JPWO2011001930A1 - 電解質・電極接合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記中間層の出発材料に含まれるバインダの添加量を変化させてシート状の前記中間層を作製するにあたり、前記バインダの許容下限添加量及び許容上限添加量を求める工程と、
許容下限添加量の前記バインダが添加された出発材料から得られたシート状の前記中間層と、許容上限添加量の前記バインダが添加された出発材料から得られたシート状の前記中間層とに対して焼成処理を施し、中間層収縮率下限値及び中間層収縮率上限値を求める工程と、
前記アノード電極層の出発材料を、前記アノード電極層に対して焼成処理を施したときにその収縮率が前記中間層収縮率下限値から前記中間層収縮率上限値の範囲内となるように調製する工程と、
前記アノード電極層の出発材料からシート状の前記アノード電極層を形成する工程と、
前記アノード電極層の一端面上に直接、又は間接的に、シート状の前記電解質層を積層する工程と、
前記電解質の一端面上にシート状の前記中間層を積層した後に圧着することによって、少なくとも、前記アノード電極層、前記電解質層及び前記中間層を有する積層体を得る工程と、
前記積層体に対して焼成処理を施すことで、前記アノード電極層、前記電解質層及び前記中間層を焼結させる工程と、
前記中間層の一端面上に前記カソード電極層を形成する工程と、
を有する電解質・電極接合体の製造方法が提供される。
Claims (11)
- 燃料ガスが通過する気孔を有する多孔質体からなるアノード電極層(12)と、酸化剤ガスが通過するカソード電極層(20)との間に、少なくとも、酸化物イオン伝導体からなる電解質層(16)と、前記電解質層(16)と前記カソード電極層(20)との相互反応を防止する中間層(18)とが前記アノード電極層(12)から前記カソード電極層(20)に向かってこの順序で介在された電解質・電極接合体(10)を製造する方法であって、
前記中間層(18)の出発材料に含まれるバインダの添加量を変化させてシート状の前記中間層(18)を作製するにあたり、前記バインダの許容下限添加量及び許容上限添加量を求める工程と、
許容下限添加量の前記バインダが添加された出発材料から得られたシート状の前記中間層(18)と、許容上限添加量の前記バインダが添加された出発材料から得られたシート状の前記中間層(18)とに対して焼成処理を施し、中間層収縮率下限値及び中間層収縮率上限値を求める工程と、
前記アノード電極層(12)の出発材料を、前記アノード電極層(12)に対して焼成処理を施したときにその収縮率が前記中間層収縮率下限値から前記中間層収縮率上限値の範囲内となるように調製する工程と、
前記アノード電極層(12)の出発材料からシート状の前記アノード電極層(12)を形成する工程と、
前記アノード電極層(12)の一端面上に直接、又は間接的に、シート状の前記電解質層(16)を積層する工程と、
前記電解質層(16)の一端面上にシート状の前記中間層(18)を積層した後に圧着することによって、少なくとも、前記アノード電極層(12)、前記電解質層(16)及び前記中間層(18)を有する積層体を得る工程と、
前記積層体に対して焼成処理を施すことで、前記アノード電極層(12)、前記電解質層(16)及び前記中間層(18)を焼結させる工程と、
前記中間層(18)の一端面上に前記カソード電極層(20)を形成する工程と、
を有することを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法において、前記電解質層(16)の出発材料を、前記電解質層(16)に対して焼成処理を施したときにその収縮率が前記中間層収縮率下限値から前記中間層収縮率上限値の範囲内となるように調製する工程をさらに有することを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
- 請求項1又は2記載の製造方法において、前記アノード電極層(12)は、希土類酸化物がドープされた酸化ジルコニアと、酸化ニッケルとの混合粉末に対して造孔材及び前記バインダを添加して得られた出発材料から形成され、且つ焼成処理による収縮率が16〜30%であるものであることを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
- 請求項3記載の製造方法において、前記出発材料中の前記バインダの割合を40〜65体積%とすることで前記アノード電極層(12)の収縮率を8〜30%に調整することを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法において、前記アノード電極層(12)の一端面上に、焼成処理を施したときにその収縮率が前記中間層収縮率下限値から前記中間層収縮率上限値の範囲内となるように調製された出発材料から形成され、前記アノード電極層(12)の一端面の凹部を充填し且つ凸部を埋没するとともに、前記アノード電極層(12)に比して気孔率が小さいシート状の平坦化層(14)を積層する工程をさらに有することを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
- 請求項5記載の製造方法において、前記平坦化層(14)を、希土類酸化物がドープされた酸化ジルコニアと、NiOとを含む出発材料から形成することを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法において、焼成処理後の前記アノード電極層(12)の厚みを200〜800μmの範囲内とすることを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法において、前記電解質層(16)を、希土類酸化物がドープされた酸化ジルコニアを含む出発材料から形成することを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法において、前記中間層(18)を、希土類酸化物がドープされた酸化セリウムの粉末を含む出発材料から形成することを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法において、前記積層体に対して焼成処理を施す際の温度を1100〜1450℃とすることを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法において、電解質・電極接合体(10)の積層方向厚みを205〜850μmの範囲内とすることを特徴とする電解質・電極接合体(10)の製造方法。
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