JPS61198569A - 固体電解質燃料電池の製造方法 - Google Patents

固体電解質燃料電池の製造方法

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JPS61198569A
JPS61198569A JP60039329A JP3932985A JPS61198569A JP S61198569 A JPS61198569 A JP S61198569A JP 60039329 A JP60039329 A JP 60039329A JP 3932985 A JP3932985 A JP 3932985A JP S61198569 A JPS61198569 A JP S61198569A
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JP
Japan
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fuel cell
solid electrolyte
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electrolyte
oxide powder
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JP60039329A
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Toshiro Nishi
敏郎 西
Nobuaki Murakami
信明 村上
Kenji Ueda
健二 植田
Seiichi Shirakawa
白川　精一
Hiroshi Notomi
納富　啓
Kenichi Hisamatsu
健一 久松
Shozo Kaneko
祥三 金子
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は優れた固体電解質を薄膜として組込んだ燃料電
池の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
１９世紀の前半、グローブ卿によって発明された燃料電
池は幾多の変遷を経て現在実用化の段階を迎えている。
燃料電池は化学エネルギーを直接電気エネルギーに転換
する装置でオシ、アノード、カソード及び電解質を主た
る構成要素とする。このうち電解質としては通常水溶液
、溶融塩などが用いられるが、イオン性電気伝導を示す
固体物質を用いる固体電解質燃料電池（５ｏｌｉｄ　０
ｘｉｄｅＦｕｅｌ　Ｃｅ１ｌ　、以下５ＯＦＣと呼ぶ）
も近年急蓮な進歩をとげている。５ＯＦＣは第３世代の
燃料電池とも呼ばれ、りん酸型（第１世代）、溶融塩型
（第２：世代）と比較し、 １）白金等の貴金属触媒を必要としない。
２）エネルギー変換効率が高い。
３）石炭ガス化ガスのような低質な燃料も使用可能であ
る。
彦どの利点を有する反面、Ｚ　ｒＯ２−ＣａＯ系等の一
般に用いられる電解質を用いると、作動温度が１０００
℃と高いため材料面の問題が大きい。
固体電解質燃料電池は、化学エネルギーを直接直流電気
エネルギーに変換する。しかし、上に述ぺたようにその
作動温度は、固体電解質が高い導電性を持つようにする
ため、約７００℃以上であシ、通常は約１０００℃とい
う高温が用いられている。このため、材料面での制限が
著しく厳しい。。
過去において、多くの電解質が開発されてきたが、燃料
電池用として通常用いられている安定化ジルコニアの１
０００℃における導電率は、（ｚｒ０２）０．８５（”
０）０．１５で２．５　Ｘ　１０−２（８ｃｍ−’　）
であり、必ずしも大きい値とはいえず、燃料電池として
は簿膜化が必要である。また、近時セリウム系の良導電
性電解質が開発されたが、これにしても薄膜化が必要な
ことはいうまでもない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように、燃料電池を構成するに当っては電解質の
薄膜化が必要であるが、化学蒸着法（ＣＶＤ　）や電気
化学的蒸着法（ＥＶＤ　）等の電解質薄膜化技術では、
装置が大がかシとなシ、かつ単位時間当りの処理量が小
さいため、工業化が困難であるという問題点があった。
また、通常の溶射用原料粉は、固溶化させているために
原料コストが高いという問題点があった。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明の固体
電解質燃料電池の製造方法は、出発原料となる酸化物の
粉末を混合し、粉砕した後、粒度調整し、更に溶射して
燃料電池の基盤に電解質薄膜として付着させるものであ
る。
このような方法によれば、ＣＶＤ法やＥＶＴ）法のよう
に大がかシな装置が必要でなく、また固溶化した原料粉
を用いて溶射する方法よりも原料コストを低減すること
ができる。
〔実施例〕
以下、本発明の詳細な説明する。
まず、酸化セリウム（Ｃｏｏ□）又は酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ□）の粉末とアルカリ土類金属又は希土類元素
等の２価もしくは３価の金属酸化物の粉末とを別々に１
２５０℃で熱処理した後、第１表に示す組成となるよう
に混合した。ついで、この混合粉末をが−ルミル、振動
ミル、ディスクミル等の各種ミルを用いて粉砕を実施し
た。
つづいて、得られた粉砕粉末を気流式分級器等で粒度調
整し、溶射用固体電解質原料とした。
次に、第１図に示すように基盤１表面に燃料極２を形成
した後、５μｍ以下の粒径を有する各組成の電解質原料
粉を溶射して膜厚２００μｍの電解質薄膜３を形成した
。この際、膜厚を２００μｍで一定とするために１支持
体の回転速度、原料粉の供給速度等を一定とした。更に
、電解質薄膜３の表面に酸素極４を形成し、燃料電池を
製造した。
なお、第１表中比較例は実施例２と同一組成を有する固
溶体を用いたものである。
以上のようにして得られた燃料電池について、燃料水素
（５０％）、酸素（空気）を用い、９００℃で負荷をか
けた時の電池の端子電圧を測定し、性能試験を行なった
。この結果を第１表に併記する。
第１表から、固溶化させた原料粉を用いた場合（比較例
）と混合、粉砕、粒度調整を行なった原料粉を用いた場
合（実施例２）とでは燃料電池の性能がほぼ同じである
ことがわかる。したがって、従来よりも原料コストの低
減が可能となる。
次に、第１表で最も大きい端子電圧を示す電解質、ＣＣ
＠０２　）０．８　（ＣａＯ）ｏ、２を用いた場合の、
原料粉の粒径と燃料電池の端子電圧との関係を調べた。
この結果を第２表に示す。
第２表 第２表から明らかなように、本発明方法を用いた場合、
原料粉の粒度が小さいほど製造される燃料電池の性能が
よいことがわかる。これは電解質薄膜を形成させる際、
微粒子を何層も積層させることになるので、粒子間の接
触面積が増大し、かつ緻密な薄膜であることからピンホ
ールの発生等を抑えることができるためであると考えら
れる。
なお、本発明方法で製造される燃料電池は第１図の燃料
極と酸素極との配置を入れ換えたものでもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明方法によれば、大がかシな装置
を用いず、しかも低コストで高性能の固体電解質燃料電
池を製造できるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例において製造された固体電解質
燃料電池の断面図である。 １・・・基盤、２・・・燃料極、３・・・電解質薄膜、
４・・・酸素極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 固体電解質を用いる燃料電池を製造するにあたり、酸化
    セリウム又は酸化ジルコニウムとアルカリ土類金属又は
    希土類元素等の２価もしくは３価の金属酸化物とからな
    る固体電解質原料を混合し、ついで上記混合して得られ
    る原料を粉砕し、この粉砕して得られた粉末の粒度を調
    整した後、溶射法によって上記燃料電池の基盤に電解質
    薄膜として付着せしめることを特徴とする固体電解質燃
    料電池の製造方法。
JP60039329A 1984-10-23 1985-02-28 固体電解質燃料電池の製造方法 Pending JPS61198569A (ja)

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CA000493582A CA1263694A (en) 1984-10-23 1985-10-22 Solid electrolyte fuel cell and method for preparing it
EP85730145A EP0180538A1 (en) 1984-10-23 1985-10-22 Solid electrolyte fuel cell and method for preparing it
DE8787111865T DE3583150D1 (de) 1984-10-23 1985-10-22 Festelektrolytbrennstoffzelle und verfahren zu ihrer herstellung.
EP87111865A EP0275356B1 (en) 1984-10-23 1985-10-22 Solid electrolyte fuel cell and method for preparing it
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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