JPS6077107A - 酸素ポンプ - Google Patents
酸素ポンプInfo
- Publication number
- JPS6077107A JPS6077107A JP58180425A JP18042583A JPS6077107A JP S6077107 A JPS6077107 A JP S6077107A JP 58180425 A JP58180425 A JP 58180425A JP 18042583 A JP18042583 A JP 18042583A JP S6077107 A JPS6077107 A JP S6077107A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- solid electrolyte
- pump
- oxygen pump
- mol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸素ポンプ、特に高い導電性を有することによ
りＰ［に対する選択透過性の良好な新規な物質を用いた
酸素ポンプに係るものである。
りＰ［に対する選択透過性の良好な新規な物質を用いた
酸素ポンプに係るものである。
酸素に対する選択透過性を有する隔壁（膜）を用い、空
気中の酸素を濃縮したり、或は逆に酸素含有ガス中から
脱酸素を行なうことは例えば医療の分野や食品、化学、
電子工業等の各分野において種々提案され、或は一部は
実用に供されている。
気中の酸素を濃縮したり、或は逆に酸素含有ガス中から
脱酸素を行なうことは例えば医療の分野や食品、化学、
電子工業等の各分野において種々提案され、或は一部は
実用に供されている。
そしてこの様な隔膜としては、例えばポリオルガノシロ
キサン等の有機高分子から成る隔１１９が取り扱い上、
又性能上杆ましい材料とされているが、この様な有機高
分子材料は一般の隔膜をはさんで差圧を設けねばならな
い等の欠点がある。
キサン等の有機高分子から成る隔１１９が取り扱い上、
又性能上杆ましい材料とされているが、この様な有機高
分子材料は一般の隔膜をはさんで差圧を設けねばならな
い等の欠点がある。
これに対し、 Ｙ２Ｏ３やＣａＯ等によって安定化され
た所謂安定化ジルコニアを隔膜として用い、隔膜の両面
に電圧を印加する方法が提案されている。この材料は成
る程度の酸素選択透過性を有し、耐熱性が十分である利
点がある反面、この材料を実用に供する為には一般に
６００°Ｃ以上、好ましくは８００°Ｃ以上の高温雰囲
気下におくことが要求される。更にこの種の材料は電極
を用いて実用に供される為、８００°Ｃ以にもの高温を
用いることになるとその材質に著しい制限が課せられ、
又操作的にも煩雑である等不利な点が多い。
た所謂安定化ジルコニアを隔膜として用い、隔膜の両面
に電圧を印加する方法が提案されている。この材料は成
る程度の酸素選択透過性を有し、耐熱性が十分である利
点がある反面、この材料を実用に供する為には一般に
６００°Ｃ以上、好ましくは８００°Ｃ以上の高温雰囲
気下におくことが要求される。更にこの種の材料は電極
を用いて実用に供される為、８００°Ｃ以にもの高温を
用いることになるとその材質に著しい制限が課せられ、
又操作的にも煩雑である等不利な点が多い。
本発明者は、この様な耐熱性を有する材料であって上記
不利な点を改善し得る材料を見出すことを目的として種
々研究、検討した結果、特定組成を有する弗化酸化物が
前記目的を達成し得ることを見出した。
不利な点を改善し得る材料を見出すことを目的として種
々研究、検討した結果、特定組成を有する弗化酸化物が
前記目的を達成し得ることを見出した。
かくして本発明は、一般式ＮｄαＹβＦγＯδ （イロ
し α ＝ ４，５〜 ７．５． β ＝ ７．５
〜 ４．５゜γ＝１４〜２４．δ＝１１〜 Ｂで、且３
α＋ ３β＝γ＋ ２６．目α十β＝１２）で示される
酸素イオン導電性固体電解質を用いた酸素ポンプを提供
するにある。
し α ＝ ４，５〜 ７．５． β ＝ ７．５
〜 ４．５゜γ＝１４〜２４．δ＝１１〜 Ｂで、且３
α＋ ３β＝γ＋ ２６．目α十β＝１２）で示される
酸素イオン導電性固体電解質を用いた酸素ポンプを提供
するにある。
本発明に用いられる前記固体電解質は、これをカチオン
、アニオンの夫々のイオン比率で表わすと、Ｙ／Ｎｄ＝
０．５〜１．Ｅ１７． Ｆｌｏ ＝１．２７〜４であ
る。
、アニオンの夫々のイオン比率で表わすと、Ｙ／Ｎｄ＝
０．５〜１．Ｅ１７． Ｆｌｏ ＝１．２７〜４であ
る。
そしてこれら固体電解質の組成範囲中、α＝ ５〜７１
β＝ ７〜５．γ＝ １１１．５〜２２．δ＝９．８〜
７で、且３α＋３β＝γ＋２δ且α＋β＝１２を採用す
る場合には、特に高い導電性を示すので特に好ましい、
又これをカチオン、アニオンの夫々イオン比率で表わす
と、Ｙ／Ｎｄ＝０．７〜１．４ 、Ｆｌｏ ＝１．７〜
３．１に相当する。
β＝ ７〜５．γ＝ １１１．５〜２２．δ＝９．８〜
７で、且３α＋３β＝γ＋２δ且α＋β＝１２を採用す
る場合には、特に高い導電性を示すので特に好ましい、
又これをカチオン、アニオンの夫々イオン比率で表わす
と、Ｙ／Ｎｄ＝０．７〜１．４ 、Ｆｌｏ ＝１．７〜
３．１に相当する。
これら固体電解質は、従来提案されていたそれらよりも
低温において十分高い導電性を有する利点がある。
低温において十分高い導電性を有する利点がある。
本発明に用いられる酸素イオン導電性固体電解質の製法
は、酸化ネオジムと共に弗化イツトリウム若しくは酪化
イツトリウムと弗化ネオジムを粉砕混合し、不活性ガス
雰囲気下１０００〜１２００℃に１〜３時間程度保持せ
しめることにより得ることが出来る。例えばＮｄ２Ｙ２
Ｆ６０３を得る場合には、１モルのＮｄ２Ｏ３と２モル
のＹＦ、、若しくは１モルのＹ、０３と２モルのＮｄＦ
３を粉砕混合し、アーノ１ゴンガス雰囲気下に１１００
℃において２時間程度焼成せしめることにより容易に得
ることが出来る。
は、酸化ネオジムと共に弗化イツトリウム若しくは酪化
イツトリウムと弗化ネオジムを粉砕混合し、不活性ガス
雰囲気下１０００〜１２００℃に１〜３時間程度保持せ
しめることにより得ることが出来る。例えばＮｄ２Ｙ２
Ｆ６０３を得る場合には、１モルのＮｄ２Ｏ３と２モル
のＹＦ、、若しくは１モルのＹ、０３と２モルのＮｄＦ
３を粉砕混合し、アーノ１ゴンガス雰囲気下に１１００
℃において２時間程度焼成せしめることにより容易に得
ることが出来る。
又これら、固体電解質の形状付与は５例えば薄膜状物を
得る際にはプラズマ溶射法、真空へ着法、スパッタリン
グ法等を、比較的厚い形状の場合にはホットプレス法、
ラバープレス法。
得る際にはプラズマ溶射法、真空へ着法、スパッタリン
グ法等を、比較的厚い形状の場合にはホットプレス法、
ラバープレス法。
熱間静水圧焼結法等を適宜採用することが出来る。
本発明に用いられる固体電解質の厚さは一般に１ｗ〜５
腸−程度が適当である。厚さが前記範囲に満たない場合
には、不均一でガス漏れが起り易いものとなり、逆に前
記範囲を超える場合には抵殊湘失が著しく大きくなる虞
れがあるので何れも好ましくない。
腸−程度が適当である。厚さが前記範囲に満たない場合
には、不均一でガス漏れが起り易いものとなり、逆に前
記範囲を超える場合には抵殊湘失が著しく大きくなる虞
れがあるので何れも好ましくない。
又、本発明に用いられる陽極の材質としては、例えば白
金、銀、コバルト或はＬａＣｏＯ３などρペロブスカイ
ト系材料等が又陰極の材質としては例えば白金、銀、ニ
ッケルなど金属系材料或はペロブスカイト系酸化物材料
等を適宜採用することが出来る。
金、銀、コバルト或はＬａＣｏＯ３などρペロブスカイ
ト系材料等が又陰極の材質としては例えば白金、銀、ニ
ッケルなど金属系材料或はペロブスカイト系酸化物材料
等を適宜採用することが出来る。
又これら″陰、陽極は何れもガスが透過することが必要
であり、この為これら電極の有する物性としては、多孔
質で半融しにくく固体電解質との密着性がよいものを採
用するのが適当である。
であり、この為これら電極の有する物性としては、多孔
質で半融しにくく固体電解質との密着性がよいものを採
用するのが適当である。
又、これら電極の厚さは一般に数千へ〜 １００ル程度
を採石するのが適当である。
を採石するのが適当である。
これらの電極は固体電解質に対しスクリーン印刷法、ス
パッタリング法等の手段により設けることが出来る。
パッタリング法等の手段により設けることが出来る。
次に本発明を実施例により説明する。
実施例１
Ｎｄ２０３１モルとＹＦ３２モルの粉末をボールミルを
用いて粉砕混合した後、ラバープレスを用いて直径２０
ｍ＋ｓ、厚さ２■のペレットに成型した。これをアルゴ
ン雰囲気中１１００℃で・２時間焼成した。このペレッ
トをＸ線回折にかけた結果は第１図に示す通りであり、
組成はＮ ｄ ６Ｙ６Ｆ＋ｅ０９の焼結体であった。こ
れにｐｔ粉末を焼き付けた後さらにｐｔ線を取りつけ、
焼結アルミナ製チューブにアルミナセメントを用いて装
着して酸素ポンプを作製した。これを炉心管が石英製の
電気炉に挿入し６００℃に加熱保持し、内側に酸素２％
−アルゴン８８％の混合ガスを１００ｍ１ ／分の流量
で供給し、外側に酸素２０ｐｐｆｆｌを含むアルゴンガ
スな１００＋ｓＭ ／分の流量で供給した。１時間後、
内部極をアノードとし。
用いて粉砕混合した後、ラバープレスを用いて直径２０
ｍ＋ｓ、厚さ２■のペレットに成型した。これをアルゴ
ン雰囲気中１１００℃で・２時間焼成した。このペレッ
トをＸ線回折にかけた結果は第１図に示す通りであり、
組成はＮ ｄ ６Ｙ６Ｆ＋ｅ０９の焼結体であった。こ
れにｐｔ粉末を焼き付けた後さらにｐｔ線を取りつけ、
焼結アルミナ製チューブにアルミナセメントを用いて装
着して酸素ポンプを作製した。これを炉心管が石英製の
電気炉に挿入し６００℃に加熱保持し、内側に酸素２％
−アルゴン８８％の混合ガスを１００ｍ１ ／分の流量
で供給し、外側に酸素２０ｐｐｆｆｌを含むアルゴンガ
スな１００＋ｓＭ ／分の流量で供給した。１時間後、
内部極をアノードとし。
外部様をカソードとして、端子間にｌｖの電圧を印加し
た結果、アノード側に酸素が０．１７ｃｃ／分の割合で
発生した。
た結果、アノード側に酸素が０．１７ｃｃ／分の割合で
発生した。
実施例２
原料をＦ２（ｈ１モルとＮｄＦ３２モルを用いた他は全
て実施例１と同じ方法で、粉砕混合、成型、焼結した。
て実施例１と同じ方法で、粉砕混合、成型、焼結した。
この焼結体をＸ線回折にかけた結果は第１図に示す通り
であり、組成はＮｄ６ＹｈＦＩｅ０９であった。これを
用いて酸素ポンプを作製した後、実施例１と同様な条件
下で７ノード偏に酸素２％を含むアルゴンガスをカソー
ド側に酸素２０ｐｐｍを含むアルゴンガスを供給し、端
子間に２Ｖの電圧を印加した結果、アノード側にＱ、２
５ｃｃ／分の割合で酸素が発生した。
であり、組成はＮｄ６ＹｈＦＩｅ０９であった。これを
用いて酸素ポンプを作製した後、実施例１と同様な条件
下で７ノード偏に酸素２％を含むアルゴンガスをカソー
ド側に酸素２０ｐｐｍを含むアルゴンガスを供給し、端
子間に２Ｖの電圧を印加した結果、アノード側にＱ、２
５ｃｃ／分の割合で酸素が発生した。
実施例３
酸化ネオジウム０．２７モルと弗化イツトリウム０．７
３モルの粉末を実施例１と同じ方法で粉砕混合、成型、
焼結した。この焼結体をＸ線回折にかけた結果は第２図
に示す通りであり、組成はＮｄ５．Ｉ Ｆ６．９ Ｆ２
０，６ ０７．７であった。これを用いて酸素ポンプを
作製した後、実施例２と同じ条件下で酸素の発生量を測
定した結果、０．２４ｃｃ／分であった。
３モルの粉末を実施例１と同じ方法で粉砕混合、成型、
焼結した。この焼結体をＸ線回折にかけた結果は第２図
に示す通りであり、組成はＮｄ５．Ｉ Ｆ６．９ Ｆ２
０，６ ０７．７であった。これを用いて酸素ポンプを
作製した後、実施例２と同じ条件下で酸素の発生量を測
定した結果、０．２４ｃｃ／分であった。
第１．２図は実施例中に示された本発明に用いられた組
成物のｘｌ！回折図である。 手続補正書彷式） 特許庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５８特許願第１８０４２５号 ２、発明の名称 酸素ポンプ ３、補正をする名 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称 （
００４）旭硝子株式会社 ４、代理人 〒１０５ 住 所 東京都港区虎ノ門−丁目１６番 ２号虎ノ門千
代田ビル ８、補正の内容 明細書の浄書（内容に変更なし）以上
成物のｘｌ！回折図である。 手続補正書彷式） 特許庁長官若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５８特許願第１８０４２５号 ２、発明の名称 酸素ポンプ ３、補正をする名 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称 （
００４）旭硝子株式会社 ４、代理人 〒１０５ 住 所 東京都港区虎ノ門−丁目１６番 ２号虎ノ門千
代田ビル ８、補正の内容 明細書の浄書（内容に変更なし）以上
Claims (1)
- １、一般式ＮｄαＹβＦｙＯδ（但しα＝４．５〜７．
５．β＝７．５〜４．５．γ＝１４〜２４．δ＝１１〜
６で、１１３α＋ ３β＝γ＋ ２δ且α＋β＝１２）
で示される酸素イオン導電性固体電解質を用いた酸素ポ
ンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180425A JPS6077107A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 酸素ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58180425A JPS6077107A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 酸素ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077107A true JPS6077107A (ja) | 1985-05-01 |
Family
ID=16083028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58180425A Pending JPS6077107A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 酸素ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077107A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5441610A (en) * | 1992-02-28 | 1995-08-15 | Renlund; Gary M. | Oxygen supply and removal method and apparatus |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58180425A patent/JPS6077107A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5441610A (en) * | 1992-02-28 | 1995-08-15 | Renlund; Gary M. | Oxygen supply and removal method and apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bao et al. | Effect of NiO/YSZ compositions on the co-sintering process of anode-supported fuel cell | |
| JP3380681B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セルの製造方法 | |
| KR100953102B1 (ko) | 다공질 금속의 후막 지지체를 이용한 금속 지지체형고체산화물 연료전지 및 이의 제조 방법 | |
| JPH1021931A (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| JPS6077107A (ja) | 酸素ポンプ | |
| JP3350313B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セルおよびその製造方法 | |
| JP3350203B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| JP3359413B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| JPS6077108A (ja) | 酸素濃縮ポンプ | |
| JP3667297B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セルおよびその製造方法 | |
| JPS60251103A (ja) | 酸素ポンプ | |
| JP2003323903A (ja) | スカンジアを固溶させたジルコニア材料およびこれを用いた固体電解質型燃料電池 | |
| JPH07326375A (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| JP2003243001A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP3359412B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| JPS60250565A (ja) | 燃料電池 | |
| JP2003151578A (ja) | 固体電解質型燃料電池燃料極膜の製造方法 | |
| JPH0845530A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JPS60250247A (ja) | 酸素センサ− | |
| JPH0785875A (ja) | 固体電解質型燃料電池セル | |
| Pavzderin et al. | Pore-Forming Agents for the Supporting Ni-Based SOFC Anode | |
| JP2003092113A (ja) | 固体電解質型燃料電池燃料極膜およびその製造方法 | |
| JPS6077101A (ja) | 水素の製造方法 | |
| JPH04338180A (ja) | ジルコニア多孔質支持体 | |
| JPH09129244A (ja) | 固体電解質型燃料電池セル |