exposed to a reducing gas, oxygen is deficient, and as a result of the oxygen deficiency, the crystal lattice may expand and extend the interconnector material. When the interconnectors are elongated, the electrochemical cells are deformed and warped.
【００１６】これに対して、一層の固体電解質層の両側
にそれぞれインターコネクター層を設け、かつ各インタ
ーコネクター層と固体電解質層との間にそれぞれガス流
路を形成することによって、燃料側のインターコネクタ
ー層は、燃料供給孔に接する側と外側の両側が還元雰囲
気にさらされて、伸長するが、空気側のインターコネク
ター層も、外側が還元雰囲気にさらされて伸長する。こ
の結果、固体電解質層の中心として、両側の各インター
コネクター層の各伸長が相殺されるために、支持体の全
体が変形しにくくなる。On the other hand, by providing an interconnector layer on both sides of one solid electrolyte layer and forming a gas flow path between each interconnector layer and the solid electrolyte layer, an interconnect on the fuel side is formed. The connector layer is exposed and exposed to the reducing atmosphere on both sides in contact with the fuel supply hole and on the outside, and the air-side interconnector layer is also exposed and exposed to the reducing atmosphere. As a result, since each extension of each interconnector layer on both sides is offset as the center of the solid electrolyte layer, the entire support is less likely to be deformed.
【００１７】この観点からは、固体電解質層の中心面に
対して、一方のインターコネクター層と他方のインター
コネクター層とが互いに面対称であることが特に好まし
く、更に固体電解質層それ自体が、固体電解質層の中心
面に対して面対称であることが好ましい。From this viewpoint, it is particularly preferable that one interconnector layer and the other interconnector layer are plane-symmetric with respect to the center plane of the solid electrolyte layer. It is preferable to be plane-symmetric with respect to the center plane of the electrolyte layer.
【００１８】また、本発明の支持体は、固体電解質層と
インターコネクター層とを共焼結させることが比較的に
容易であることから、製造上も極めて有利である。なぜ
なら、固体電解質とインターコネクターとは、共に緻密
性ないし気密性が要求されているものであって、空気極
や燃料極の場合のように特定範囲内の気孔率に入るよう
に精密な気孔率制御を行う必要がないからである。Further, the support of the present invention is extremely advantageous in production because it is relatively easy to co-sinter the solid electrolyte layer and the interconnector layer. This is because both the solid electrolyte and the interconnector are required to be dense or airtight, and have a precise porosity such that they enter a porosity within a specific range as in the case of an air electrode or a fuel electrode. This is because there is no need to perform control.
【００１９】また、共焼結において、固体電解質とイン
ターコネクターのそれぞれの原料粉末の性状の違いによ
って、それぞれの焼成収縮率が異なる場合があり、焼成
時に変形をきたすことがあるが、一層の電解質の両側に
それぞれインターコネクター層を設けると、この変形を
防止しやすい。この観点からは、固体電解質の中心面に
対して、一方のインターコネクター層と他方のインター
コネクター層が互いに面対称であることが特に好まし
い。In co-sintering, depending on the properties of the raw material powders of the solid electrolyte and the interconnector, the firing shrinkage may differ from each other, which may cause deformation during firing. If an interconnector layer is provided on each side of the, this deformation can be easily prevented. From this viewpoint, it is particularly preferable that one interconnector layer and the other interconnector layer are plane-symmetric with respect to the center plane of the solid electrolyte.
【００２０】本発明の電気化学セルを製造するために
は、固体電解質層用の坏土とインターコネクター層用の
坏土とを同時に押出成形することによって支持体の成形
体を製造し、この支持体を焼成して前記支持体を作製し
た後に、少なくとも固体電解質層のガス流路に面する壁
面に一方の電極を形成し、少なくとも固体電解質層の前
記壁面とは反対側の壁面に他方の電極を形成することが
できる。In order to manufacture the electrochemical cell of the present invention, a molded body of a support is manufactured by simultaneously extruding the clay for the solid electrolyte layer and the clay for the interconnector layer. After firing the body to produce the support, at least one electrode is formed on the wall surface of the solid electrolyte layer facing the gas flow path, and at least the other electrode is formed on the wall surface opposite to the wall surface of the solid electrolyte layer. Can be formed.
【００２１】または、固体電解質層用の坏土とインター
コネクター層用の坏土とを同時に押出成形することによ
って、支持体の成形体を製造し、少なくとも固体電解質
層のガス流路に面する壁面に一方の電極の材料を付着さ
せ、少なくとも固体電解質層の壁面とは反対側の壁面に
他方の電極の材料を付着させ、次いで成形体、一方の電
極の材料および他方の電極の材料を焼成することによっ
て、支持体、一方の電極および他方の電極を生成させる
ことができる。Alternatively, the solid body for the solid electrolyte layer and the solid body for the interconnector layer are simultaneously extruded to produce a molded body of the support, and at least the wall surface of the solid electrolyte layer facing the gas flow path. The material of one electrode is adhered to the other, the material of the other electrode is adhered to at least the wall surface opposite to the wall surface of the solid electrolyte layer, and then the molded body, the material of one electrode and the material of the other electrode are fired. Thereby, a support, one electrode and the other electrode can be generated.
【００２２】本発明者は、こうした構造を、ＳＯＦＣ以
外の電気化学セル、例えば水蒸気電解セル等に適用して
みたところ、やはり単位体積当たりの効率、例えば電解
効率が著しく向上し、上記のような作用効果が得られる
ことを確認した。When the present inventor applied such a structure to an electrochemical cell other than the SOFC, for example, a steam electrolysis cell, the efficiency per unit volume, for example, the electrolysis efficiency was also remarkably improved. It was confirmed that the effect was obtained.
【００２３】[0023]
【発明の実施形態】以下、更に具体的な実施形態につい
て述べる。支持体中の複数の各ガス流路の各々の形状は
特に限定されないが、空間の利用効率の観点から、各ガ
ス流路の横断面の形状が、平面を隙間無く埋め尽くすこ
とができる形状であることが好ましく、二等辺三角形、
正三角形、長方形、正方形、正六角形などが好ましい。
また、正三角形のガス流路と正六角形のガス流路など、
相異なる形状のガス流路が隣接するような設計も採用で
きる。Hereinafter, more specific embodiments will be described. The shape of each of the plurality of gas flow paths in the support is not particularly limited, but from the viewpoint of space utilization efficiency, the shape of the cross section of each gas flow path is a shape that can completely fill a plane without gaps. Preferably, there is an isosceles triangle,
A regular triangle, a rectangle, a square, a regular hexagon, or the like is preferable.
In addition, a regular triangular gas flow path and a regular hexagonal gas flow path,
A design in which gas passages having different shapes are adjacent to each other can also be adopted.
【００２４】インターコネクター層の材料は、ランタン
を含有するペロブスカイト型複合酸化物であることが好
ましく、ランタンクロマイトであることが更に好まし
い。固体電解質層の材料としては、イットリア安定化ジ
ルコニア又はイットリア部分安定化ジルコニアが好まし
いが、他の材料を使用することもできる。また、ＮＯｘ
分解セルの場合には、酸化セリウムも好ましい。The material of the interconnector layer is preferably a perovskite-type composite oxide containing lanthanum, and more preferably lanthanum chromite. As the material for the solid electrolyte layer, yttria-stabilized zirconia or yttria partially stabilized zirconia is preferable, but other materials can also be used. NOx
In the case of a decomposition cell, cerium oxide is also preferred.
【００２５】一方の電極と他方の電極とは、陽極と陰極
である。陽極の材質は、ランタンを含有するペロブスカ
イト型複合酸化物であることが好ましく、ランタンマン
ガナイト又はランタンコバルタイトであることが更に好
ましく、ランタンマンガナイトが一層好ましい。ランタ
ンクロマイト及びランタンマンガナイトは、ストロンチ
ウム、カルシウム、クロム（ランタンマンガナイトの場
合）、コバルト、鉄、ニッケル、アルミニウム等をドー
プしたものであってよい。また、パラジウム、白金、ル
テニウム、白金−ジルコニアサーメット、パラジウム−
ジルコニアサーメット、ルテニウム−ジルコニアサーメ
ット、白金−酸化セリウムサーメット、パラジウム−酸
化セリウムサーメット、ルテニウム−酸化セリウムサー
メットであってもよい。One electrode and the other electrode are an anode and a cathode. The material of the anode is preferably a perovskite-type composite oxide containing lanthanum, more preferably lanthanum manganite or lanthanum cobaltite, and more preferably lanthanum manganite. Lanthanum chromite and lanthanum manganite may be doped with strontium, calcium, chromium (for lanthanum manganite), cobalt, iron, nickel, aluminum and the like. Also, palladium, platinum, ruthenium, platinum-zirconia cermet, palladium-
Zirconia cermet, ruthenium-zirconia cermet, platinum-cerium oxide cermet, palladium-cerium oxide cermet, ruthenium-cerium oxide cermet may be used.
【００２６】陰極の材質としては、ニッケル、パラジウ
ム、白金、ニッケル−ジルコニアサーメット、白金−ジ
ルコニアサーメット、パラジウム−ジルコニアサーメッ
ト、ニッケル−酸化セリウムサーメット、白金−酸化セ
リウムサーメット、パラジウム−酸化セリウムサーメッ
ト、ルテニウム、ルテニウム−ジルコニアサーメット等
が好ましい。Examples of the material of the cathode include nickel, palladium, platinum, nickel-zirconia cermet, platinum-zirconia cermet, palladium-zirconia cermet, nickel-cerium oxide cermet, platinum-cerium oxide cermet, palladium-cerium oxide cermet, ruthenium, Ruthenium-zirconia cermet is preferred.
【００２７】本発明の電気化学セルを、酸素ポンプとし
て使用し、酸素を供給することができる。The electrochemical cell of the present invention can be used as an oxygen pump to supply oxygen.
【００２８】また、本発明の電気化学セルを、高温水蒸
気電解セルとして使用できる。このセルは、水素の製造
装置に使用でき、また水蒸気の除去装置に使用できる。
この場合には、各電極で次の反応を生じさせる。Further, the electrochemical cell of the present invention can be used as a high-temperature steam electrolysis cell. This cell can be used for a hydrogen production device and a steam removal device.
In this case, the following reaction occurs at each electrode.
【００２９】[0029]
【化１】陰極：Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- →Ｈ2 ＋Ｏ2 - 陽極：Ｏ2 - →２ｅ- ＋１／２Ｏ2 Embedded image Cathode: H 2 O + 2e − → H 2 + O 2 − Anode: O 2 − → 2e − + 1 / 2O 2
【００３０】更に、本発明の電気化学セルを、ＮＯｘの
分解セルとして使用できる。この分解セルは、自動車、
発電装置からの排ガスの浄化装置として使用できる。現
在、ガソリンエンジンから発生するＮＯｘには、三元機
能触媒によって対応している。しかし、リーンバーンエ
ンジンやディーゼルエンジンなど、低燃費型のエンジン
が増加すると、これらのエンジンの排ガス中の酸素量が
多いので、三元機能触媒が機能しなくなる。Further, the electrochemical cell of the present invention can be used as a NOx decomposition cell. This disassembly cell is used for automobiles,
It can be used as a device for purifying exhaust gas from a power generator. At present, NOx generated from a gasoline engine is handled by a three-way catalyst. However, when the number of fuel-efficient engines such as lean burn engines and diesel engines increases, the amount of oxygen in the exhaust gas of these engines is large, so that the three-way catalyst does not function.
【００３１】ここで、本発明の電気化学セルをＮＯｘ分
解セルとして使用すると、固体電解質膜を通して排ガス
中の酸素を除去するのと共に、ＮＯｘを電解してＮ2 と
Ｏ2-とに分解し、この分解によって生成した酸素をも除
去できる。また、このプロセスと共に、排ガス中の水蒸
気が電解されて水素と酸素とを生じ、この水素がＮＯｘ
をＮ2 へと還元する。Here, when the electrochemical cell of the present invention is used as a NOx decomposition cell, oxygen in exhaust gas is removed through a solid electrolyte membrane, and NOx is electrolyzed to be decomposed into N 2 and O 2− , Oxygen generated by this decomposition can also be removed. Further, along with this process, water vapor in the exhaust gas is electrolyzed to generate hydrogen and oxygen, and this hydrogen is converted into NOx
To N 2 .
【００３２】ＮＯｘ分解セルの場合には、固体電解質膜
を酸化セリウム系セラミックスとすることが特に好まし
く、陰極材料としてはパラジウム、パラジウム−酸化セ
リウムサーメットとすることが好ましい。In the case of a NOx decomposition cell, the solid electrolyte membrane is particularly preferably made of a cerium oxide-based ceramic, and the cathode material is preferably made of palladium or palladium-cerium oxide cermet.
【００３３】図１（ａ）〜図６（ａ）は、いずれも、本
発明の各実施形態に係る各電気化学セルの各支持体の断
面図であり、それぞれガス流路に対する横断面の方向に
切ってみた断面図を示している。図１（ｂ）〜図６
（ｂ）は、それぞれ、本発明の各実施形態に係る各電気
化学セルの断面図である。FIGS. 1 (a) to 6 (a) are sectional views of each support of each electrochemical cell according to each embodiment of the present invention. FIG. 1 (b) to 6
(B) is a sectional view of each electrochemical cell according to each embodiment of the present invention.
【００３４】図１（ａ）の支持体１Ａは、固体電解質層
３とインターコネクター層２とを接合したものである。
インターコネクター層２は平板状をなしている。固体電
解質層３は、平板状部分３ｅと、平板状部分３ｅから突
出する一対の外壁３ｄと、隔壁３ｃとを備えている。外
壁３ｄおよび隔壁３ｃの先端面がインターコネクター層
２の内側壁面２ｂに接合されており、固体電解質層３と
インターコネクター層２との間に、外壁３ｄおよび隔壁
３ｃによって仕切られた貫通孔４が設けられている。The support 1A shown in FIG. 1A has a solid electrolyte layer 3 and an interconnector layer 2 joined together.
The interconnector layer 2 has a plate shape. The solid electrolyte layer 3 includes a flat plate portion 3e, a pair of outer walls 3d protruding from the flat plate portion 3e, and a partition wall 3c. The tip surfaces of the outer wall 3d and the partition wall 3c are joined to the inner wall surface 2b of the interconnector layer 2, and between the solid electrolyte layer 3 and the interconnector layer 2, a through hole 4 partitioned by the outer wall 3d and the partition wall 3c is formed. Is provided.
【００３５】図１（ｂ）に示すように、この支持体１Ａ
を使用した電気化学セル５Ａにおいては、固体電解質層
３の内側壁面３ｂ、外壁３ｄの内側壁面、隔壁３ｃの内
側壁面およびインターコネクター層２の内側壁面２ｂを
被覆するように、一方の電極７が設けられており、この
内側に一方のガス流路６が設けられている。As shown in FIG. 1B, this support 1A
In the electrochemical cell 5A using the one, one electrode 7 is coated so as to cover the inner wall surface 3b of the solid electrolyte layer 3, the inner wall surface of the outer wall 3d, the inner wall surface of the partition wall 3c, and the inner wall surface 2b of the interconnector layer 2. One gas flow path 6 is provided inside this.
【００３６】この場合、電極はインターコネクター層２
の内側壁面２ｂの全面を被覆している必要はなく、電極
の一部がインターコネクター層と接している状態でもよ
い。つまり、電子的な導通が電極とインターコネクター
層との間で保たれていればよい。In this case, the electrodes are interconnector layer 2
It is not necessary to cover the entire surface of the inner wall surface 2b, and a part of the electrode may be in contact with the interconnector layer. In other words, it is only necessary that electronic conduction be maintained between the electrode and the interconnector layer.
【００３７】また、固体電解質層３の平板状部分３ｅの
外側壁面３ａ上に他方の電極８が設けられている。ま
た、他方の電極は、インターコネクター層２とは電子伝
導的に絶縁されるよう、インターコネクター２とは隔離
されて、固体電解質層３の外壁３ｄの外側壁面にも設け
るのが、セル当たりの電極面積を増やす観点から好まし
い。The other electrode 8 is provided on the outer wall surface 3a of the flat portion 3e of the solid electrolyte layer 3. Also, the other electrode is provided on the outer wall surface of the outer wall 3d of the solid electrolyte layer 3 so as to be electrically isolated from the interconnector layer 2 so as to be electrically insulated from the interconnector layer 2. It is preferable from the viewpoint of increasing the electrode area.
【００３８】他方のガスは、ある電気化学セル５Ａのイ
ンターコネクター層２の外側壁面２ａと、これと隣り合
う電気化学セル５Ａの他方の電極８との間を通過する。
本発明の電気化学セルは、ガス流路６が気密質のインタ
ーコネクターおよび固体電解質によって包囲されている
ので、シールレス構造を容易に作製できる。The other gas passes between the outer wall surface 2a of the interconnector layer 2 of one electrochemical cell 5A and the other electrode 8 of the adjacent electrochemical cell 5A.
In the electrochemical cell of the present invention, since the gas flow path 6 is surrounded by the airtight interconnector and the solid electrolyte, a sealless structure can be easily manufactured.
【００３９】スタック化する場合、ある電気化学セル５
Ａのインターコネクター層２の外側壁面２ａと、これと
隣り合う電気化学セル５Ａの他方の電極８との間にニッ
ケルフェルトをはさみ、フェルトで作られる空間に他方
のガスを流し、かつ、隣り合うセル同士を電気的に接続
することによって、直列接続のスタックができる。In the case of stacking, a certain electrochemical cell 5
A nickel felt is sandwiched between the outer wall surface 2a of the interconnector layer 2 of A and the other electrode 8 of the electrochemical cell 5A adjacent thereto, and the other gas flows into the space made of felt and is adjacent to the nickel felt. By electrically connecting the cells to each other, a series-connected stack can be formed.
【００４０】図２（ａ）の支持体１Ｂおよび図２（ｂ）
の電気化学セル５Ｂにおいては、固体電解質層１３とイ
ンターコネクター層１２とが接合されている。固体電解
質層１３は、平板状部分１３ｅと、平板状部分から突出
する一対の外壁１３ｄと、隔壁１３ｃとを備えている。
インターコネクター層１２は、平板状部分１２ｅと、平
板状部分から突出する一対の外壁１２ｄと、隔壁１２ｃ
とを備えている。固体電解質層１３の外壁１３ｄおよび
隔壁１３ｃの各先端面が、インターコネクター層１２の
外壁１２ｄおよび隔壁１２ｃの各先端面に対して、接合
されている。この結果、固体電解質層１３とインターコ
ネクター層１２との間に、外壁１２ｄ、１３ｄおよび隔
壁１２ｃ、１３ｃによって仕切られた貫通孔４が設けら
れている。The support 1B shown in FIG. 2A and the support 1B shown in FIG.
In the electrochemical cell 5B, the solid electrolyte layer 13 and the interconnector layer 12 are joined. The solid electrolyte layer 13 includes a flat portion 13e, a pair of outer walls 13d protruding from the flat portion, and a partition 13c.
The interconnector layer 12 includes a flat portion 12e, a pair of outer walls 12d protruding from the flat portion, and a partition 12c.
And Each end face of the outer wall 13d and the partition wall 13c of the solid electrolyte layer 13 is bonded to each end face of the outer wall 12d and the partition wall 12c of the interconnector layer 12. As a result, between the solid electrolyte layer 13 and the interconnector layer 12, the through hole 4 partitioned by the outer walls 12d, 13d and the partition walls 12c, 13c is provided.
【００４１】電気化学セル５Ｂにおいては、固体電解質
層１３の内側壁面１３ｂ、外壁１３ｄの内側壁面、隔壁
１３ｃの内側壁面、インターコネクター層１２の内側壁
面１２ｂ、外壁１２ｄの内側壁面、隔壁１２ｃの内側壁
面を被覆するように、一方の電極７が設けられており、
電極７の内側に一方のガス流路６が設けられている。固
体電解質層１３の平板状部分１３ｅの外側壁面１３ａ上
に、他方の電極８が設けられている。なお、１２ａはイ
ンターコネクター層１２の外側壁面である。In the electrochemical cell 5B, the inner wall surface 13b of the solid electrolyte layer 13, the inner wall surface of the outer wall 13d, the inner wall surface of the partition wall 13c, the inner wall surface 12b of the interconnector layer 12, the inner wall surface of the outer wall 12d, and the inner wall of the partition wall 12c. One electrode 7 is provided so as to cover the wall surface,
One gas flow path 6 is provided inside the electrode 7. The other electrode 8 is provided on the outer wall surface 13a of the flat portion 13e of the solid electrolyte layer 13. Reference numeral 12a denotes an outer wall surface of the interconnector layer 12.
【００４２】この場合、一方の電極は図１（ｂ）の実施
形態と同様にインターコネクター層１２の内側壁面１２
ｂ、外壁１２ｄの内側壁面、隔壁１２ｃの内側壁面の全
面を覆っている必要はない。また、他方の電極は、これ
と同じく、図１（ｂ）の実施形態と同様に、固体電解質
層１３の外壁１３ｄの外側壁面にも設けるのが好まし
い。In this case, one electrode is provided on the inner wall surface 12 of the interconnector layer 12 as in the embodiment of FIG.
b, It is not necessary to cover the entire inner wall surface of the outer wall 12d and the inner wall surface of the partition wall 12c. Similarly, the other electrode is preferably provided on the outer wall surface of the outer wall 13d of the solid electrolyte layer 13, similarly to the embodiment of FIG.
【００４３】図３（ａ）の支持体１Ｃは、固体電解質層
２３とインターコネクター層２２とを接合したものであ
る。固体電解質層２３は平板状をなしている。インター
コネクター層２２は、平板状部分２２ｅと、平板状部分
から突出する一対の外壁２２ｄと、隔壁２２ｃとを備え
ている。外壁２２ｄおよび隔壁２２ｃの先端面が固体電
解質層２３の内側壁面２３ｂに接合されており、固体電
解質層２３とインターコネクター層２２との間に、外壁
２２ｄおよび隔壁２２ｃによって仕切られた貫通孔４が
設けられている。The support 1C shown in FIG. 3A has a structure in which the solid electrolyte layer 23 and the interconnector layer 22 are joined. The solid electrolyte layer 23 has a plate shape. The interconnector layer 22 includes a flat plate portion 22e, a pair of outer walls 22d protruding from the flat plate portion, and a partition wall 22c. The distal end surfaces of the outer wall 22d and the partition wall 22c are joined to the inner wall surface 23b of the solid electrolyte layer 23. Between the solid electrolyte layer 23 and the interconnector layer 22, a through hole 4 partitioned by the outer wall 22d and the partition wall 22c is formed. Is provided.
【００４４】図３（ｂ）に示すように、支持体１Ｃを使
用した電気化学セル５Ｃにおいては、インターコネクタ
ー層２２の内側壁面２２ｂ、外壁２２ｄの内側壁面、隔
壁２２ｃの内側壁面および固体電解質層２３の内側壁面
２３ｂを被覆するように、一方の電極７が設けられてお
り、この内側に一方のガス流路６が設けられている。ま
た、固体電解質層２３の外側壁面２３ａ上に他方の電極
８が設けられている。なお、２２ａは外側壁面である。As shown in FIG. 3B, in the electrochemical cell 5C using the support 1C, the inner wall surface 22b of the interconnector layer 22, the inner wall surface of the outer wall 22d, the inner wall surface of the partition wall 22c, and the solid electrolyte layer One electrode 7 is provided so as to cover the inner wall surface 23b of 23, and one gas flow path 6 is provided inside this. The other electrode 8 is provided on the outer wall surface 23a of the solid electrolyte layer 23. In addition, 22a is an outer wall surface.
【００４５】この場合、一方の電極は図１（ｂ）の実施
形態と同様にインターコネクター層２２の内側壁面２２
ｂ、外壁２２ｄの内側壁面、隔壁２２ｃの内側壁面の全
面を覆っている必要はない。また、他方の電極は、これ
と同じく、図１（ｂ）の実施形態と同様に、固体電解質
層２３の外壁２３のｄの外側壁面にも設けるのが好まし
い。In this case, one of the electrodes is connected to the inner wall surface 22 of the interconnector layer 22 similarly to the embodiment of FIG.
b, It is not necessary to cover the entire inner wall surface of the outer wall 22d and the inner wall surface of the partition wall 22c. Similarly, the other electrode is preferably provided on the outer wall surface of d of the outer wall 23 of the solid electrolyte layer 23 as in the embodiment of FIG. 1B.
【００４６】図４〜図６は、いずれも、一層の固体電解
質層と二層のインターコネクター層とを使用した実施形
態に係るものである。また、図４〜図６に示す各実施形
態においては、いずれも、固体電解質層の中心面Ａに対
して、一方のインターコネクター層と他方のインターコ
ネクター層とが互いに面対称であり、かつ、固体電解質
層が、中心面Ａに対して面対称である。FIGS. 4 to 6 relate to the embodiments using one solid electrolyte layer and two interconnector layers. Further, in each of the embodiments shown in FIGS. 4 to 6, one interconnector layer and the other interconnector layer are plane-symmetric with respect to the center plane A of the solid electrolyte layer, and The solid electrolyte layer is plane-symmetric with respect to the center plane A.
【００４７】図４（ａ）の支持体１Ｄは、固体電解質層
３３と、二層のインターコネクター層３２Ａ、３２Ｂと
を接合したものである。各インターコネクター層３２
Ａ、３２Ｂは平板状をなしている。固体電解質層３３
は、平板状部分３３ａと、平板状部分３３ａから突出す
る一対の外壁３３ｂ、３３ｃと、隔壁３３ｄ、３３ｅと
を備えている。外壁３３ｂと３３ｃとは反対側に突出し
ており、隔壁３３ｄと３３ｅとは反対側に突出してい
る。The support 1D shown in FIG. 4A is obtained by joining a solid electrolyte layer 33 and two interconnector layers 32A and 32B. Each interconnector layer 32
A and 32B are tabular. Solid electrolyte layer 33
Has a flat portion 33a, a pair of outer walls 33b and 33c protruding from the flat portion 33a, and partition walls 33d and 33e. The outer walls 33b and 33c protrude to the opposite side, and the partition walls 33d and 33e protrude to the opposite side.
【００４８】各外壁３３ｂおよび各隔壁３３ｄの各先端
面が、一方のインターコネクター層３２Ａの内側壁面３
２ｂに接合されており、各外壁３３ｃおよび各隔壁３３
ｅの各先端面が、他方のインターコネクター層３２Ｂの
内側壁面３２ｂに接合されている。この結果、固体電解
質層３３と一方のインターコネクター層３２Ａとの間
に、外壁３３ｂおよび隔壁３３ｄによって仕切られた貫
通孔４が設けられており、固体電解質層３３とインター
コネクター層３２Ｂとの間にも貫通孔４が設けられてい
る。３２ａはインターコネクター層の外側壁面である。Each end surface of each outer wall 33b and each partition wall 33d is connected to the inner wall surface 3 of one interconnector layer 32A.
2b, each outer wall 33c and each partition 33
e are joined to the inner wall surface 32b of the other interconnector layer 32B. As a result, the through hole 4 partitioned by the outer wall 33b and the partition wall 33d is provided between the solid electrolyte layer 33 and one of the interconnector layers 32A, and between the solid electrolyte layer 33 and the interconnector layer 32B. Also, a through hole 4 is provided. 32a is an outer wall surface of the interconnector layer.
【００４９】図４（ｂ）に示すように、支持体１Ｄを使
用した電気化学セル５Ｄにおいては、一方のインターコ
ネクター層３２Ａの内側壁面３２ｂ、外壁３３ｂの内側
壁面、隔壁３３ｄの内側壁面および平板状部分３３ａの
内側壁面を被覆するように、一方の電極７が設けられて
おり、電極７の内側に一方のガス流路６が設けられてい
る。As shown in FIG. 4B, in the electrochemical cell 5D using the support 1D, the inner wall surface 32b of one of the interconnector layers 32A, the inner wall surface of the outer wall 33b, the inner wall surface of the partition wall 33d, and the flat plate One electrode 7 is provided so as to cover the inner wall surface of the portion 33 a, and one gas flow path 6 is provided inside the electrode 7.
【００５０】この場合、一方の電極７は、一方のインタ
ーコネクター層３２Ａの内側壁面の全面を覆っている必
要はなく、一方の電極７の一部がインターコネクター層
３２Ａと接している状態でも良い。つまり、電子的な導
通が電極７とインターコネクター層３２Ａとの間で保た
れていればよい。In this case, the one electrode 7 does not need to cover the entire inner wall surface of the one interconnector layer 32A, and a part of the one electrode 7 may be in contact with the interconnector layer 32A. . That is, it is only necessary that the electronic continuity be maintained between the electrode 7 and the interconnector layer 32A.
【００５１】他方のインターコネクター層３２Ｂの内側
壁面３２ｂ、外壁３３ｃの内側壁面、隔壁３３ｅの内側
壁面および平板状部分３３ａの内側壁面を被覆するよう
に、他方の電極８が設けられており、電極８の内側に他
方のガス流路９が設けられている。The other electrode 8 is provided so as to cover the inner wall surface 32b of the other interconnector layer 32B, the inner wall surface of the outer wall 33c, the inner wall surface of the partition wall 33e, and the inner wall surface of the flat portion 33a. The other gas flow path 9 is provided inside 8.
【００５２】この場合、他方の電極８は、他方のインタ
ーコネクター層３２Ｂの内側壁面の全面を覆っている必
要はなく、他方の電極８の一部がインターコネクター層
３２Ｂと接している状態でも良い。つまり、電子的な導
通が電極７とインターコネクター層３２Ｂとの間で保た
れていればよい。In this case, the other electrode 8 does not need to cover the entire inner wall surface of the other interconnector layer 32B, and a part of the other electrode 8 may be in contact with the interconnector layer 32B. . That is, it is only necessary that the electronic conduction be maintained between the electrode 7 and the interconnector layer 32B.
【００５３】図５（ａ）の支持体１Ｅは、固体電解質層
４３と、二層のインターコネクター層４２Ａ、４２Ｂと
を接合したものである。インターコネクター層４２Ａ、
４２Ｂは、それぞれ、平板状部分４２ａと、平板状部分
から突出する一対の外壁４２ｂと、複数の隔壁４２ｃと
を備えている。固体電解質層４３は、平板状部分４３ａ
と、平板状部分４３ａから突出する一対の外壁４３ｂ、
４３ｃと、複数列の隔壁４３ｄ、４３ｅとを備えてい
る。外壁４３ｂと４３ｃとは反対側に突出しており、隔
壁４３ｄと４３ｅとは反対側に突出している。The support 1E shown in FIG. 5A is obtained by joining a solid electrolyte layer 43 and two interconnector layers 42A and 42B. Interconnector layer 42A,
42B includes a flat plate portion 42a, a pair of outer walls 42b protruding from the flat plate portion, and a plurality of partition walls 42c. The solid electrolyte layer 43 includes a flat portion 43a.
A pair of outer walls 43b protruding from the flat plate portion 43a,
43c, and a plurality of rows of partition walls 43d and 43e. The outer walls 43b and 43c protrude on the opposite side, and the partition walls 43d and 43e protrude on the opposite side.
【００５４】固体電解質層４３の各外壁４３ｂ、４３ｃ
の各先端面が、各インターコネクター層４２Ａの各外壁
４２ｂに接合されており、固体電解質層４３の各隔壁４
３ｄ、４３ｅの各先端面が、各インターコネクター層４
２Ａ、４２Ｂの各隔壁４２ｃに接合されている。この結
果、固体電解質層４３と各インターコネクター層４２
Ａ、４２Ｂとの間に、それぞれ、外壁および隔壁によっ
て仕切られた貫通孔４が設けられている。Each outer wall 43b, 43c of the solid electrolyte layer 43
Are joined to the outer walls 42b of the interconnector layers 42A, and the partition walls 4 of the solid electrolyte layer 43 are
3d and 43e are connected to the respective interconnector layers 4
It is joined to each partition 42c of 2A and 42B. As a result, the solid electrolyte layer 43 and each interconnector layer 42
A and 42B are provided with through holes 4 partitioned by outer walls and partition walls, respectively.
【００５５】図５（ｂ）に示すように、支持体１Ｅを使
用した電気化学セル５Ｅにおいては、一方のインターコ
ネクター層４２Ａの平板状部分４２ａ、外壁４２ｂ、隔
壁４２ｃ、固体電解質層４３の平板状部分４３ａ、外壁
４３ｂ、隔壁４３ｄの各内側壁面を被覆するように、一
方の電極７が設けられており、電極７の内側に一方のガ
ス流路６が設けられている。また、他方のインターコネ
クター層４２Ｂの平板状部分４２ａ、外壁４２ｂ、隔壁
４２ｃ、固体電解質層４３の平板状部分４３ａ、外壁４
３ｃ、隔壁４３ｅの各内側壁面を被覆するように、他方
の電極８が設けられており、電極８の内側に他方のガス
流路９が設けられている。As shown in FIG. 5 (b), in the electrochemical cell 5E using the support 1E, the flat portion 42a of one of the interconnector layers 42A, the outer wall 42b, the partition 42c, and the flat plate of the solid electrolyte layer 43 are formed. One electrode 7 is provided so as to cover the respective inner wall surfaces of the shape-like portion 43a, the outer wall 43b, and the partition wall 43d, and one gas flow path 6 is provided inside the electrode 7. The flat portion 42a, the outer wall 42b, and the partition 42c of the other interconnector layer 42B, the flat portion 43a of the solid electrolyte layer 43, and the outer wall 4 are provided.
The other electrode 8 is provided so as to cover each inner wall surface of 3c and the partition 43e, and the other gas flow path 9 is provided inside the electrode 8.
【００５６】一方の電極および他方の電極の形成につい
ては、図４（ａ）の実施形態と同様、必ずしも貫通孔４
の内壁全面を覆っている必要はない。The formation of the one electrode and the other electrode is not necessarily the same as in the embodiment of FIG.
It is not necessary to cover the entire inner wall of the.
【００５７】図６（ａ）の支持体１Ｆは、固体電解質層
５３と、二層のインターコネクター層５２Ａ、５２Ｂと
を接合したものである。固体電解質層５３は平板状をな
している。各インターコネクター層５２Ａ、５２Ｂは、
平板状部分５２ａと、平板状部分５２ａから突出する一
対の外壁５２ｂと、複数列の隔壁５２ｃとを備えてい
る。The support 1F shown in FIG. 6A is obtained by joining a solid electrolyte layer 53 and two interconnector layers 52A and 52B. The solid electrolyte layer 53 has a flat plate shape. Each interconnector layer 52A, 52B has
It has a flat portion 52a, a pair of outer walls 52b protruding from the flat portion 52a, and a plurality of rows of partition walls 52c.
【００５８】各インターコネクター層５２Ａ、５２Ｂの
各外壁５２ｂおよび各隔壁５２ｃの各先端面が、固体電
解質層５３の壁面５３ａまたは５３ｂに接合されてい
る。固体電解質層５３と各インターコネクター層５２
Ａ、５２Ｂとの間に、それぞれ、外壁５２ｂおよび隔壁
５２ｃによって仕切られた貫通孔４が設けられている。Each outer wall 52b of each interconnector layer 52A, 52B and each end face of each partition wall 52c are joined to the wall surface 53a or 53b of the solid electrolyte layer 53. Solid electrolyte layer 53 and each interconnector layer 52
A and 52B are provided with through-holes 4 partitioned by outer walls 52b and partition walls 52c, respectively.
【００５９】図６（ｂ）に示すように、支持体１Ｆを使
用した電気化学セル５Ｆにおいては、一方のインターコ
ネクター層５２Ａの平板状部分５２ａ、外壁５２ｂおよ
び隔壁５２ｃの内側壁面を被覆するように、一方の電極
７が設けられており、電極７の内側に一方のガス流路６
が設けられている。他方のインターコネクター層５２Ｂ
の平板状部分５２ａ、外壁５２ｂおよび隔壁５２ｃの内
側壁面を被覆するように、他方の電極８が設けられてお
り、電極８の内側に他方のガス流路９が設けられてい
る。As shown in FIG. 6B, in the electrochemical cell 5F using the support 1F, the inner wall surface of the flat portion 52a, the outer wall 52b, and the partition wall 52c of one of the interconnector layers 52A is covered. Is provided with one electrode 7, and one gas flow path 6 is provided inside the electrode 7.
Is provided. The other interconnector layer 52B
The other electrode 8 is provided so as to cover the inner wall surfaces of the flat plate portion 52a, the outer wall 52b, and the partition wall 52c, and the other gas passage 9 is provided inside the electrode 8.
【００６０】一方の電極および他方の電極の形成につい
ては、図４（ａ）の実施形態と同様、必ずしも貫通孔４
の内壁全面を覆っている必要はない。The formation of the one electrode and the other electrode is not necessarily the same as in the embodiment of FIG.
It is not necessary to cover the entire inner wall of the.
【００６１】本発明の電気化学セルないし支持体を製造
する際には、インターコネクターおよび固体電解質の各
グリーン成形体は、各主原料に、有機バインダーと水と
を混合した混合物を成形した成形体が好ましい。この有
機バインダーとしては、ポリビニルアルコール、メチル
セルロース、エチルセルロース等を使用できる。前記主
原料の重量を１００重量部としたとき、有機バインダー
の添加量は０．５〜５重量部とすることが好ましい。When producing the electrochemical cell or the support of the present invention, each green molded body of the interconnector and the solid electrolyte is formed by molding a mixture obtained by mixing an organic binder and water with each main raw material. Is preferred. As the organic binder, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, or the like can be used. When the weight of the main raw material is 100 parts by weight, the amount of the organic binder added is preferably 0.5 to 5 parts by weight.
【００６２】支持体の成形体の焼成温度は、１４００℃
〜１７００℃とすることが好ましい。The firing temperature of the molded body of the support is 1400 ° C.
The temperature is preferably set to 1700 ° C.
【００６３】支持体の焼結体の各貫通孔の各壁面に、陽
極の材料および／または陰極の材料を塗布することがで
きる。この方法も特に限定されないが、好適な態様にお
いては、各貫通孔に、それぞれ陽極用のスラリーおよび
／または陰極用のスラリーを流し込み、このスラリーを
排出させることによって、各貫通孔の各内側壁面に、そ
れぞれ所望の原料粉末を付着させる。次いで、支持体の
全体を、１１００℃〜１５００℃で焼成し、陽極および
陰極を形成する。A material for the anode and / or a material for the cathode can be applied to each wall surface of each through hole of the sintered body of the support. Although this method is not particularly limited, in a preferred embodiment, the slurry for the anode and / or the slurry for the cathode are respectively poured into each through-hole, and the slurry is discharged, so that the inner wall surface of each through-hole is formed. Then, a desired raw material powder is adhered. Next, the entire support is fired at 1100 ° C. to 1500 ° C. to form an anode and a cathode.
【００６４】[0064]
【実施例】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。 〔実験Ａ：ＳＯＦＣの単電池の製造例および発電実験〕
前述した製造方法に従って、図２（ｂ）に示す単電池５
Ｂを製造した。具体的には、最初に次の各坏土を製造し
た。EXAMPLES Hereinafter, more specific experimental results will be described. [Experiment A: Production example of SOFC cell and power generation experiment]
According to the manufacturing method described above, the cell 5 shown in FIG.
B was produced. Specifically, the following kneaded clay was first manufactured.
【００６５】（固体電解質層用の坏土）平均粒径１μｍ
の８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア粉末１００重
量部に対して、メチルセルロース４重量部およびポリビ
ニルアルコールを混合し、この混合物に対して１８重量
部の水を加え、ニーダーを用いて混練物を得た。この混
練物を真空土練機中に収容し、直径５０ｍｍ、長さ３０
０ｍｍの円柱形状の坏土を製造した。(Clay for Solid Electrolyte Layer) Average Particle Size 1 μm
4 parts by weight of methylcellulose and 100 parts by weight of polyvinyl alcohol were mixed with 100 parts by weight of 8 mol% yttria-stabilized zirconia powder, and 18 parts by weight of water was added to the mixture, and a kneaded product was obtained using a kneader. This kneaded material was housed in a vacuum kneader, and had a diameter of 50 mm and a length of 30 mm.
A 0-mm cylindrical kneaded clay was manufactured.
【００６６】（インターコネクター層用の坏土）平均粒
径３μｍのランタンマンガマイト粉末１００重量部に対
して、メチルセルロース３重量部およびポリビニルアル
コールを混合し、この混合物に対して１４重量部の水を
加え、ニーダーを用いて混練物を得た。この混練物を、
真空土練機中に収容し、直径５０ｍｍ、長さ３００ｍｍ
の円柱形状の坏土を製造した。(Clay for interconnector layer) 3 parts by weight of methyl cellulose and polyvinyl alcohol were mixed with 100 parts by weight of lanthanum mangamite powder having an average particle size of 3 μm, and 14 parts by weight of water was added to the mixture. In addition, a kneaded product was obtained using a kneader. This kneaded material is
Housed in a vacuum kneader, diameter 50mm, length 300mm
Was manufactured.
【００６７】前記の各坏土について、それぞれポリビニ
ルアルコールの添加量を調整することによって、各坏土
の硬度の差が±１となるようにした。By adjusting the amount of polyvinyl alcohol to be added to each of the above-mentioned clays, the difference in hardness between the respective clays was made ± 1.
【００６８】固体電解質層用の坏土とインターコネクタ
ー層用の坏土とを、同時押出成形用の二軸プランジャー
のシリンダーの中に充填し、図２（ａ）に示すような形
態を有する成形体を製造した。この際、各坏土の押出速
度がほぼ同じになるように、プランジャーの油圧を制御
し、これによって支持体の成形体の曲がりを防止した。The kneaded clay for the solid electrolyte layer and the kneaded clay for the interconnector layer are filled in a cylinder of a twin-screw plunger for simultaneous extrusion, and have a form as shown in FIG. 2 (a). A molded body was manufactured. At this time, the hydraulic pressure of the plunger was controlled so that the extrusion speeds of the respective clays were substantially the same, thereby preventing bending of the support body.
【００６９】この成形体を恒温恒湿乾燥機内に収容し、
８０℃で乾燥した。乾燥後、乾燥された成形体を電気炉
内に収容し、４０℃／時間の速度で１６００℃まで温度
を上昇させ、１６００℃で３時間保持し、一体焼結さ
せ、支持体１Ｂを得た。得られた焼成体の寸法は、縦
２．４ｍｍ、横１１．２ｍｍ、長さ１００ｍｍである。
各外壁および隔壁の厚さは２００μｍであり、貫通孔４
の数は５個である。This molded body is housed in a thermo-hygrostat dryer,
Dried at 80 ° C. After drying, the dried compact was placed in an electric furnace, heated to 1600 ° C. at a rate of 40 ° C./hour, held at 1600 ° C. for 3 hours, and integrally sintered to obtain a support 1B. . The dimensions of the obtained fired body are 2.4 mm long, 11.2 mm wide, and 100 mm long.
The thickness of each outer wall and partition is 200 μm,
Is five.
【００７０】得られた焼成体から長さ５０ｍｍの支持体
試料を切り出した。平均粒径５μｍの酸化ニッケル粉末
６０重量部と８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア粉
末４０重量部との混合粉末とを、支持体の固体電解質層
１３上に、４０ｋＷの出力でプラズマ溶射し、燃料極８
を形成した。A support sample having a length of 50 mm was cut out from the obtained fired body. A mixture of 60 parts by weight of nickel oxide powder having an average particle diameter of 5 μm and 40 parts by weight of 8 mol% yttria-stabilized zirconia powder was plasma-sprayed onto the solid electrolyte layer 13 of the support at an output of 40 kW to produce a fuel electrode 8.
Was formed.
【００７１】また、平均粒径０．５μｍのランタンスト
ロンチウムマンガナイト粉末８０重量部と、平均粒径１
μｍの８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア粉末２０
重量部とを混合した。この混合粉末１００重量部に対し
て、８０重量部のポリエチレングリコールを混合し、こ
れにエタノールを適当量加え、乳鉢内で混合し、エタノ
ールを徐々に蒸発させて、適度な粘性のスラリーを得
た。このスラリーを各貫通孔４内に流し込み、内側壁面
にスラリーを塗布し、乾燥させ、１２００℃で４時間焼
成し、空気極７を形成し、単電池５Ｂを得た。Further, 80 parts by weight of a lanthanum strontium manganite powder having an average particle size of 0.5 μm,
μm 8 mol% yttria stabilized zirconia powder 20
Parts by weight. 80 parts by weight of polyethylene glycol was mixed with 100 parts by weight of the mixed powder, an appropriate amount of ethanol was added thereto, and the mixture was mixed in a mortar, and the ethanol was gradually evaporated to obtain a slurry having an appropriate viscosity. . This slurry was poured into each through-hole 4, the slurry was applied to the inner wall surface, dried, and fired at 1200 ° C. for 4 hours to form the air electrode 7 to obtain the cell 5B.
【００７２】この単電池について、熱サイクル試験を行
った。即ち、単電池の温度を室温から２００℃／時間の
速度で上昇させ、１２００℃で３０分間保持し、１２０
０℃から２００℃／時間で温度を下降させ、１００℃で
３０分間保持した。この１２００℃と１００℃との間の
温度の上昇−下降サイクルを繰り返して行い、最後に室
温まで冷却してクラックの有無を調べた。全部で１０個
の試料について試験を行った。この結果、２０回の熱サ
イクル後も、クラック、反り、変形は見られなかった。A heat cycle test was performed on this single cell. That is, the temperature of the unit cell is increased from room temperature at a rate of 200 ° C./hour, and is maintained at 1200 ° C. for 30 minutes.
The temperature was lowered from 0 ° C. at 200 ° C./hour and kept at 100 ° C. for 30 minutes. This temperature rise-fall cycle between 1200 ° C. and 100 ° C. was repeated, and finally cooled to room temperature to check for cracks. The test was performed on a total of 10 samples. As a result, no crack, warpage or deformation was observed even after 20 heat cycles.
【００７３】また、この単電池を使用し、発電実験を行
った。単電池をセラミックス製のマニホールドによって
保持し、集電体としてニッケル製のメッシュを使用し
た。マニホールドと単電池との間のガスシール部分に
は、パイレックスガラスを使用した。このパイレックス
ガラスは、１０００℃の発電条件下では溶融し、ガスシ
ール機能を発揮する。燃料ガスとしては、室温バブラー
を通して加湿した水素を使用し、酸化ガスとして酸素を
使用した。酸素は、マニホールドと単電池の各酸化ガス
流路を通して空気極側に供給した。水素は、単電池の周
囲に流すことによって、燃料極側に供給した。Further, a power generation experiment was performed using this unit cell. The cell was held by a ceramic manifold, and a nickel mesh was used as a current collector. Pyrex glass was used for a gas seal portion between the manifold and the unit cell. This Pyrex glass melts under a power generation condition of 1000 ° C. and exhibits a gas sealing function. Hydrogen humidified through a room temperature bubbler was used as a fuel gas, and oxygen was used as an oxidizing gas. Oxygen was supplied to the air electrode through the oxidizing gas passages of the manifold and the cell. Hydrogen was supplied to the fuel electrode side by flowing around the cell.
【００７４】この発電条件下において、単電池の電流−
電圧特性を評価した。この結果を、表１および図７のグ
ラフに示す。Under this power generation condition, the current of the cell
The voltage characteristics were evaluated. The results are shown in Table 1 and the graph of FIG.
【００７５】[0075]
【表１】 [Table 1]
【００７６】〔実験Ｂ：ＳＯＦＣの単電池の製造例およ
び発電実験〕前述した製造方法に従って、図５（ｂ）に
示す単電池５Ｅを製造した。ただし、固体電解質層用の
坏土、インターコネクター層用の坏土は、実験Ａと同じ
にした。[Experiment B: Manufacturing Example of SOFC Unit Cell and Power Generation Experiment] A unit cell 5E shown in FIG. 5B was manufactured according to the manufacturing method described above. However, the clay for the solid electrolyte layer and the clay for the interconnector layer were the same as in Experiment A.
【００７７】固体電解質層用の坏土とインターコネクタ
ー層用の坏土とを、同時押出成形用の二軸プランジャー
のシリンダーの中に充填し、図５（ａ）に示すような形
態を有する成形体を製造した。この際、各坏土の押出速
度がほぼ同じになるように、プランジャーの油圧を制御
し、これによって支持体の成形体の曲がりを防止した。The kneaded material for the solid electrolyte layer and the kneaded material for the interconnector layer are filled in a cylinder of a twin-screw plunger for simultaneous extrusion, and have a form as shown in FIG. A molded body was manufactured. At this time, the hydraulic pressure of the plunger was controlled so that the extrusion speeds of the respective clays were substantially the same, thereby preventing bending of the support body.
【００７８】この成形体を恒温恒湿乾燥機内に収容し、
８０℃で乾燥した。乾燥後、乾燥された成形体を電気炉
内に収容し、４０℃／時間の速度で１６００℃まで温度
を上昇させ、１６００℃で３時間保持し、一体焼結さ
せ、支持体１Ｅを得た。得られた焼成体の寸法は、縦
４．６ｍｍ、横１１．２ｍｍ、長さ１００ｍｍである。
各外壁および隔壁の厚さは２００μｍであり、貫通孔４
の数は５個×２列とした。This molded body is housed in a thermo-hygrostat dryer,
Dried at 80 ° C. After drying, the dried compact was placed in an electric furnace, heated to 1600 ° C. at a rate of 40 ° C./hour, held at 1600 ° C. for 3 hours, and integrally sintered to obtain a support 1E. . The dimensions of the obtained fired body are 4.6 mm in length, 11.2 mm in width, and 100 mm in length.
The thickness of each outer wall and partition is 200 μm,
Were 5 × 2 rows.
【００７９】得られた焼成体から長さ５０ｍｍの支持体
試料を切り出した。次いで、平均粒径５μｍの酸化ニッ
ケル粉末６０重量部と８ｍｏｌ％イットリア安定化ジル
コニア粉末４０重量部とを混合した。この混合粉末１０
０重量部に対して、８０重量部のポリエチレングリコー
ルを混合し、これにエタノールを適当量加え、乳鉢内で
混合し、エタノールを徐々に蒸発させて、適度な粘性の
スラリーを得た。このスラリーを所定の貫通孔４内に流
し込み、内側壁面にスラリーを塗布し、乾燥させ、１４
００℃で２時間焼成し、燃料極８を形成した。A support sample having a length of 50 mm was cut out from the obtained fired body. Next, 60 parts by weight of nickel oxide powder having an average particle size of 5 μm and 40 parts by weight of 8 mol% yttria-stabilized zirconia powder were mixed. This mixed powder 10
80 parts by weight of polyethylene glycol was mixed with 0 parts by weight, an appropriate amount of ethanol was added thereto, and the mixture was mixed in a mortar, and the ethanol was gradually evaporated to obtain a slurry having an appropriate viscosity. The slurry is poured into a predetermined through-hole 4, the slurry is applied to the inner wall surface, dried, and
The fuel electrode 8 was formed by firing at 00 ° C. for 2 hours.
【００８０】また、平均粒径０．５μｍのランタンスト
ロンチウムマンガナイト粉末８０重量部と、平均粒径１
μｍの８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア２０重量
部とを混合した。この混合粉末１００重量部に対して、
８０重量部のポリエチレングリコールを混合し、これに
エタノールを適当量加え、乳鉢内で混合し、エタノール
を徐々に蒸発させて、適度な粘性のスラリーを得た。こ
のスラリーを所定の貫通孔４内に流し込み、内側壁面に
スラリーを塗布し、乾燥させ、１２００℃で４時間焼成
し、空気極７を形成し、単電池５Ｅを得た。Further, 80 parts by weight of a lanthanum strontium manganite powder having an average particle size of 0.5 μm,
and 8 parts by weight of 8 mol% yttria-stabilized zirconia. For 100 parts by weight of this mixed powder,
Eighty parts by weight of polyethylene glycol were mixed, an appropriate amount of ethanol was added thereto, and the mixture was mixed in a mortar, and the ethanol was gradually evaporated to obtain a slurry having an appropriate viscosity. The slurry was poured into a predetermined through-hole 4, the slurry was applied to the inner wall surface, dried, and fired at 1200 ° C. for 4 hours to form an air electrode 7 to obtain a cell 5E.
【００８１】この単電池について、実験Ａと同様にし
て、熱サイクル試験を行った。この結果、２０回の熱サ
イクル後も、クラック、反り、変形は見られなかった。A heat cycle test was performed on this single cell in the same manner as in Experiment A. As a result, no crack, warpage or deformation was observed even after 20 heat cycles.
【００８２】また、この単電池を使用し、実験Ａと同様
にして発電実験を行い、単電池の電流−電圧特性を評価
した。この結果を、表２および図８のグラフに示す。Further, a power generation experiment was performed using this unit cell in the same manner as in Experiment A, and the current-voltage characteristics of the unit cell were evaluated. The results are shown in Table 2 and the graph of FIG.
【００８３】[0083]
【表２】 [Table 2]
【００８４】〔実験Ｃ：水蒸気電解セルの製造および稼
働〕図５に示す形態の水蒸気電解セル５Ｅを製造した。
ただし、固体電解質層とインターコネクター層とからな
る支持体１Ｅは、実験Ｂと同様にして製造した。この支
持体１Ｅに白金ペーストを適用し、水蒸気電解セルを作
製した。[Experiment C: Production and Operation of Steam Electrolysis Cell] A steam electrolysis cell 5E having the form shown in FIG. 5 was produced.
However, the support 1E comprising the solid electrolyte layer and the interconnector layer was manufactured in the same manner as in Experiment B. A platinum paste was applied to this support 1E to produce a steam electrolysis cell.
【００８５】具体的には、市販の白金ペーストにポリエ
チレングリコールを添加し、流動性のあるスラリーを得
た。このスラリーを、各貫通孔４内に流し込み、各貫通
孔の内側壁面に付着させた。この場合には、陽極と陰極
とは同様な材料であって良いので、ＳＯＦＣの場合のよ
うに、陽極と陰極とに対応する別個の材料を区別して流
し込む必要はない。Specifically, polyethylene glycol was added to a commercially available platinum paste to obtain a fluid slurry. This slurry was poured into each through-hole 4 and attached to the inner wall surface of each through-hole. In this case, since the anode and the cathode may be made of the same material, it is not necessary to separately flow separate materials corresponding to the anode and the cathode as in the case of the SOFC.
【００８６】各貫通孔の各内側壁面以外の場所に付着し
た白金スラリーは、短絡の原因となるので、このスラリ
ーを拭き取っておいた。こうして得られたアセンブリを
１０００℃で１時間焼成し、白金の陽極および陰極を作
製した。The platinum slurry adhering to places other than the inner wall surfaces of the through holes may cause a short circuit. Therefore, the slurry was wiped off. The assembly thus obtained was fired at 1000 ° C. for 1 hour to produce a platinum anode and a cathode.
【００８７】こうして作製した水蒸気電解セルを、１０
００℃に昇温し、陽極側にアルゴンを流し、陰極側に水
蒸気を含有するアルゴンを流し、陰極と陽極との間に電
流を流すことによって、水素を発生させることができ
た。The steam electrolysis cell thus manufactured was
The temperature was raised to 00 ° C., argon was flown on the anode side, argon containing water vapor was flowed on the cathode side, and hydrogen was generated by flowing an electric current between the cathode and the anode.
【００８８】〔実験Ｄ：水蒸気電解セルの製造および稼
働〕本発明の電気化学セルを製造する際には、支持体を
金属のスラリー中に浸漬することによって、陽極および
陰極を作製することもできる。例えば、実験Ｃにおい
て、前記した支持体１Ｅを製造した後、市販の白金ペー
ストにポリエチレングリコールを添加し、流動性のある
スラリーを得、支持体１Ｅをこのスラリー中に浸漬し
た。[Experiment D: Production and Operation of Steam Electrolysis Cell] In producing the electrochemical cell of the present invention, an anode and a cathode can be produced by immersing a support in a metal slurry. . For example, in Experiment C, after manufacturing the above-described support 1E, polyethylene glycol was added to a commercially available platinum paste to obtain a fluid slurry, and the support 1E was immersed in this slurry.
【００８９】この際、支持体１Ｅの各貫通孔４内の壁面
だけでなく、支持体の端面にも白金スラリーが付着す
る。この白金スラリーをそのまま焼成すると、支持体１
Ｅの端面に付着した白金によって陽極と陰極とが短絡す
るおそれがある。このため、支持体１Ｅをスラリー中に
浸漬した後、白金スラリーを焼成する前に、支持体の端
面の周辺を切断し、除去した。これによって、白金スラ
リーを拭き取る手間なく、白金スラリーを容易に支持体
から除くことができる。At this time, the platinum slurry adheres not only to the wall surface inside each through hole 4 of the support 1E but also to the end face of the support. When this platinum slurry is directly baked, the support 1
There is a possibility that the anode and the cathode may be short-circuited by platinum adhered to the end face of E. Therefore, after immersing the support 1E in the slurry and before firing the platinum slurry, the periphery of the end face of the support was cut and removed. This makes it possible to easily remove the platinum slurry from the support without having to wipe the platinum slurry.
【００９０】こうして得られた支持体１Ｅを、１０００
℃で１時間焼成し、白金の陽極および陰極を作製した。The thus obtained support 1E was
C. for one hour to produce a platinum anode and cathode.
【００９１】こうして作製した水蒸気電解セルを、１０
００℃に昇温し、陽極側にアルゴンを流し、陰極側に水
蒸気を含有するアルゴンを流し、陰極と陽極との間に電
流を流すことによって、水素を発生させることができ
た。The steam electrolysis cell thus produced was
The temperature was raised to 00 ° C., argon was flown on the anode side, argon containing water vapor was flowed on the cathode side, and hydrogen was generated by flowing an electric current between the cathode and the anode.
【００９２】[0092]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、い
わゆる平板タイプの電気化学セルにおいて、高温の運転
温度と運転停止時の低温との間の熱サイクルが多数回加
わったときにも、電気化学セルの反り、変形等が生じな
いようにすることができ、また、電極による圧力損失を
減らし、その効率を向上させ得る。As described above, according to the present invention, in a so-called flat-plate type electrochemical cell, even when a large number of thermal cycles between a high operating temperature and a low temperature at the time of shutdown are applied, the present invention is not limited thereto. In addition, it is possible to prevent the electrochemical cell from being warped or deformed, to reduce the pressure loss caused by the electrodes, and to improve the efficiency.
【図１】（ａ）は支持体１Ａの断面図であり、（ｂ）は
電気化学セル５Ａの断面図である。1A is a cross-sectional view of a support 1A, and FIG. 1B is a cross-sectional view of an electrochemical cell 5A.
【図２】（ａ）は支持体１Ｂの断面図であり、（ｂ）は
電気化学セル５Ｂの断面図である。2A is a cross-sectional view of a support 1B, and FIG. 2B is a cross-sectional view of an electrochemical cell 5B.
【図３】（ａ）は支持体１Ｃの断面図であり、（ｂ）は
電気化学セル５Ｃの断面図である。3A is a cross-sectional view of a support 1C, and FIG. 3B is a cross-sectional view of an electrochemical cell 5C.
【図４】（ａ）は支持体１Ｄの断面図であり、（ｂ）は
電気化学セル５Ｄの断面図である。4A is a sectional view of a support 1D, and FIG. 4B is a sectional view of an electrochemical cell 5D.
【図５】（ａ）は支持体１Ｅの断面図であり、（ｂ）は
電気化学セル５Ｅの断面図である。5A is a cross-sectional view of a support 1E, and FIG. 5B is a cross-sectional view of an electrochemical cell 5E.
【図６】（ａ）は支持体１Ｆの断面図であり、（ｂ）は
電気化学セル５Ｆの断面図である。FIG. 6A is a cross-sectional view of a support 1F, and FIG. 6B is a cross-sectional view of an electrochemical cell 5F.
【図７】実験Ａにおいて得られたＳＯＦＣの単電池を運
転したときの電流−電圧特性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing current-voltage characteristics when the single cell of the SOFC obtained in Experiment A is operated.
【図８】実験Ｂにおいて得られたＳＯＦＣの単電池を運
転したときの電流−電圧特性を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing current-voltage characteristics when the single cell of the SOFC obtained in Experiment B is operated.
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ 支持体
２、１２、２２、３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、５
２Ａ、５２Ｂ インターコネクター層 ３、１３、
２３、３３、４３、５３ 固体電解質層 ５Ａ、５
Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ 電気化学セル ６
一方のガス流路 ７ 一方の電極 ８ 他方の
電極 ９ 他方のガス流路 Ａ 固体電解質層
の中心面1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F Support
2, 12, 22, 32A, 32B, 42A, 42B, 5,
2A, 52B interconnector layers 3, 13,
23, 33, 43, 53 Solid electrolyte layer 5A, 5
B, 5C, 5D, 5E, 5F electrochemical cell 6
One gas flow path 7 One electrode 8 The other electrode 9 The other gas flow path A Center plane of solid electrolyte layer
Claims (9)
の固体電解質材料からなる固体電解質層と、気密質の電
子伝導性材料からなるインターコネクター層とを備えて
おり、前記固体電解質層と前記インターコネクター層と
が一体化されており、前記支持体中に延びる複数のガス
流路が設けられており、前記複数のガス流路がそれぞれ
前記固体電解質層と前記インターコネクター層とによっ
て包囲されていることを特徴とする、電気化学セル用支
持体。1. A support for an electrochemical cell, comprising: a solid electrolyte layer made of an air-tight solid electrolyte material; and an interconnector layer made of an air-tight electronically conductive material. Layer and the interconnector layer are integrated, and a plurality of gas channels extending into the support are provided, and the plurality of gas channels are respectively defined by the solid electrolyte layer and the interconnector layer. A support for an electrochemical cell, characterized by being surrounded.
えており、かつ前記インターコネクター層を一層備えて
いることを特徴とする、請求項１記載の電気化学セル用
支持体。2. The support for an electrochemical cell according to claim 1, wherein the support has one layer of the solid electrolyte layer and one layer of the interconnector layer.
えており、かつ前記インターコネクター層を二層備えて
おり、前記固体電解質層の一方の側に一方の前記インタ
ーコネクター層が設けられており、前記固体電解質層と
前記一方のインターコネクター層との間に一方の前記ガ
ス流路が形成されており、前記固体電解質層の他方の側
に他方の前記インターコネクター層が設けられており、
前記固体電解質層と前記他方のインターコネクター層と
の間に他方の前記ガス流路が形成されていることを特徴
とする、請求項１記載の電気化学セル用支持体。3. The support comprises one layer of the solid electrolyte layer and two layers of the interconnector layer, wherein one of the interconnector layers is provided on one side of the solid electrolyte layer. Wherein the one gas flow path is formed between the solid electrolyte layer and the one interconnector layer, and the other interconnector layer is provided on the other side of the solid electrolyte layer. ,
The support for an electrochemical cell according to claim 1, wherein the other gas flow path is formed between the solid electrolyte layer and the other interconnector layer.
一方のインターコネクター層と前記他方のインターコネ
クター層とが互いに面対称であることを特徴とする、請
求項３記載の電気化学セル用支持体。4. The electrochemical cell according to claim 3, wherein the one interconnector layer and the other interconnector layer are plane-symmetric with respect to a center plane of the solid electrolyte layer. Support.
固体電解質層の前記ガス流路に面する壁面に形成されて
いる一方の電極と、少なくとも前記固体電解質層の前記
壁面とは反対側の壁面に形成されている他方の電極とを
備えていることを特徴とする、電気化学セル。5. The support according to claim 1, at least one electrode formed on a wall surface of said solid electrolyte layer facing said gas flow path, and at least a side opposite to said wall surface of said solid electrolyte layer. And the other electrode formed on the wall surface of the electrochemical cell.
えておりかつ前記インターコネクター層を一層備えてお
り、前記一方の電極が、少なくとも前記固体電解質層の
前記ガス流路に面する壁面に形成されており、前記他方
の電極が、前記固体電解質層の前記ガス流路に面する前
記壁面とは反対側の壁面に形成されていることを特徴と
する、請求項５記載の電気化学セル。6. The solid support further includes one layer of the solid electrolyte layer and one layer of the interconnector layer, and the one electrode has at least a wall surface of the solid electrolyte layer facing the gas flow path. The electrochemical device according to claim 5, wherein the other electrode is formed on a wall surface of the solid electrolyte layer opposite to the wall surface facing the gas flow path. cell.
えておりかつ前記インターコネクター層を二層備えてお
り、前記固体電解質層の一方の側に一方の前記インター
コネクター層が設けられており、前記固体電解質層と前
記一方のインターコネクター層との間に一方の前記ガス
流路が形成されており、前記固体電解質層の他方の側に
他方の前記インターコネクター層が設けられており、前
記固体電解質層と前記他方のインターコネクター層との
間に他方の前記ガス流路が形成されており、前記一方の
電極が、少なくとも前記固体電解質層の前記一方のガス
流路に面する壁面に形成されており、前記他方の電極
が、少なくとも前記固体電解質層の前記他方のガス流路
に面する壁面に形成されていることを特徴とする、請求
項５記載の電気化学セル。7. The solid support according to claim 1, wherein said support has one layer of said solid electrolyte layer and two layers of said interconnector layer, and one of said interconnector layers is provided on one side of said solid electrolyte layer. One gas flow path is formed between the solid electrolyte layer and the one interconnector layer, and the other interconnector layer is provided on the other side of the solid electrolyte layer, The other gas flow path is formed between the solid electrolyte layer and the other interconnector layer, and the one electrode is provided at least on a wall surface of the solid electrolyte layer facing the one gas flow path. The electrochemical device according to claim 5, wherein the other electrode is formed on at least a wall surface of the solid electrolyte layer facing the other gas flow path. Le.
に際して、前記固体電解質層用の坏土と前記インターコ
ネクター層用の坏土とを同時に押出成形することによっ
て、前記支持体の成形体を製造し、この成形体を焼成し
て前記支持体を作製し、次いで少なくとも前記固体電解
質層の前記ガス流路に面する壁面に前記一方の電極を形
成し、少なくとも前記固体電解質層の前記壁面とは反対
側の壁面に前記他方の電極を形成することを特徴とす
る、電気化学セルの製造方法。8. The method for manufacturing the electrochemical cell according to claim 5, wherein the kneaded material for the solid electrolyte layer and the kneaded material for the interconnector layer are simultaneously extruded to form the support. A body is manufactured, and the molded body is fired to produce the support, and then the one electrode is formed on at least a wall surface of the solid electrolyte layer facing the gas flow path, and at least the solid electrolyte layer is formed. A method for manufacturing an electrochemical cell, wherein the other electrode is formed on a wall surface opposite to a wall surface.
に際して、前記固体電解質層用の坏土と前記インターコ
ネクター層用の坏土とを同時に押出成形することによっ
て、前記支持体の成形体を製造し、少なくとも前記固体
電解質層の前記ガス流路に面する壁面に前記一方の電極
の材料を付着させ、少なくとも前記固体電解質層の前記
壁面とは反対側の壁面に前記他方の電極の材料を付着さ
せ、次いで前記成形体、前記一方の電極の材料および前
記他方の電極の材料を焼成することによって、前記支持
体、前記一方の電極および前記他方の電極を生成させる
ことを特徴とする、電気化学セルの製造方法。9. The method for manufacturing the electrochemical cell according to claim 5, wherein the solid body for the solid electrolyte layer and the solid body for the interconnector layer are simultaneously extruded to form the support. A body is manufactured, and the material of the one electrode is attached to at least the wall surface of the solid electrolyte layer facing the gas flow path, and at least the other electrode is attached to the wall surface opposite to the wall surface of the solid electrolyte layer. A material is adhered, and then the support, the one electrode and the other electrode are generated by firing the molded body, the material of the one electrode and the material of the other electrode. , A method of manufacturing an electrochemical cell.
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