WO2005001970A1 - 固体酸化物形燃料電池 - Google Patents

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WO2005001970A1
WO2005001970A1 PCT/JP2004/009347 JP2004009347W WO2005001970A1 WO 2005001970 A1 WO2005001970 A1 WO 2005001970A1 JP 2004009347 W JP2004009347 W JP 2004009347W WO 2005001970 A1 WO2005001970 A1 WO 2005001970A1
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fuel cell
electrode
solid oxide
oxide fuel
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Kuniaki Yoshikata
Koichi Mikami
Hirotoshi Sakamoto
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Dai Nippon Printing Co., Ltd.
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell, and more particularly, to a solid oxide fuel cell which stably generates power in a mixed gas of a fuel gas and an oxidizing gas.
  • the flat cell has a fuel electrode and an air electrode disposed on the front and back surfaces of a plate-like electrolyte, respectively.
  • a plurality of cells formed in this way are stacked via an interconnector (separate overnight). Used in state.
  • the interconnector (separator) connects the single cells in series or in parallel and plays a role in completely separating the fuel gas and oxidant gas supplied to each cell.
  • a gas seal is provided between each cell and the separator (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-30445).
  • this flat-type cell has a drawback that the cell is vulnerable to vibration, heat cycle, and the like because gas sealing is performed by applying pressure to the cell. I have.
  • a cylindrical cell is one in which a fuel electrode and an air electrode are arranged on the outer and inner peripheral surfaces of a cylindrical electrolyte, respectively.
  • Cylindrical vertical stripe type, cylindrical horizontal stripe type and the like have been proposed (for example, 5 _ 9 4 8 3 0 gazette). Cylindrical cells have the advantage of excellent gas sealing properties, but have the disadvantage that the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is high, because the structure is more complex than the flat cells.
  • the separator and the gas seal are not required, and the structure and the manufacturing process can be greatly simplified.
  • the fuel electrode and the air electrode are formed close to the same surface of the solid electrolyte, and oxygen ion conduction occurs mainly near the surface of the solid electrolyte. Therefore, the thickness of the electrolyte does not greatly affect the performance of the battery as in the case of a flat plate type or cylindrical type. Therefore, it is possible to increase the thickness of the electrolyte while maintaining the performance of the battery, thereby making it possible to improve the fragility.
  • the electrolyte is Vulnerability has been improved by increasing the thickness of
  • the electrolyte mainly contributes to the battery reaction in the vicinity of the surface layer in many cases, even if the thickness of the electrolyte is increased in this way, the performance as a battery is not significantly improved.
  • the manufacturing cost is rather increased by increasing the thickness of the substrate.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, and it is possible to improve the vulnerability, reduce the cost, and obtain a high power generation output.
  • the purpose is to provide. Disclosure of the invention
  • a first solid oxide fuel cell according to the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and has a substrate, an electrolyte disposed on one surface of the substrate, and an electrolyte disposed on the same surface. And at least one electrode body comprising a fuel electrode and an air electrode arranged at a predetermined interval.
  • the fuel cell further includes: an electrolyte disposed on the other surface of the substrate; and an electrode body including a fuel electrode and an air electrode disposed at a predetermined interval on the same surface of the electrolyte.
  • a plurality of electrode bodies can be arranged on each surface of the substrate via an electrolyte. At this time, these electrode bodies may be connected by an in-line connector arranged on the fuel cell, or an interconnector may be provided on the device side where the fuel cell is arranged, and the fuel cell may be set. It is also possible to configure so that the electrode assembly is connected by the interconnector of the device when the connection is made.
  • grooves are formed between adjacent electrode bodies to partition them. This groove may be formed so as to penetrate the electrolyte and reach the substrate.
  • the electrolyte can be split between adjacent electrode bodies.
  • an insulating material is disposed between the adjacent electrolytes. In this manner, connection with the interconnector is facilitated, and the electrolytes can be reliably separated from each other.
  • the electrolyte is preferably formed by printing.
  • the electrolyte may be formed in a plate or sheet shape, and the electrolyte may be attached to the substrate via an adhesive.
  • the electrode body is configured such that one electrode surrounds the other electrode at a predetermined interval.
  • a second solid oxide fuel cell is a solid oxide fuel cell including a plurality of unit cells having an electrolyte, a fuel electrode, and an air electrode, wherein the plurality of unit cells are And an electrolyte for each of the unit cells is disposed on the substrate at a predetermined interval.
  • a plurality of single battery cells can be arranged on each surface of the substrate.
  • these unit cells may be connected by an inter-connector arranged on the fuel cell, or an interconnector may be provided on the device side where the fuel cell is arranged, and the fuel cell may be set.
  • the unit cells may be configured to be connected by the inter-connector of the device when the battery cells are connected.
  • the electrolyte is preferably formed by printing.
  • the electrolyte may be formed in a plate shape, and the electrolyte may be attached to the substrate via an adhesive.
  • the substrate is preferably made of a ceramic material.
  • FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a first embodiment of a fuel cell according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a method for manufacturing the fuel cell shown in FIG.
  • FIG. 4 is a partial sectional view (a) and a schematic plan view (b) of a fuel cell according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a method for manufacturing the fuel cell shown in FIG.
  • FIG. 6 is a partial sectional view (a) and a schematic plan view (b) of a fuel cell according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing the fuel cell illustrated in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing another example of the method for manufacturing a fuel cell according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a sectional view showing another example of the fuel cell according to the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing still another example of the fuel cell according to the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of FIG.
  • FIG. 12 is a plan view showing still another example of the fuel cell according to the present invention.
  • FIG. 13 is a partially enlarged sectional view of FIG.
  • FIG. 14 is a sectional view (a) and a schematic plan view (b) showing another example of FIG.
  • FIG. 15 is a plan view) and a cross-sectional view (b) of the fuel cell according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) of the fuel cell according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the fuel cell according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the fuel cell according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the fuel cell.
  • this fuel cell includes a sheet-like substrate 1 and an electrolyte 3 laminated on one surface thereof, and a pair of fuel electrodes is provided on the same surface on the electrolyte 3.
  • a plurality of electrode bodies (unit cells) E composed of 5 and the cathode 7 are arranged.
  • the fuel electrode 5 and the air electrode 7 in each electrode body E are formed in a band shape, and are arranged at predetermined intervals.
  • the distance between the fuel electrode 5 and the air electrode 7 is preferably, for example, 1 to 500; nm, more preferably 10 to 500 zm.
  • a plurality of electrode bodies E are formed on the electrolyte 3 as described above, and these are connected in series via the inter-connector 9. That is, the air electrode 7 of each electrode body E is connected to the fuel electrode 5 of the electrode body E adjacent thereto by the connector 9.
  • the substrate 1 is preferably formed of a material having excellent adhesion to the electrolyte 3.
  • SUS or a ceramic material such as an alumina material, a silica material, or a titanium material is preferably used.
  • the thickness of the substrate 1 is 50 m or more.
  • a known material as an electrolyte of a solid oxide fuel cell can be used.
  • a ceria-based oxide doped with samarium or gadolinium, or a lanthanum doped with strontium or magnesium is used.
  • Oxygen-ion-conductive ceramic materials such as oxidized oxides and zirconium-based oxides containing scandium dioxide can be used.
  • the thickness of the electrolyte 3 is preferably from 10 to 500 m, and more preferably from 50 to 2000 m.
  • the fuel electrode 5 and the air electrode 7 can be formed of a ceramic powder material.
  • the average particle size of the powder used at this time is preferably from 1 O nm to: L 00 m, more preferably from 50 nm to 50 m, and particularly preferably from 100 nm to 10 m. It is.
  • the average particle size can be measured according to, for example, JIS Z8901.
  • the fuel electrode 5 is made of, for example, ceramic powder composed of a metal catalyst and an oxide ion conductor. A mixture with the powdered material can be used.
  • a metal catalyst used at this time a material that is stable in a reducing atmosphere, such as nickel, iron, cobalt or a noble metal (platinum, ruthenium, palladium, etc.), and has a hydrogen oxidation activity can be used.
  • the oxide ion conductor those having a fluorite type structure or a viscous bouskite type structure can be preferably used.
  • the fuel electrode 4 is formed of a mixture of an oxide ion conductor and nickel.
  • the mixed form of the ceramic material made of an oxide ion conductor and nickel may be a physical mixed form or a form such as powder modification of nickel.
  • the above-mentioned ceramic materials can be used alone or as a mixture of two or more.
  • the fuel electrode 5 can be configured using a metal catalyst alone.
  • the ceramic powder material forming the air electrode 7 for example, a metal oxide made of Co, Fe, Ni, Cr, Mn, or the like having a bevelskite structure or the like can be used. Specifically (Sm, S r) Co_ ⁇ 3, (La, S r) Mn_ ⁇ 3, (L a, S r ) Co0 3, (La, S r) (Fe, Co) 0 3, (La , S r) (Fe, Co , N i) ⁇ 3 oxides and the like, preferably, (La, S r) MnO 3.
  • One of the above ceramic materials can be used alone, or two or more can be used as a mixture.
  • the fuel electrode 5 and the air electrode 7 are formed by using the above-described materials as main components, and further adding an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, and the like. More specifically, it is preferable to add a binder resin or the like so that the main component is 50 to 95% by weight in the mixture of the main component and the binder resin.
  • the air electrode 3 and the fuel electrode 5 are formed so as to have a thickness of 1 m to 500 m after sintering, and preferably 10 m to: L00 m.
  • the electrolyte 3 is also mainly composed of the above-described materials, similarly to the fuel electrode 5 and the air electrode 7. It is formed by adding an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, or the like, but it is preferable that the main component and the binder are mixed so that the main component is 80% by weight or more. Further, a powder made of the above-mentioned material may be uniaxially press-molded, then CIP-molded, fired at a predetermined temperature and time, and cut into a plate or sheet having a desired thickness and size. Then, by attaching the plate-like or sheet-like electrolyte 3 to the substrate 1 via an adhesive, a fuel cell can be formed.
  • the electrolyte 3 is formed by printing, it is preferable to interpose a stress relaxation layer made of an adhesive material having an intermediate value of the thermal expansion coefficient between the substrate 1 and the electrolyte 3. By doing so, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the electrolyte of the thin film during sintering due to the difference between the two expansion coefficients.
  • the fuel cell configured as described above generates power as follows. First, on one surface of the substrate 1 on which the electrode body C is formed, a mixed gas of a fuel gas composed of a hydrocarbon such as methaneethane and an oxidizing gas such as air is heated to a high temperature (for example, 400 to (100 ° C). As a result, ionic conduction occurs mainly in the vicinity of the surface layer of the electrolyte 3 between the fuel electrode 5 and the air electrode 7, and power is generated. .
  • a high temperature for example, 400 to (100 ° C
  • the thickness of the electrolyte 3 should be reduced to a certain thickness that does not impair the battery performance. Thus, it is possible to reduce the manufacturing cost. Therefore, in the fuel cell according to the present embodiment, since the electrolyte 3 is supported on the substrate 1, high durability against vibration and thermal cycling can be maintained even if the electrolyte 3 is thinned.
  • the interconnector 9 is made of a conductive metal such as Pt, Au, Ag, Ni, Cu, SUS, or a metallic material, or La (Cr, Mg) M 3 , (L a, C a) It can be formed of conductive ceramic materials such as lanthanum and chromite, such as C r ⁇ 3 and (L a, S r) C r ⁇ 3, and one of these can be used alone. Or two or more of them may be used in combination. Further, additives such as the binder resin described above can be added to these materials.
  • the connector 9 may be formed on the electrolyte 3 via an insulating layer.
  • the material of the insulating layer is preferably a ceramic material from the viewpoint of heat resistance.
  • the ceramic-based material used here include an alumina-based material, a silica-based material, and a titania-based material.
  • the above-mentioned powder material for the electrolyte 3, the fuel electrode 5, and the air electrode 7 is used as a main component, and an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, and the like are added to each of them and kneaded, and the electrolyte paste, the fuel electrode paste, Make air electrode pastes respectively.
  • Viscosity of each paste is preferably 1 0 3 ⁇ 1 0 6 mP a 's degree as will be adapted to the screen printing described.
  • the paste for the connector is prepared by adding additives such as a binder resin to the powder material described above. The viscosity of this paste is the same as described above.
  • an electrolyte paste is applied on the substrate 1 by a screen printing method, and then dried and sintered at a predetermined time and temperature to form an electrolyte 3 (FIG. 3 (a)).
  • the anode paste is applied in a band shape to a plurality of locations on the electrolyte by screen printing, and then dried and sintered at a predetermined time and temperature to form a plurality of anodes 5 (FIG. 3 (b)).
  • a plurality of electrode bodies C are applied to the positions facing the respective anodes 5 by applying an air electrode paste by a screen printing method, and drying and sintering at a predetermined time and temperature. (Fig. 3 (c)).
  • the electrolyte can be a path through which oxygen ions move during power generation. Therefore, the electrolyte between the electrodes, and the fuel electrode and the air electrode sandwiching the electrolyte may constitute a fuel cell and generate electricity. As a result, the original electromotive force of the single cell and the electromotive force of the battery formed between the single cells cancel each other, and an internal short circuit occurs, so that the electromotive force of the entire fuel cell may decrease. Therefore, even if the number of electrode bodies is increased, the electromotive force as a whole may not be “the electromotive force of one electrode body X the number of electrode bodies”.
  • a second embodiment according to the present invention in consideration of this point will be described.
  • FIG. 4 is a side view (a) and a plan view (b) of the fuel cell according to the present embodiment.
  • a fuel cell having two electrode bodies will be described.
  • this fuel cell includes a sheet-like substrate 1 and an electrolyte 3 formed on one surface thereof.
  • Two electrode bodies E each including 5 and the air electrode 7 are arranged.
  • the configuration of each electrode body E is the same as in the first embodiment.
  • grooves V are formed between the electrode bodies E to separate them.
  • the air electrode 7 of one electrode body and the fuel electrode 5 of the other electrode body E 2 adjacent thereto are connected by an in-line connector 9 so as to straddle the groove V. A part of the inner connector 9 is in the groove V.
  • the materials for forming the substrate 1, the electrolyte 3, the fuel electrode 5, the air electrode 7, and the interconnector 9 in this embodiment are the same as those described in the first embodiment, and therefore detailed description is omitted.
  • the power generation method is the same as in the first embodiment.
  • the width of the groove V is preferably 1 to 500 m, as in the third embodiment described later.
  • the electrolyte paste, the fuel electrode paste, the air electrode paste, and the interconnector paste used are the same as those described in the first embodiment.
  • an electrolyte 3, a fuel electrode 5, and an air electrode 7 are formed on a substrate 1, as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c).
  • the forming method so far is the same as in the first embodiment.
  • a groove V between E 2 have both electrode body E on the electrolyte substrate 3 (FIG. 5 (d)).
  • the groove V can be formed by, for example, blast processing, laser processing, cutting processing, or the like.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view (a) and a schematic plan view (b) of the fuel cell according to the present embodiment.
  • this fuel cell includes a sheet-like substrate 1 and a plurality of unit cells C (here, two cells are shown (: C 2 )) disposed on one surface thereof. Each cell C is connected in series by an interconnector 9.
  • Each unit cell C includes a rectangular electrolyte 3 disposed on one surface of the substrate 1, and a pair of a fuel electrode 5 and an air electrode 7 disposed on the same surface of the electrolyte 3.
  • the electrolyte 3 of each unit cell C is arranged so as to form a gap S at a predetermined interval with the electrolyte 3 of the adjacent unit cell C, and the interval is, for example, 10 to 500 m. And more preferably 10 to 500 m.
  • the fuel electrode 5 and the air electrode 7 on each electrolyte 3 are formed in a band shape and are arranged at predetermined intervals. At this time, the interval L between the fuel electrode 5 and the air electrode 7 is preferably, for example, 1 to 500 m, and more preferably 10 to 500.
  • the electrodes arranged at both ends of this fuel cell that is, the fuel electrode 5 of one unit cell and the air electrode 7 of the other unit cell C 2 extract current.
  • Each of the current collecting sections 8 is formed.
  • Interconnector 9 is connected between the single cells C adjacent as described above, specifically the fuel electrode 5 of the air electrode 7 and the other unit battery cell C 2 of one of the single cells C t Are connected. At this time, the interconnector 9 is formed on the electrolyte 5 and is formed on the substrate 1 between adjacent unit cells C so as to cross the gap S.
  • the materials for forming the substrate 1, the electrolyte 3, the fuel electrode 5, the air electrode 7, and the interconnector 9 in this embodiment are the same as those described in the first embodiment, and therefore detailed description is omitted.
  • the power generation method is the same as in the first embodiment.
  • the material of the current collector 8 is the same as that of the interconnector.
  • the electrolyte 3 is supported by the substrate 1, similarly to the above embodiments, even if the electrolyte 3 is thinned, high durability against vibration and heat cycles is achieved. Sex can be maintained.
  • the individual cells C are arranged separately from each other with a gap therebetween, and are connected by the interconnector 9. Therefore, since the electrolyte 3 does not exist between the unit cells C, oxygen ions can be prevented from moving between the unit cells C, and a fuel cell is prevented from being formed between the unit cells. be able to. As a result, a decrease in the electromotive force of the fuel cell can be prevented, and a high power generation output can be obtained.
  • the above-mentioned powder material for the electrolyte 3, the fuel electrode 5, and the air electrode 7 is used as a main component, and an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, and the like are added to each of them and kneaded, and the electrolyte paste, the fuel electrode paste, Make air electrode pastes respectively.
  • Viscosity of each base one strike is preferably 1 0 3 ⁇ 1 0 6 mP a ⁇ s about to fit the screen printing method to be described next.
  • the paste for the interconnector is described above.
  • An additive such as a binder resin is added to the powder material to prepare the powder material. The viscosity of this paste is the same as described above.
  • anode electrode is applied in a band shape on each electrolyte 3 by a screen printing method, and then dried and sintered at a predetermined time and temperature to form an anode electrode 5 (FIG. 7 (b)).
  • an air electrode paste is applied to each position facing the fuel electrode 5 on each of the electrolytes 3 by a screen printing method, and dried and sintered at a predetermined time and temperature to form the air electrode 7. I do. Thus, a plurality of unit cells C are formed (FIG. 7 (c)). Finally, an interconnector paste is applied between the single battery cells C in a line by screen printing so as to connect the plurality of single battery cells C in series, thereby forming an interconnector 9. At this time, the interconnector 9 is formed so as to cross the gap S between the electrolytes 3 and pass over the substrate 1. A current collector 8 is formed at the end of the connector 9. Through the above steps, the fuel cell is completed (Fig. 7 (d)).
  • a screen printing method is used for applying each paste.
  • the method is not limited to this, and may be a doctor blade method, a spray coating method, or a lithography method.
  • Other general printing methods such as electrophoretic electrodeposition, roll coating, dispenser coating, CVD, EVD, sputtering, and transfer can be used.
  • a hydrostatic press, a hydraulic press, and other general press processes can be used as a post-process after printing.
  • the stress relaxation between the substrate 1 and the electrolyte 3 made of an adhesive material having an intermediate value of the coefficient of thermal expansion between the two Preferably, a layer is interposed. By doing so, it is possible to prevent the electrolyte from cracking during sintering due to the difference between the two expansion coefficients.
  • a fuel cell can also be configured by preparing a plate-like or sheet-like electrolyte and attaching it to a substrate via an adhesive or the like.
  • a fuel cell can be formed by attaching a plurality of electrolytes of a predetermined size to the substrate for each unit cell.
  • the electrolyte can be cut by cutting to separate the single cells. For example, as shown in FIG. 8, after bonding the electrolyte 3 to form both electrodes 5 and 7 (FIG. 8 (a)), a groove V that penetrates the electrolyte 3 and reaches the substrate 1 by cutting is formed.
  • the electrolyte 3 can be separated to form a plurality of unit cells C (FIG. 8 (b)).
  • the electrolyte 3, the fuel electrode 5, and the air electrode 7 are formed only on one surface of the substrate 1.
  • anode 5, and cathode 7 can also be formed.
  • FIGS. 9A to 9C correspond to the first to third embodiments.
  • the electrolyte, the fuel electrode, and the air are also formed on the other surface of the substrate 1.
  • the poles are similarly formed, and the same type of battery is formed on both sides of the substrate 1. In this way, a high power output can be obtained while keeping the fuel cell compact.
  • the plurality of electrode bodies E or the unit cells C are connected in series by the interconnector 9, but they may be connected in parallel.
  • the fuel electrode 5 and the air electrode 7 of the two electrode bodies E can be connected to each other by the interconnector 9. .
  • a series connection and a parallel connection can be mixed. With such a combination, it is possible to extract a desired voltage and current. It is needless to say that a fuel cell can be constituted by one electrode body E without using a plurality of electrode bodies E.
  • a gap may be formed between the adjacent electrolytes 3, and an insulating film 10 may be disposed in the gap S between the electrolytes 3 as shown in FIG.
  • the electrolyte 3 is separated by the insulating film 10 so that the electrical isolation between the single cells C is further ensured, and the connection with the connector 9 is facilitated. Therefore, formation of a fuel cell between the unit cells C can be more reliably prevented, and a high power generation output can be obtained.
  • the insulating film 10 is preferably formed of a ceramic-based material, and for example, an alumina-based or silica-based ceramic material can be used.
  • the particle diameter of the ceramic material powder constituting the insulating film 10 is generally 1 ⁇ ! O10 Om, preferably 100 nm nm10 m.
  • the insulating film 10 is used by adding a suitable amount of a binder resin, an organic solvent, or the like to the above-mentioned ceramic material powder as a main component.
  • the film thickness after sintering is formed so as to be 1 m to 500 im as in the case of the electrolyte and the like, and is preferably 10 ⁇ m-100 / m.
  • each electrode is formed in a band shape, and the fuel electrode and the air electrode are arranged so as to be alternately arranged.
  • the shape of each electrode is limited to the band shape as described above. Instead, it can be configured as follows. As shown in FIGS. 12 and 13, this fuel cell includes 24 electrode bodies E, and these electrode bodies E are connected by the inter-connector 9.
  • Each electrode body E includes a fuel electrode 5 and an air electrode 7, and a frame-shaped fuel electrode 5 is arranged around the rectangular air electrode 7 at a predetermined interval.
  • the outer shape of the fuel electrode 5 is rectangular to match the air electrode 7.
  • the distance between the fuel electrode 5 and the air electrode 7 is preferably, for example, 1 to 100 m, and more preferably 10 to 500 m.
  • current collectors 51 and 71 for extracting current are formed, respectively.
  • the current collector 51 of the fuel electrode 5 and the current collector 71 of the air electrode 7 of the electrode body E adjacent to the fuel electrode 5 are connected by the inter-connector 9, and each electrode body E is connected in series. ing.
  • the interval between adjacent electrode bodies E is preferably, for example, 100 to 500 m, and more preferably 100 to 300 m.
  • the interconnector 9 is formed as shown in FIG. As shown in the figure, in the section (intersection) between the current collectors 51 and 71 at both ends of each connector.
  • the insulating layer 11 is formed on the fuel electrode 5, the air electrode 7 and the electrolyte 1, and the connector 9 is formed on the insulating layer 11. This prevents the interconnector 9 from passing over the fuel electrode 5 and being short-circuited thereto.
  • the shapes of the fuel electrode and the air electrode need not be rectangular as described above, and may be, for example, circular or polygonal.
  • the electrolyte 3 is formed on the upper surface of the substrate 1, but it can be formed as follows. That is, as shown in FIG. 14, in this fuel cell, two rectangular recesses 11 in plan view are formed on one surface of the substrate 1, and each cell 11 Cell C is filled with electrolyte 3 respectively. Thereby, each electrolyte 3 is in a state of being partitioned by the wall 14 between the concave portions 13. At this time, the depth of each recess 13 is 5 mm! Preferably it is ⁇ 5 mm.
  • each electrolyte 3 of each unit cell C is disposed in each of the recesses 13 formed in the substrate 1, each electrolyte 3 is formed by the wall 11 formed between the recesses 13. It will be in a partitioned state. Therefore, the electrolyte 3 is in a non-contact state between the adjacent unit cells C, so that the electrolyte existing between the adjacent electrodes serves as a path for oxygen ions as in the conventional example, thereby reducing the electromotive force. The possibility of doing this can be reduced. As a result, a high output can be obtained.
  • interconnector in the above embodiment is described in each drawing so as to be in contact with the side surface of each electrode, the interconnector may be configured so that the end of the interconnector hangs on the upper surface of each electrode. Not something.
  • FIG. 15 (a) is a plan view of the fuel cell according to Example 1
  • FIG. 15 (b) is a cross-sectional view thereof.
  • GD C C e.. G d .., ⁇ ⁇ 9
  • electrolyte material 0.05 to 5 m, average particle size
  • a cellulosic binder resin was added thereto to prepare an electrolyte paste having a weight ratio of 95: 5.
  • the viscosity of the electrolyte paste was adjusted to about 5 ⁇ 10 5 mPas suitable for screen printing by diluting it with a solvent.Also, Ni ⁇ powder (0.01 to 10 zm, ... average particle size 1 rn), SDC (Ce 0 8 Sm 0 z O ⁇ 9) powder (particle diameter 0. 0 1 ⁇ 1 0 ⁇ m, average particle diameter 0 1 ii) in a weight ratio of 7: 3
  • a cellulosic binder resin was added to prepare a fuel electrode paste in which the ratio of the mixture was 80% by weight. That is, the weight ratio of the mixture to the noinder resin was set to 80:20.
  • the viscosity of the fuel electrode paste was adjusted to about 5 ⁇ 10 5 mPa ⁇ s suitable for screen printing by diluting with a solvent.
  • SSC as an air electrode material (Sm 0. 5 S r 0. 5 Co_ ⁇ 3) powder (0. 1 ⁇ 1 0 m, using the average grain size, and ⁇ Ka ⁇ cellulosic binder first resin
  • the air electrode paste was prepared so that the ratio of the powder was 80%, that is, the weight ratio of the SSC powder to the noinder resin was 80:20. similar to the fuel electrode, and a 5 X 1 0 5 mP a ⁇ s about suitable dilution was screen-printed with a solvent.
  • the substrate 1, the thickness is an alumina-based substrate 1 Omm angle lmm .
  • the above-mentioned electrolyte paste was applied to the substrate 1 by a screen printing method to a size of 1 Om square, dried at 13 Ot for 15 minutes, and then sintered at 1500 for 10 hours.
  • An electrolyte 3 having a thickness of 200 m after sintering was formed.
  • the anode paste was applied by screen printing so as to have a width of 500 m and a length of 7 mm.
  • it was sintered at 1450 ° C for 1 hour to form a fuel electrode 5 having a thickness of 30 m after sintering.
  • an air electrode paste was applied on the same surface of the electrolyte 3 by a screen printing method.
  • the air electrode paste was applied so that the width was 500 m, the length was 7 mm, and the distance from the fuel electrode was 500 m. Then, similarly to the fuel electrode, after drying at 130 ° C for 15 minutes, it was sintered at 1200 ° C for 1 hour to form the air electrode 7 having a thickness of 30 m after sintering.
  • a solid oxidized object with one electrode body A fuel cell was manufactured.
  • Example 1 thus manufactured. That is, by introducing a mixed gas of methane and oxygen at 800 and causing a reaction of CH 4 + 1 2 2 ⁇ 2H 2 + CO, the nickel oxide as fuel electrode 5 is reduced, The current-voltage characteristics were evaluated.
  • hydrogen gas may be introduced instead of the mixed gas.
  • Example 1 As a result, it was confirmed that in Example 1, a maximum output density of 65 mWZ cm 2 was obtained, and a solid oxide fuel cell was obtained.
  • Example 2 The difference from Example 1 is that a stress relaxation layer is interposed between the electrolyte and the substrate.
  • GDC and Al 2 0 3 powder (0. 1 ⁇ ; L 0 m, an average particle diameter of 3 m) and 50 were mixed with 50 weight ratio, was stress relieving layer paste.
  • the viscosity of the stress relaxation layer paste was adjusted to about 5 ⁇ 10 5 mPa ⁇ s suitable for screen printing by diluting with a solvent.
  • the other materials are the same as in Example 1, and therefore detailed description is omitted.
  • the method of preparation is as follows. First, apply a stress relaxation layer paste on the substrate to a thickness of 30 m, and then apply 130 ° C For 15 minutes. Thereafter, the electrolyte, the fuel electrode, and the air electrode were formed in this order in the same manner as in Example 1 above.
  • Example 3 a solid oxide fuel cell shown in FIG.
  • the materials for forming the substrate, the electrolyte, and the electrodes are the same as in Example 1.
  • Au powder (0.1-5 m, average particle size 2.5 m) is used as the material for the interconnector for connecting the single cells and the current collector, and this is mixed with a cellulosic binder resin.
  • pastes for the inter-connector and the current collector were prepared.
  • the viscosity of the paste for the interconnector was 5 ⁇ 10 5 mPa-s suitable for screen printing.
  • the above-mentioned electrolyte paste is applied on the substrate 1 by a screen printing method to form a plurality of rectangular electrolytes.
  • the electrolyte paste was patterned so that two electrolytes measuring 9 ⁇ 4.2 mm square were spaced apart by 0.6 mm and the distance from the edge of the substrate was 0.5 mm. Then, after drying at 130 ° C for 15 minutes, sintering was performed at 1500 for 10 hours to form an electrolyte 3 having a thickness of 200 m after sintering. Next, a fuel electrode paste was applied on each electrolyte 3 by a screen printing method. At this time, the fuel electrode paste was applied so that the fuel electrode 5 having a width of 500 m, a length of 7 mm, and a coating thickness of 50 m was formed on each electrolyte 3. Then, after drying at 130 ° C.
  • sintering was performed at 1450 for 1 hour, and the thickness after sintering was set to 30 m.
  • an air electrode paste was applied on the same surface of each of the electrolytes 3 by a screen printing method. At this time, the air electrode paste was applied so that the air electrode 7 having a width of 500 mm, a length of 7 mm, a coating thickness of 50 m, and a distance of 500 m from the fuel electrode 5 was formed on each electrolyte 3. After drying at 130 ° C for 15 minutes as in the case of fuel electrode 5, sintering was performed at 1200 ° C for 1 hour. The thickness after sintering was 30 m.
  • Comparative Example 1 in comparison with Example 3 was manufactured as follows. That is, in Comparative Example 1, an electrolyte having a size of 10 ⁇ 10 mm and a thickness of 1 mm was prepared and used as a substrate. Then, two fuel electrodes and two air electrodes were formed on this electrolyte with the same dimensions and spacing as in Example 3, and were connected in series by an interconnector. In addition, Comparative Example 2 in which one unit cell was one was also prepared.
  • Example 3 and Comparative Example 1 thus manufactured.
  • a mixed gas of methane and oxygen is introduced at 800 "C, and a reaction of CH 4 + 1Z 2 ⁇ 2 ⁇ 2H 2 + CO is caused, thereby reducing nickel oxide as fuel electrode 5 and reducing the current.
  • hydrogen gas may be introduced instead of the mixed gas.
  • the electromotive force of one unit cell of Comparative Example 2 was 61 O mV
  • the electromotive force of Example 3 having two unit cells was 1 19 O mV.
  • Comparative Example 1 having two pairs of electrodes an electromotive force of 900 mV was obtained.
  • Example 3 since the electrolytes were arranged at predetermined intervals, the internal short-circuit phenomenon was reduced, and it was found that an electromotive force approximately twice that of Comparative Example 2 was obtained.
  • Example 4 in the fuel cell shown in FIG. 16, an insulating film was disposed between each unit cell. As a result, as shown in FIG. 17, the adjacent electrolytes 3 are separated by the insulating film 10 so that the electric separation between the unit cells C is further ensured, and the connection of the interconnector 9 is also made. It is easy and reliable. Therefore, formation of a fuel cell between the unit cells C can be more reliably prevented, and a high power generation output can be obtained.
  • the insulating film 10 is preferably formed of a ceramic-based material, and for example, an alumina-based or silica-based ceramic material can be used.
  • the particle size of the ceramic material powder constituting the insulating film 10 is usually 10 nm to 100 m, preferably 100 nm to: L 0 m, as in the case of the above-mentioned electrolyte. is there.
  • the insulating film 10 is used by adding a suitable amount of a noinder resin, an organic solvent, and the like to the above-described ceramic material powder as a main component.
  • the film thickness after sintering is formed so as to be 1 ⁇ m to 500 m as in the case of the electrolyte or the like, and preferably 10 m to 100 m.
  • the same electrolyte paste, fuel electrode paste, air electrode paste, and substrate as in Example 3 were prepared.
  • Au powder (0.5 to 5 m, average particle size 2.5 / m) was used as the material for the interconnector for connecting the single battery cells and the current collector, and this was used as a cellulosic binder.
  • the resin was mixed to prepare the paste for the interconnector and the current collector. This was mixed with a cellulosic binder resin to prepare an ink-connector paste.
  • the viscosity of the interconnector for pace I subscriptions - was 5 X 1 0 5 mP a ⁇ s suitable for screen printing method. Insulation to form an insulating film
  • a film paste was prepared. This was prepared by mixing a cellulose-based binder resin with alumina powder (particle size: 0.1 to LO HI).
  • Example 3 an insulating film paste was applied to a position between the two electrolytes 3 on the substrate 1, and the paste was sintered at 180 ° C. to form an insulating film 10.
  • an electrolyte 3, a fuel electrode 5, and an air electrode 7 were formed in the same manner as in Example 3 above. At this time, the electrolyte 3 was positioned so as to sandwich the insulating film paste.
  • both unit cells C were connected in series by an interconnector 9, and current collectors 8 were formed on the electrodes at both ends of the battery.
  • a solid oxide fuel cell according to Example 4 was manufactured.
  • Example 4 An experiment similar to that of Example 4 was performed on Example 4, and as a result, the same performance as that of Example 4 was shown.
  • a solid oxide fuel cell capable of improving fragility, reducing cost, and obtaining a high power generation output.

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Description

明 細 書 固体酸化物形燃料電池 技 術 分 野
本発明は、 燃料電池に関し、 より詳しくは、 主に燃料ガスと酸化剤ガスとの混 合ガス中において安定的に発電する固体酸化物形燃料電池に関する。 ，技
従来より、 固体酸化物形燃料電池の術セルデザインとして、 平板型、 円筒型など が提案されている。
平板型セルは、 板状の電解質の表面及び裏面に燃料極及び空気極をそれぞれ配 置したものであり、 こうして形成されたセルはインターコネクタ （セパレ一夕一 ) を介して複数個積層された状態で使用される。 インターコネクタ （セパレー夕 一） は単セルを直列或いは並列に接続するとともに、 各セルに供給される燃料ガ スと酸化剤ガスとを完全に分離する役割を果たしている。 また、 各セルとセパレ 一夕一との間にはガスシールが施されている （例えば、 特開平 5— 3 0 4 5号公 報)。 しかしながら、 この平板型セルでは、セルに対して圧力をかけてガスシール を施すため、 セルが振動や熱サイクルなどに対して脆弱であるなどの欠点があり 、 実用化に大きな課題を有している。
一方、 円筒型セルは、 円筒形の電解質の外周面及び内周面に燃料極及び空気極 をそれぞれ配置したものであり、 円筒縦縞型、 円筒横縞型などが提案されている (例えば、特開平 5 _ 9 4 8 3 0号公報)。 円筒型セルは、ガスシール性に優れる という利点を有する一方、 平板型セルに比べて構造が複雑であるため、 製造プロ セスが複雑になり、 製造コストが高くなるという欠点がある。
また、 平板型セル及び円筒型セルのいずれも、 性能を向上させるためには電解 質の薄膜化が要求され、 電解質材料のォーミックな抵抗の低減が必要となるが、 電解質が薄すぎると脆弱ィ匕してしまい、 耐振性や耐久性が低下するという問題が めった。 このため、 上述した平板型、 円筒型に代わる燃料電池として、 燃料極及び空気 極を、 固体電解質からなる基板の同一面上に配置し、 燃料ガスおよび酸化剤ガス の混合ガスを供給することにより発電が可能な非隔膜式固体酸化物形燃料電池が 提案されている （例えば、特開平 8— 2 6 4 1 9 5号公報)。 この燃料電池によれ ば、 燃料ガスと酸化剤ガスとを分離する必要がないため、 セパレー夕一及びガス シールが不要となり、 構造及び製造工程の大幅な簡略化を図ることができる。 また、 この非隔膜式固体酸化物形燃料電池では、 燃料極と空気極とが固体電解 質の同一面上に近接して形成され、 酸素イオンの伝導が固体電解質の主に表層付 近で起こると考えられているため、 平板型や円筒型のように電解質の厚みが電池 の性能に大きく影響することは jい。 したがって、 電池の性能を維持したまま電 解質の厚みを増すことができ、 これによつて脆弱性を改善することが可能となる 上記のように、 従来の固体酸化物形燃料電池では、 電解質の厚みを増すことで 脆弱性を改善している。 ところが、 電池反応に寄与するのは電解質の主に表層付 近であることが多いことから、 このように電解質の厚みを増したとしても電池と しての性能が大きく向上するわけではなく、 電解質の厚みを増すことでかえって 製造コストが高くなるという問題がある。
本発明は、 上記問題を解決するためになされたものであり、 脆弱性を改善でき るとともに、 低コスト化を図ることができ、 しかも高い発電出力を得ることがで きる固形酸化物形燃料電池を提供することを目的とする。 発 明 の 開 示
本発明に係る第 1の固体酸化物形燃料電池は、 上記問題を解決するためになさ れたものであり、 基板と、 当該基板の一方面に配置される電解質と、 当該電解質 の同一面上に所定間隔をおいて配置される燃料極及び空気極からなる少なくとも 1つの電極体とを備えている。
上記燃料電池においては、 前記基板の他方面に配置される電解質と、 当該電解 質の同一面上に所定間隔をおいて配置される燃料極及び空気極からなる電極体と をさらに備えていることが好ましい。 電極体は、 基板の各面に電解質を介して複数個配置することができる。 このと き、 これら電極体は、 燃料電池上に配置されるイン夕一コネクタによって接続し てもよいし、 この燃料電池が配置される装置側にインタ一コネクタを設けておき 、 燃料電池がセットされたときに電極体が装置のインターコネクタによって接続 されるように構成することもできる。
また、 電解質において、 隣接する電極体の間には、 これらを仕切る溝が形成さ れていることが好ましい。 この溝は、 電解質を貫通し前記基板にまで達するよう に形成することもできる。
或いは、 電解質が、 隣接する電極体の間で分断されるようにすることもできる 。 このとき、 隣接する前記電解質の間には、 絶縁材料が配置されていることが好 ましい。 このようにすることにより、 インタ一コネクタでの接続を容易にし、 電 解質同士を確実に分断することができる。
上記燃料電池においては、 電解質を、 印刷によって形成することが好ましい。 或いは、 電解質を板状またはシート状に形成し、 当該電解質を接着剤を介して基 板に取り付けることもできる。
上記燃料電池においては、 電極体が、 一方の電極の周囲を所定間隔をおいて他 方の電極が取り囲むように構成されていることが好ましい。
また、 本発明に係る第 2の固体酸化物形燃料電池は、 電解質、 燃料極及び空気 極を有する単電池セルを複数個備えた固体酸化物形燃料電池であって、 前記複数 の単電池セルを支持する基板とを備え、 前記各単電池セルの電解質は、 所定間隔 をおいて基板上に配置されている。
単電池セルは、 基板の各面に複数個配置することができる。 このとき、 これら 単電池セルは、 燃料電池上に配置されるィンタ一コネクタによって接続してもよ いし、 この燃料電池が配置される装置側にインターコネクタを設けておき、 燃料 電池がセッ卜されたときに単電池セルが装置のィンターコネクタによって接続さ れるように構成することもできる。
この燃料電池においては、 電解質が、 印刷によって形成されていることが好ま しい。 或いは、 電解質が板状に形成され、 当該電解質が接着剤を介して基板に取 り付けられるようにすることもできる。 上述した各燃料電池においては、 基板が、 セラミックス材料から構成されてい ることが好ましい。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る燃料電池の第 1実施形態の一部拡大断面図である。 図 2は、 図 1の概略平面図である。
図 3は、 図 1に示す燃料電池の製造方法の一例を示す図である。
図 4は、 本発明の第 2実施形態に係る燃料電池の一部断面図 （a) 及び概略平 面図 （b) である。
図 5は、 図 4に示す燃料電池の製造方法の一例を示す図である。
図 6は、 本発明の第 3実施形態に係る燃料電池の一部断面図 （a) 及び概略平 面図 （b) である。
図 7は、 図 6に示す燃料電池の製造方法の一例を示す図である。
図 8は、 第 3実施形態に係る燃料電池の製造方法の他の例を示す図である。 図 9は、 本発明に係る燃料電池の他の例を示す断面図である。
図 1 0は、 本発明に係る燃料電池のさらに他の例を示す平面図である。
図 1 1は、 図 6の他の例を示す断面図である。
図 1 2は、 本発明に係る燃料電池のさらに他の例を示す平面図である。
図 1 3は、 図 1 2の一部拡大断面図である。
図 1 4は、 図 6の他の例を示す断面図 （a) 及び概略平面図 （b) である。 図 1 5は、 実施例 1に係る燃料電池の平面図 ) 及び断面図 （b) である。 図 1 6は、 実施例 3に係る燃料電池の平面図 （a) 及び断面図 （b) である。 図 1 7は、 実施例 4に係る燃料電池の断面図である。 発明を実施するための最良の形態
(第 1実施形態）
以下、 本発明に係る固体酸化物形燃料電池の第 1実施形態について図面を参照 しつつ説明する。 図 1は本実施形態に係る燃料電池の一部断面図であり、 図 2は この燃料電池の概略平面図である。 図 1及び図 2に示すように、 この燃料電池は、 シート状の基板 1と、 その一方 面上に積層された電解質 3とを備えており、 電解質 3上の同一面には一対の燃料 極 5と空気極 7とからなる電極体 （単電池セル） Eが複数個配置されている。 各 電極体 Eにおける燃料極 5及び空気極 7は帯状に形成され、 所定間隔をおいて配 置されている。 このとき、 燃料極 5と空気極 7との間の間隔は、 例えば 1〜5 0 0； nmとすることが好ましく、 1 0〜5 0 0 zmとすることがさらに好ましい。 電解質 3上には、 上述のように複数の電極体 Eが形成されており、 これらはィ ンタ一コネクタ 9を介して直列に接続されている。 すなわち、 各電極体 Eにおけ る空気極 7と、 これに隣接する電極体 Eの燃料極 5とがィン夕ーコネクタ 9によ つて接続されている。
次に、 上記のように構成された燃料電池の材質について説明する。 基板 1は、 電解質 3との密着性に優れた材料で形成されることが好ましく、 具体的には、 S U S、 またはアルミナ系材料、 シリカ系材料、 チタン系材料等のセラミックス系 材料を好ましく用いることができる。 特に、 1 0 0 0 °C以上の耐熱性に優れたセ ラミックス系材料を用いることが好ましい。 なお、 基板 1の厚みは、 5 0 m以 上にすることが好ましい。
電解質 3の材料としては、 固体酸化物形燃料電池の電解質として公知のものを 使用することができ、 例えば、 サマリウムやガドリニウム等をドープしたセリア 系酸化物、 ストロンチウムやマグネシウムをド一プしたランタン ·ガレード系酸 化物、 スカンジウムゃィットリゥムを含むジルコニァ系酸化物などの酸素イオン 伝導性セラミックス材料を用いることができる。 また、 電解質 3の膜厚は、 1 0 〜5 0 0 0 mであることが好ましく、 5 0〜2 0 0 0 mであることがさらに 好ましい。
燃料極 5及び空気極 7は、 セラミックス粉末材料により形成することができる 。 このとき用いられる粉末の平均粒径は、 好ましくは 1 O nm〜： L 0 0 mであ り、 さらに好ましくは 5 0 nm〜5 0 mであり、 特に好ましくは 1 0 0 nm〜 1 0 mである。 なお、 平均粒径は、 例えば、 J I S Z 8 9 0 1にしたがって計 測することができる。
燃料極 5は、 例えば、 金属触媒と酸化物イオン導電体からなるセラミックス粉 末材料との混合物を用いることができる。 このとき用いられる金属触媒としては 、 ニッケル、 鉄、 コバルトや、 貴金属 （白金、 ルテニウム、 パラジウム等） 等の 還元性雰囲気中で安定で、 水素酸化活性を有する材料を用いることができる。 ま た、 酸化物イオン導電体としては、 蛍石型構造又はべ口ブスカイト型構造を有す るものを好ましく用いることができる。 蛍石型構造を有するものとしては、 例え ばサマリゥムゃガドリ二ゥム等をドープしたセリァ系酸ィ匕物、 スカンジゥムゃィ ットリウムを含むジルコニァ系酸化物などを挙げることができる。 また、 ぺロブ スカイト型構造を有するものとしてはス卜口ンチウムゃマグネシウムをドープし たランタン ·ガレ一ド系酸化物を挙げることができる。 上記材料の中では、 酸ィ匕 物イオン導電体とニッケルとの混合物で、 燃料極 4を形成することが好ましい。 なお、 酸化物イオン導電体からなるセラミックス材料とニッケルとの混合形態は 、 物理的な混合形態であってもよいし、 ニッケルへの粉末修飾などの形態であつ てもよい。 また、 上述したセラミックス材料は、 1種類を単独で、 或いは 2種類 以上を混合して使用することができる。 また、 燃料極 5は、 金属触媒を単体で用 いて構成することもできる。
空気極 7を形成するセラミックス粉末材料としては、 例えば、 ベロブスカイト 型構造等を有する Co， Fe, N i， Cr又は Mn等からなる金属酸化物を用い ることができる。 具体的には （Sm, S r) Co〇3， （La, S r) Mn〇3， ( L a, S r) Co03, (La, S r) (Fe， Co) 03， （La, S r) (Fe, Co, N i) 〇3などをの酸化物が挙げられ、 好ましくは、 （La, S r) MnO 3である。 上述したセラミックス材料は、 1種を単独で、 或いは 2種以上を混合 して使用することができる。
上記燃料極 5、 及び空気極 7は、 上述した材料を主成分として、 さらにバイン ダー樹脂、 有機溶媒などが適量加えられることにより形成される。 より詳細には 、 上記主成分とバインダー樹脂との混合において、 上記主成分が 50〜95重量 %となるように、 バインダー樹脂等を加えることが好ましい。 そして、 これら空 気極 3、燃料極 5の膜厚は焼結後に l m〜500 mとなるように形成するが 、 10 m〜： L 00 mとすることが好ましい。
また、 電解質3も、 上記燃料極5及び空気極7と同様に、 上述した材料を主成 分として、 バインダー樹脂、 有機溶媒などが適量加えられることにより形成され るが、 上記主成分とバインダーとの混合において、 上記主成分が 8 0重量％以上 となるように混合されることが好ましい。 さらには、 上述した材料からなる粉末 を一軸プレス成形後、 C I P成形し、 所定の温度及び時間で焼成したものを所望 の厚み、 大きさの板状、 シート状に切断して用いてもよい。 そして、 この板状、 シ一ト状の電解質 3を接着剤を介して基板 1に貼り付けることで、 燃料電池を構 成することもできる。 なお、 電解質 3を印刷で形成する場合には、 基板 1と電解 質 3との間に、 両者の熱膨張係数の中間の値を示す接着材料からなる応力緩和層 を介在させることが好ましい。 こうすることで、 両者の膨張係数の相違から、 焼 結時において薄膜の電解質に割れが生じるのを防止することができる。
上記のように構成された燃料電池は、 次のように発電が行われる。 まず、 電極 体 Cが形成された基板 1の一方面上に、 メタンゃェタンなどの炭化水素からなる 燃料ガスと空気等の酸化剤ガスとの混合ガスを高温の状態 （例えば、 4 0 0〜1 0 0 0 °C) で供給する。 これにより、 燃料極 5と空気極 7との間の電解質 3の主 に表層付近で、 イオン伝導が起こって発電が行われる。 .
上記のような構造の燃料電池では、 電解質 3の表層付近以外の部分が電池反応 に大きくは寄与していないことから、 電池性能を損なわない程度の一定の厚みま で電解質 3を薄膜化することで、 製造コストを低減することが可能となる。 そこ で、 本実施形態に係る燃料電池では、 電解質 3が基板 1上に支持されているため 、 電解質 3を薄膜化しても振動や熱サイクルに対する高い耐久性を維持すること ができる。
また、 複数の電極体 E間を上記のようにインターコネクタ 9で直列に接続する ことによって高電圧の取り出しが可能となる。 インタ一コネクタ 9は、 P t， A u, A g, N i， C u， S U S等の導電性金属、 或いは金属系材料， 又は L a ( C r， M g) 〇3， (L a , C a) C r〇3， (L a , S r ) C r〇3などのラン タン ·クロマイト系等の導電性セラミックス材料によって形成することができ、 これらのうちの 1種を単独で使用してもよいし、 2種以上を混合して使用しても よい。 また、 これらの材料に上述したバインダー樹脂等の添加物を加えることも できる。 さらに、 ィン夕一コネクタ 9は絶縁層を介して電解質 3上に形成されていても よい。 この場合、 絶縁層の材料は、 耐熱性の観点からセラミックス系材料である ことが好ましい。 ここで用いられるセラミックス系材料としては、 例えばアルミ ナ系材料、 シリカ系材料、 又はチタニア系材料を例示することができる。 このよ うにイン夕一コネクタ 9が絶縁層を介して電解質 3上に配置されると、 インター コネクタ 9と電解質 3との電気的な接触を防止することができる。 そのため、 次 のような利点がある。 従来のようにイン夕一コネクタを電解質上に形成して隣接 する電極体間を接続すると、 インタ一コネクタは導電性、 及び電極反応と同様の イオン伝導性を示す場合もあることから電極と同様に働くことがあり、 本来の起 電力を減少させるおそれがあった。 これに対して、 上記のように構成すると、 ィ ンターコネクタ 9と電解質 3とが電気的に非接触状態となるため、 起電力の減少 を防止することができる。 また、 起電力が不安定になることも防止でき、 所望の 出力特性を得ることができる。
次に、 上述した燃料電池の製造方法の一例を、 図 3を参照しつつ説明する。 ま ず、 上述した電解質 3、 燃料極 5、 及び空気極 7用の粉末材料を主成分として、 これらそれぞれにバインダー樹脂、 有機溶媒などを適量加えて混練し、 電解質べ 一スト、 燃料極ペースト、 空気極ペーストをそれぞれ作成する。 各ペーストの粘 度は、 次に説明するスクリーン印刷に適合するように 1 0 3〜1 0 6mP a ' s 度であることが好ましい。 同様に、 イン夕一コネクタ用ペーストも、 上述した粉 末材料にバインダ一樹脂等の添加物を加えて作成しておく。 このペーストの粘度 は上述したものと同じである。
次に、 基板 1上にスクリーン印刷法によって電解質ペーストを塗布した後、 所 定の時間及び温度で乾燥 ·焼結を行うことにより、 電解質 3を形成する （図 3 ( a))。 続いて、 燃料極ペーストをスクリーン印刷法により電解質上の複数箇所に 帯状に塗布した後、 所定の時間及び温度で乾燥'焼結し、 複数の燃料極 5を形成 する （図 3 (b))。 これに続いて、 各燃料極 5と対向する位置それぞれに、 空気 極べ一ストをスクリ一ン印刷法によって塗布し、 所定時間及び温度で乾燥 ·焼結 することにより、 複数の電極体 Cを形成する （図 3 ( c ))。 最後に、 複数の電極 体 Cを直列に接続するように、 電極体 C間にインターコネクタ用ペーストをスク リーン印刷法によって線状に塗布し、 インタ一コネクタ 9を形成する （図 3 ( d ))。
ところで、 上記燃料電池では、 隣接する電極体間に電解質が存在しているため 、 発電時にはこの電解質が酸素イオンの移動する経路となり得る。 そのため、 電 極体間の電解質と、 この電解質を挟む燃料極及び空気極が燃料電池を構成して発 電することがある。 これにより、 本来の単電池セルの起電力と、 単電池セル間に 形成される電池の起電力とが打ち消し合い、 内部短絡状態となるため、 燃料電池 全体の起電力が下がることが考えられる。 したがって、 電極体の数を増やしても 、 全体としての起電力は、 「1個の電極体による起電力 X電極体の数」 にはなら ない場合もある。 以下、 この点を考慮した、 本発明に係る第 2実施形態を説明す る。
(第 2実施形態）
次に、 本発明に係る固体酸化物形燃料電池の第 2実施形態について説明する。 図 4は、 本実施形態に係る燃料電池の側面図 （a ) 及び平面図 （b ) である。 こ こでは、 電極体を 2個有する燃料電池について説明する。
図 4に示すように、 この燃料電池は、 シ一ト状の基板 1と、 その一方面上に形 成された電解質 3とを備えており、 電解質 3上の同一面には一対の燃料極 5と空 気極 7とからなる電極体 Eが 2個配置されている。 各電極体 Eの構成は、 第 1実 施形態と同様である。 そして、 各電極体 Eの間には、 これらを仕切る溝 Vが形成 されている。 また、 この溝 Vをまたぐように、 一方の電極体 の空気極 7と、 これに隣接する他方の電極体 E 2の燃料極 5とがイン夕一コネクタ 9によって接 続されている。 イン夕一コネクタ 9の一部は、 この溝 Vに入り込んだ状態となつ ている。
この実施形態における基板 1、 電解質 3、 燃料極 5、 空気極 7、 及びインター コネクタ 9を形成する材料は、 上記第 1実施形態で示したものと同じであるため 、 詳しい説明を省略する。 また、 発電方法も第 1実施形態と同様である。
以上のように、 本実施形態によれば、 両電極体 E l E 2の間の電解質 3に、 残 りの電解質 3の厚さ Rよりも深い溝深さ D (例えば D = 8 0 0 m， R = 2 0 0 fi m) となる溝 Vを形成しているため、 両電極体 E E 2間の電解質 3における 酸素イオンの移動する経路を低減することができる。 その結果、 発電が極力抑え られ、 電圧の低下を防止することができる。 なお、 溝 Vの幅は、 後述する第 3実 施形態と同様に 1〜5 0 0 0 mとすることが好ましい。
次に、 上記燃料電池の製造方法について図 5を参照しつつ説明する。 ここで、 使用する電解質用ペースト、 燃料極用べ一スト、 空気極用ペースト、 及びインタ —コネクタ用ペーストは、 第 1実施形態で示したものと同じである。 まず、 図 5 ( a) 〜図 5 ( c ) に示すように、 基板 1上に、 電解質 3、 燃料極 5、 及び空気 極 7を形成する。 ここまでの形成方法は、 第 1実施形態と同様である。
次に、 電解質基板 3上の両電極体 Eい E 2の間に溝 Vを形成する （図 5 (d) ) 。 このとき、 溝 Vは、 例えば、 ブラスト加工、 レーザ加工、 切削加工等で形成 することができる。 最後に、 図 5 ( e ) に示すように、 一方の電極体 の燃料 極 5と他方の電極体 E 2の空気極 7との間にインターコネクタ用ペーストを塗布 してインターコネクタ 1を形成すると、 図 4に示す燃料電池が完成する。
ところで、 この実施形態では、 電極体間の電解質に溝を形成することで、 酸素 イオンの移動する経路を低減することができ、 電極体間の発電を抑えるようにし ているが、 ィンターコネクタで接続される電極体間の電解質を完全に分断するこ ともできる。 以下、 これについて、 説明する。
(第 3実施形態）
以下、 本発明に係る固体酸化物形燃料電池の第 3実施形態について図面を参照 しつつ説明する。 図 6は、 本実施形態に係る燃料電池の一部断面図 （a) 及び概 略平面図 （b) である。
図 6に示すように、 この燃料電池は、 シート状の基板 1と、 その一方面上に配 置された複数の単電池セル C (ここでは、 2個を表示 (： C 2) とを備えており 、 各単電池セル Cはインターコネクタ 9によって直列に接続されている。
各単電池セル Cは、 基板 1の一方面上に配置される矩形状の電解質 3と、 この 電解質 3の同一面上に配置される一対の燃料極 5及び空気極 7と備えている。 各 単電池セル Cの電解質 3は、 隣接する単電池セル Cの電解質 3と所定間隔をおい て隙間 Sを形成するように配置されており、 その間隔は例えば 1 0〜5 0 0 0 mとすることが好ましく、 1 0〜5 0 0 mとすることがさらに好ましい。 また 、 各電解質 3上の燃料極 5及び空気極 7は帯状に形成され、 所定間隔をおいて配 置されている。 このとき、 燃料極 5と空気極 7との間の間隔 Lは、 例えば 1〜5 0 0 0 mとすることが好ましく、 1 0〜5 0 0 とすることがさらに好まし い。 また、 図 2に示すように、 この燃料電池において両端に配置された電極、 つ まり一方の単電池セル の燃料極 5、及び他方の単電池セル C 2の空気極 7には 電流を取り出すための集電部 8がそれぞれ形成されている。
インターコネクタ 9は、 上述のように隣接する単電池セル C間を接続しており 、具体的には一方の単電池セル C tの空気極 7と他方の単電池セル C 2の燃料極 5 とを接続している。 このとき、 インターコネクタ 9は、 電解質 5上に形成される とともに、 隣接する単電池セル Cの間では基板 1上に配置され隙間 Sを横断する ように形成される。
この実施形態における基板 1、 電解質 3、 燃料極 5、 空気極 7、 及びインター コネクタ 9を形成する材料は、 上記第 1実施形態で示したものと同じであるため 、 詳しい説明を省略する。 また、 発電方法も第 1実施形態と同様である。 なお、 集電部 8の材料は、 インターコネクタと同じである。
以上のように本実施形態に係る燃料電池では、 基板 1によつて電解質 3が支持 されているため、 上記各実施形態と同様に、 電解質 3を薄膜化しても振動ゃ熱サ ィクルに対する高い耐久性を維持することができる。 また、 上記燃料電池では、 各単電池セル Cが隙間を介して分離して配置され、 インタ一コネクタ 9によって 接続されている。 したがって、 単電池セル C間に電解質 3が存在しないため、 酸 素イオンが単電池セル C間で移動するのを防止することができ、 単電池セル間に 燃料電池が形成されるのを防止することができる。 その結果、 燃料電池の起電力 が低下するのを防止することができ、 高い発電出力を得ることができる。
次に、 上述した燃料電池の製造方法の一例を、 図 7を参照しつつ説明する。 ま ず、 上述した電解質 3、 燃料極 5、 及び空気極 7用の粉末材料を主成分として、 これらそれぞれにバインダー樹脂、 有機溶媒などを適量加えて混練し、 電解質べ 一スト、 燃料極ペースト、 空気極ペーストをそれぞれ作成する。 各べ一ストの粘 度は、 次に説明するスクリーン印刷法に適合するように 1 0 3〜1 0 6mP a · s 程度であることが好ましい。 同様に、 インターコネクタ用ペーストも、 上述した 粉末材料にバインダ一樹脂等の添加物を加えて作成しておく。 このペーストの粘 '度は上述したものと同じである。
次に、 スクリーン印刷法によって基板 1上の複数の位置に電解質ペーストを塗 布した後、 所定の時間及び温度で乾燥を行うことにより、 所定間隔 Sをおいて配 置された複数の矩形状の電解質 3を形成する （図 7 ( a) ) 。 続いて、 燃料極べ 一ストをスクリーン印刷法により各電解質 3上に帯状に塗布した後、 所定の時間 及び温度で乾燥 '焼結し、 燃料極 5を形成する （図 7 (b) ) 。 これに続いて、 各電解質 3上の燃料極 5と対向する位置それぞれに、 空気極ペーストをスクリー ン印刷法によって塗布し、 所定時間及び温度で乾燥'焼結することにより、 空気 極 7を形成する。 こうして、 複数の単電池セル Cが形成される （図 7 ( c ) ) 。 最後に、 複数の単電池セル Cを直列に接続するように、 単電池セル C間にインタ 一コネクタ用ペーストをスクリーン印刷法によって線状に塗布し、 インターコネ クタ 9を形成する。 このとき、 インタ一コネクタ 9は、 電解質 3間の隙間 Sを横 断し基板 1上を通過するように形成する。 また、 イン夕一コネクタ 9の端部に集 電部 8を形成する。 以上の工程により、 燃料電池が完成する （図 7 ( d) ) 。 な お、 バインダ一樹脂として感光性高分子を用いて複数個の単電池セルを形成する 場合には、 ぺ一ストの塗布'乾燥後、 マスクを用いて複数個のパターン状に露光 し、 未露光部を除去する工程を経てから焼結することにより、 任意のパターン形 状の複数個の単電池セルや電解質を得ることが可能となる。
以上、 本発明の実施形態について説明したが、 本発明は、 これに限定されるも のではなく、 その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 例え ば、 上記各実施形態で示した製造方法においては、 各ペーストの塗布にスクリー ン印刷法を用いているが、 これに限定されるものではなく、 ドクターブレード法 、 スプレーコート法、 リソグラフィ一法、 泳動電着法、 ロールコート法、 デイス ペンサーコート法、 C VD, EVD, スパッタリング法、 転写法等の印刷方法等 、 その他一般的な印刷法を用いることができる。 また、 印刷後の後工程として、 静水圧プレス、 油圧プレス、 その他一般的なプレス工程を用いることもできる。 なお、 上記のような印刷法等によって電解質を形成する場合には、 基板 1と電 解質 3との間に、 両者の熱膨張係数の中間の値を示す接着材料からなる応力緩和 層を介在させることが好ましい。 こうすることで、 両者の膨張係数の相違から、 焼結時において電解質に割れが生じるのを防止することができる。
さらに、 これ以外にも、 板状、 シート状の電解質を準備し、 これを接着剤等を 介して基板に貼り付けることで、 燃料電池を構成することもできる。 この場合、 特に第 3実施形態に係る燃料電池を形成する場合には、 単電池セルごとに所定の 大きさの複数の電解質を基板に貼り付けることで燃料電池を形成することができ る。 或いは、 電解質を貼り合わせた後に、 切削によって電解質を切断し、 単電池 セルごとに分離することもできる。 例えば、 図 8に示すように、 電解質 3を貼り 合わせ、 両電極 5 , 7を形成した後 （図 8 ( a) ) 、 切削によって電解質 3を貫 通し基板 1まで達する溝 Vを形成することによって電解質 3を分離し、 複数の単 電池セル Cを形成することもできる （図 8 (b) ) 。
また、 上記各実施形態では、 基板 1の一方面にのみ電解質 3、 燃料極 5、 及び 空気極 7を形成しているが、 図 9に示すように、 基板 1の他方面にも同様に電解 質 3、 燃料極 5、 及び空気極 7を形成することもできる。 なお、 図 9 ( a) 〜図 9 ( c ) は、 上記第 1〜第 3実施形態に対応している。 このときの製造方法とし ては、 例えば基板 1の一方面に電解質 3、 燃料極 5、 及び空気極 7をそれぞれ形 成する各工程において、 基板 1の他方面にも電解質、 燃料極、 及び空気極をそれ ぞれ同様に形成し、 基板 1の両面に同じ形態の電池を形成する。 こうすることで 、 燃料電池をコンパクトにしたままで、 高い発電出力を得ることができる。 また、 上記説明では、 複数の電極体 Eまたは単電池セル Cをインタ一コネクタ 9によって直列に接続しているが、 並列に接続することもできる。 例えば、 第 1 実施形態の場合には、 図 1 0 ( a) に示すように、 2個の電極体 Eの燃料極 5同 士、 及び空気極 7同士をインターコネクタ 9によって接続することができる。 或 いは、 図 1 0 (b) に示すように、 直列接続と並列接続とを混在させることがで きる。 このような組み合わせにより、 所望の電圧、 電流を取り出すことが可能と なる。 なお、 複数の電極体 Eを用いず、 1個の電極体 Eで燃料電池を構成するこ とができるのは勿論である。
また、 隣接する電解質 3の間に隙間を形成してもよく、 図 1 1に示すように、 電解質 3間の隙間 Sに絶縁膜 1 0を配置することもできる。 これにより、 隣接す る電解質 3が絶縁膜 1 0によって仕切られ、 単電池セル C間の電気的な分離がよ り確実になるとともに、 イン夕一コネクタ 9での接続が容易になる。 したがって 、 単電池セル C間に燃料電池が形成されるのをより確実に防止することができ、 高い発電出力を得ることができる。
この場合、 絶縁膜 1 0は、 セラミックス系材料で形成することが好ましく、 例 えばアルミナ系、 またはシリカ系セラミックス材料を使用することができる。 ま た、 この絶縁膜 1 0を構成するセラミックス材料粉末の粒径は、 上記電解質等と 同様に、 通常 1 Ο ηπ！〜 1 0 O mであり、 好ましくは 1 0 0 nm〜 1 0 mで ある。 また、 この絶縁膜 1 0は、 上記セラミックス材料の粉末を主成分として、 バインダー樹脂、 有機溶媒などを適量加えて使用される。 そして、 焼結後の膜厚 は、 電解質等と同様に、 1 m〜5 0 0 imとなるように形成するが、 1 0 ^m- 1 0 0 /mとすることが好ましい。
また、 上記各実施形態では、 各電極を帯状に形成し、 燃料極と空気極とが交互 に並ぶように配置しているが、 各電極の形状は、 上記説明のごとく帯状に限定さ れるものではなく、 次のように構成することもできる。 図 1 2及び図 1 3に示す ように、 この燃料電池では、 2 4個の電極体 Eを備えており、 これら電極体 Eは ィンターコネクタ 9によって接続されている。
各電極体 Eは、 燃料極 5と空気極 7とからなり、 矩形の空気極 7の周囲に所定 間隔をおいて枠形の燃料極 5が配置されている。 燃料極 5の外形は空気極 7に合 わせて矩形状になっている。 このとき、 燃料極 5と空気極 7との間隔は、 例えば 1〜1 0 0 0 mであることが好ましく、 1 0〜5 0 0 mであることがさらに 好ましい。 また、 燃料極 5及び空気極 7上には電流を取り出すための集電部 5 1 ， 7 1がそれぞれ形成されている。 そして、 燃料極 5の集電部 5 1と、 これと隣 接する電極体 Eの空気極 7の集電部 7 1とがィンターコネクタ 9によって接続さ れ、 各電極体 Eは直列に接続されている。 なお、 隣接する電極体 E間の間隔は、 例えば 1 0〜5 0 0 0 mとすることが好ましく、 1 0 0 0〜3 0 0 0 mとす ることがさらに好ましい。
インターコネクタ 9は、 図 1 3に示すように形成されている。 同図に示すよう に、 各イン夕一コネクタ両端の集電部 5 1 , 7 1間の区間 （交差区間） において は、 燃料極 5、 空気極 7及び電解質 1上に絶縁層 1 1が形成されており、 この絶 縁層 1 1上にイン夕一コネクタ 9が形成されている。 これにより、 インタ一コネ クタ 9は燃料極 5上を通過しつつこれと短絡しないようになっている。
以上のように構成することにより集積化が容易になり、 その結果、 高い発電出 力を得ることができる。 なお、 燃料極及び空気極の形状は、 上記のように矩形で なくてもよく、 例えば円形や多角形状に形成されていてもよい。
さらに、 第 3実施形態では、 基板 1の上面に電解質 3を形成しているが、 次の ように形成することもできる。 すなわち、 図 1 4に示すように、 この燃料電池で は、 基板 1の一方面に、 2つの平面視矩形状の凹部 1 1が形成されており、 各凹 部 1 1には、 各単電池セル Cの電解質 3がそれぞれ充填されている。 これにより 、 各電解質 3は、 凹部 1 3間の壁 1 4によって仕切られた状態になっている。 こ のとき、 各凹部 1 3の深さは、 5 Π！〜 5 mmであることが好ましい。 これは、 5 ΠΙよりも小さくなると、 凹部 1 3内からはみ出さないように電解質 3を配置 するのが難しくなるからであり、 5 mmより大きくすると電解質 3において電池 反応に寄与しない部分が多くなり、 コストが高くなるからである。
この燃料電池では、 各単電池セル Cの電解質 3が、 基板 1に形成された各凹部 1 3にそれぞれ配置されているため、 各電解質 3は各凹部 1 3間に形成される壁 1 1によって仕切られた状態となる。 したがって、 隣接する単電池セル C間にお いては、 電解質 3が非接触状態となるため、 従来例のように隣接する電極間に存 在する電解質が酸素イオンの経路となって起電力が減少する可能性を低減するこ とができる。 その結果、 高い出力を得ることができる。
なお、 上記実施形態におけるインターコネクタは、 各図面において各電極の側 面に接するように説明がなされているが、 インターコネクタの端部が各電極の上 面に掛かるように構成されていても構わないものである。
以下に実施例を挙げて、 本発明をさらに詳細に説明する。
(実施例 υ
実施例 1として図 1 5に示す固体酸化物形燃料電池を作成する。 図 1 5 ( a ) は実施例 1に係る燃料電池の平面図、 図 1 5 ( b) はその断面図である。 電解質 材料として GD C (C e。 。G d。. , Ο ^ 9)粉末（0 . 0 5〜5 m、 平均粒径 0. 5 m) を使用し、 これにセルロース系バインダー樹脂を少量混合し、 95 ： 5の重量比となる電解質ペーストを作製した。 電解質ペーストの粘度は、 溶剤 にて希釈することでスクリーン印刷法に適した 5 X 105mP a · s程度とした また、 燃料極材料として N i〇粉末 (0. 0 1〜1 0 zm、 平均粒径 1 rn) 、 SDC (Ce 0. 8Sm0. zO^ 9)粉末（粒径 0. 0 1〜1 0 ^m、 平均粒径 0 . 1 ii ) を重量比で 7 ： 3となるように混合した後、 セルロース系バインダー 樹脂を添加して、 上記混合物の割合が 80重量％となる燃料極ペーストを作製し た。 つまり、 上記混合物と、 ノインダー樹脂との重量比が 80 ： 20となるよう にした。 燃料極ペーストの粘度は、 溶剤にて希釈することでスクリーン印刷に適 した 5 X 105mP a · s程度とした。
続いて、 空気極材料として SSC (Sm0. 5S r 0. 5Co〇3) 粉末 （0. 1〜 1 0 m、 平均粒径 を使用し、 セルロース系バインダ一樹脂を添カ卩して、 上記粉末の割合が 80%となるように空気極ペーストを作製した。 つまり、 S S C粉末と、 ノインダー樹脂との重量比が 80 ： 20になるようにした。 空気極べ —ストの粘度は、 燃料極と同様に、 溶剤にて希釈しスクリーン印刷に適した 5 X 1 05mP a · s程度とした。 また、 基板 1には、 厚みが lmmで 1 Omm角の アルミナ系基板を使用した。
次に、 基板 1上に上述した電解質ペーストをスクリーン印刷法によって 1 Om m角の大きさに塗布した後、 13 Otで 1 5分間乾燥し、 続いて 1500 で 1 0時間焼結することで、 焼結後の厚みが 200 mとなる電解質 3を形成した。 そして、 燃料極ペーストをスクリーン印刷法によって幅 500 m、 長さ 7mm となるように塗布した。 そして、 130°Cで 1 5分間乾燥した後、 1450°Cで 1時間焼結し、 焼結後の厚みが 30 mとなる燃料極 5を形成した。 続いて、 上 記電解質 3の同一面上に、 空気極ペーストをスクリーン印刷法によって塗布した 。 このとき、 空気極ペーストが、 幅 500 m、 長さ 7mm、 燃料極との間隔 5 00 mとなるように塗布した。 そして、 燃料極と同様に、 130°Cで 1 5分間 乾燥した後、 1200 °Cで 1時間焼結することで、 焼結後の厚みが 30 mとな る空気極 7を形成した。 以上の工程によって 1個の電極体を備えた固体酸ィ匕物形 燃料電池を製造した。
こうして製造された実施例 1に対して、 次のような評価実験を行った。 すなわ ち、 メタンと酸素との混合ガスを 800 で導入し、 CH4+ 1ノ 2〇2→2H2 + COの反応を起こさせることで、 燃料極 5である酸化ニッケルを還元処理し、 電流—電圧特性の評価を行った。 なお、 還元処理を行うには、 上記混合ガスの代 わりに水素ガスを導入してもよい。
その結果、 実施例 1では 65 mWZ cm2の最大出力密度を得ることができ固 体酸化物形燃料電池を得られることが確認された。
(実施例 2)
次に、 実施例 2について説明する。 実施例 1との相違点は、 電解質と基板との 間に応力緩和層を介在させている点である。 この実施例 2では、 GDCと Al 2 03粉末 （0. 1〜； L 0 m、 平均粒径 3 m)とを、 50 ： 50の重量比で混合 し、 応力緩和層用ペーストとした。 この応力緩和層用ペーストの粘度は、 溶剤で 希釈することによりスクリーン印刷に適した 5 X 105mPa · s程度とした。 その他の材料については、 実施例 1と同じであるので、 詳しい説明は省略する 作成方法としては、 まず、 基板上に応力緩和層用ペーストを塗布厚み 30 m となるように塗布後、 130°Cで 15分間乾燥した。 その後は、 上記実施例 1と 同様に、 電解質、 燃料極及び空気極を、 この順で形成した。
以上のようにして形成された燃料電池は、 応力緩和層がないものと比較して、 薄膜の電解質に割れが発生するのを防止することができる。 また、 電池性能とし ては、 実施例 1と同じ、 65 mW/ cm2の最大出力密度を得た。
(実施例 3)
実施例 3として図 16に示す固体酸化物形燃料電池を作成する。 基板、 電解質 、 及び各電極を形成する材料は実施例 1と同様である。 単電池セル間を接続する インターコネクタ、 及び集電部用の材料としては、 Au粉末 (0. 1-5 m, 平均粒径 2. 5 m)を使用し、 これにセルロース系バインダー樹脂を混合してィ ンターコネクタ用及び集電部用ペーストを作製した。 インタ一コネクタ用ペース トの粘度はスクリーン印刷に適した 5 X 105mP a - sとした。 次に、 基板 1上に上述した電解質ペーストをスクリーン印刷法によって塗布し 、 複数の矩形状の電解質を形成する。 このとき、 9X4. 2mm角の大きさの 2 つの電解質が、 0. 6 mmの隙間をあけ、 基板縁部からの距離が 0. 5 mmとな るように、 電解質ペーストをパターニングした。 その後、 130°Cで 15分間乾 燥した後、 1500 で 10時間焼結し、 焼結後の厚みが 200 mとなる電解 質 3を形成した。 次に、 スクリーン印刷法によって、 各電解質 3上に燃料極べ一 ストを塗布した。 このとき、 幅 500 m、 長さ 7mm、 塗布厚み 50 mの燃 料極 5が各電解質 3上に形成されるように、 燃料極ペーストを塗布した。 そして 、 130°Cで 15分間乾燥した後、 1450 で 1時間焼結し、 焼結後の厚みを 30 mとした。 続いて、 上記各電解質 3の同一面上に、 空気極ペーストをスク リーン印刷法によって塗布した。 このとき、 幅 500 ΠΙ、 長さ 7mm、 塗布厚 み 50 m、 燃料極 5との間隔 500 ^ mである空気極 7が各電解質 3上に形成 されるように空気極ペーストを塗布した。 そして、 燃料極 5と同様に、 130°C で 15分間乾燥した後、 1200°Cで 1時間焼結した。 焼結後の厚みは 30 m とした。
続いて、 インターコネクタ用ペーストをスクリーン印刷法で塗布し （幅 2 jLtm 、厚み 50 m)、上記単電池セル Cを図 16に示すように直列に接続し、電池の 両端の電極に集電部 8を形成した。 こうして、 実施例 3に係る固体酸化物形燃料 電池を製造した。
また、 この実施例 3と対比する比較例 1を次のように製造した。 すなわち、 比 較例 1では、 10X 10 mmの大きさで厚みが 1 mmの電解質を準備し、 これを 基板として用いた。 そして、 この電解質上に、 実施例 3と同様の寸法及び間隔で 燃料極及び空気極を 2個ずつ形成し、 インターコネクタで直列に接続した。 また 、 単電池セルが 1個の比較例 2も作成しておいた。
こうして製造された実施例 3及び比較例 1に対して、 次のような評価実験を行 つた。 すなわち、 メタンと酸素との混合ガスを 800"Cで導入し、 CH4+1Z 2〇2→2H2 + COの反応を起こさせることで、燃料極 5である酸化ニッケルを 還元処理し、 電流-電圧特性の評価を行った。 なお、 還元処理を行うには、 上記 混合ガスの代わりに水素ガスを導入してもよい。 その結果、 単電池セルの 1個の比較例 2の起電力は 6 1 O mVであるのに対し て、 単電池セルを 2個有する実施例 3の起電力は 1 1 9 O mVであった。 一方、 電極を 2組有する比較例 1では、 9 0 0 mVの起電力が得られた。 以上の結果か ら、 比較例 1は内部短絡現象により、 比較例 2で得られる起電力の 2倍とはなつ ていないことが分かる。 これに対して、 実施例 3では、 電解質を所定間隔をおい て配置していることから、 内部短絡現象が低減され、 比較例 2の約 2倍の起電力 が得られることが分かる。
(実施例 4)
実施例 4では、 図 1 6に示す燃料電池において、 各単電池セル間に絶縁膜を配 置した。 これにより、 図 1 7に示すように、 隣接する電解質 3が絶縁膜 1 0によ つて仕切られ、 単電池セル C間の電気的な分離がより確実になるとともに、 イン ターコネクタ 9の接続も容易でしかも確実なものとすることができる。 したがつ て、 単電池セル C間に燃料電池が形成されるのをより確実に防止することができ 、 高い発電出力を得ることができる。
この場合、 絶縁膜 1 0は、 セラミックス系材料で形成することが好ましく、 例 えばアルミナ系、 またはシリカ系セラミックス材料を使用することができる。 ま た、 この絶縁膜 1 0を構成するセラミックス材料粉末の粒径は、 上記電解質等と 同様に、 通常 1 0 nm〜l 0 0 mであり、 好ましくは 1 0 0 nm〜： L 0 mで ある。 また、 この絶縁膜 1 0は、 上記セラミックス材料の粉末を主成分として、 ノインダー樹脂、 有機溶媒などを適量加えて使用される。 そして、 焼結後の膜厚 は、 電解質等と同様に、 1 ^m〜5 0 0 mとなるように形成するが、 1 0 m 〜1 0 0 mとすることが好ましい。
電解質ペースト、 燃料極ペースト、 空気極ペースト、 及び基板は、 実施例 3と 同様のものを準備した。 また、 単電池セル間を接続するインターコネクタ用及び 集電部の材料としては、 A u粉末 （0. 丄〜 5 m、 平均粒径 2. 5 /m)を使用 し、 これにセルロース系バインダー樹脂を混合してインターコネクタ用及び集電 部用ペーストを作製した。 これにセルロース系バインダ一樹脂を混合してィン夕 —コネクタ用ペーストを作製した。 インターコネクタ用ペース卜の粘度はスクリ —ン印刷法に適した 5 X 1 0 5mP a · sとした。 さらに、絶縁膜を形成する絶縁 膜ペーストを作成した。 これは、 アルミナ粉末 （粒径 0 . 1〜： L O HI) にセル ロース系バインダ一樹脂を混合することで作成した。
次に、 上記基板 1上において両電解質 3の間となる予定位置に、 絶縁膜ペース トを塗布し、 1 8 0 0 °Cでこのペーストを焼結して絶縁膜 1 0を形成した。 続い て上記実施例 3と同様に、 電解質 3、 燃料極 5、 及び空気極 7を形成した。 この とき、 電解質 3は、 絶縁膜ペーストを挟むように位置決めした。 最後に、 実施例 3と同様に、 両単電池セル Cをインターコネクタ 9で直列に接続し、 電池の両端 の電極に集電部 8を形成した。 こうして、 実施例 4に係る固体酸化物形燃料電池 を製造した。
この実施例 4に対しても、 実施例 4と同様の実験を行った結果、 実施例と同じ 性能を示した。 産業上の利用可能性
本発明により、 脆弱性を改善できるとともに、 低コスト化を図ることができ、 しかも高い発電出力を得ることができる固体酸ィ匕物形燃料電池が提供される。

Claims

δ冃 求 の 範 囲
1 . 基板と、
当該基板の一方面に配置される電解質と、
当該電解質の同一面上に所定間隔をおいて配置される燃料極及び空気極からな る少なくとも 1つの電極体と
を備えている、 固体酸化物形燃料電池。
2 . 前記基板の他方面に配置される電解質と、
当該電解質の同一面上に所定間隔をおいて配置される燃料極及び空気極からな る電極体と
をさらに備えている請求項 1に記載の固体酸化物形燃料電池。
3 . 前記電極体が複数個配置されている、 請求項 1または 2に記載の固体酸化物 形燃料電池。
4 . 前記複数の電極体を接続するインターコネクタをさらに備えている請求項 3 に記載の固体酸化物形燃料電池。
5 . 前記電解質において、 隣接する前記電極体の間には、 これらを仕切る溝が形 成されている請求項 3または 4に記載の固体酸化物形燃料電池。
6 . 前記電解質は、 隣接する前記電極体の間で分断されている請求項 3または 4 に記載の固体酸化物形燃料電池。
7 . 隣接する前記電解質の間には、 絶縁材料が配置されている、 請求項 6に記載 の固体酸化物形燃料電池。
8 . 前記電解質は、 印刷によって形成されている、 請求項 1から 7のいずれかに 記載の固体酸化物形燃料電池。
9. 前記電解質は板状に形成されており、 当該電解質が接着剤を介して前記基板 に取り付けられている、 請求項 1から 7のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電 池。
10. 前記溝は、 前記電解質を貫通し前記基板にまで達している、 請求項 5に記 載の固体酸化物形燃料電池。
1 1. 前記電極体は、 一方の電極の周囲を所定間隔をおいて他方の電極が取り囲 むように構成されている、 請求項 1から 10のいずれかに記載の固体酸化物形燃 料電池。
12. 電解質、 燃料極及び空気極を有する単電池セルを複数個備えた固体酸化物 形燃料電池であって、
前記複数の単電池セルを支持する基板とを備え、
前記各単電池セルの電解質は、 所定間隔をおいて基板上に配置されている、 固 体酸化物形燃料電池。
13. 前記複数の単電池セルを接続するインターコネクタをさらに備えている、 請求項 12に記載の固体酸化物形燃料電池。
14. 前記電解質は、 印刷によって形成されている、 請求項 12または 13に記 載の固体酸化物形燃料電池。
15. 前記電解質は板状に形成されており、 当該電解質が接着剤を介して前記基 板に取り付けられている、 請求項 12または 13に記載の固体酸化物形燃料電池
16. 前記基板は、 セラミックス材料から構成されている、 請求項 1から 1 5の いずれかに記載の固体酸化物形燃料電池。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8101316B2 (en) * 2003-06-26 2012-01-24 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Solid oxide fuel cell
JP4687760B2 (ja) 2008-09-01 2011-05-25 株式会社村田製作所 電子部品
KR101362894B1 (ko) * 2009-12-09 2014-02-14 한국세라믹기술원 전사 방법을 이용한 고체산화물 연료전지용 셀 제조방법
WO2014126716A1 (en) * 2013-02-13 2014-08-21 Phillips 66 Company Electrolyte formation for a solid oxide fuel cell device
US11557768B2 (en) 2020-03-31 2023-01-17 Robert Bosch Gmbh Proton exchange membrane fuel cell

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264195A (ja) * 1995-03-23 1996-10-11 Agency Of Ind Science & Technol コージェネレーション用非隔膜式固体電解質型燃料電池
JP2780885B2 (ja) * 1991-12-12 1998-07-30 ワイケイケイ株式会社 固体電解質燃料電池
JP2002280015A (ja) * 2001-03-21 2002-09-27 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 単室型固体電解質型燃料電池及びその製造方法
JP2003051319A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Nissan Motor Co Ltd 固体電解質型燃料電池用セル板及び発電ユニット
JP2004164861A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Dainippon Printing Co Ltd 燃料電池用触媒層形成シート、該シートの製造方法及び触媒層−電解質膜積層体の製造方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4248941A (en) 1979-12-26 1981-02-03 United Tecnologies Corporation Solid electrolyte electrochemical cell
ES2091812T3 (es) 1990-10-10 1996-11-16 Constantin G Vayenas Uso de catalizadores electroliticos de metal solido.
US5372895A (en) 1991-12-12 1994-12-13 Yoshida Kogyo K.K. Solid oxide fuel cell and method for manufacturing the same
JPH0940959A (ja) * 1995-05-19 1997-02-10 Dainippon Printing Co Ltd 記録表示媒体用スメクチック液晶組成物、記録表示媒体及びその使用方法
EP0756347B1 (en) * 1995-07-28 1999-03-24 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Solid oxide fuel cell
JPH09218398A (ja) * 1996-02-13 1997-08-19 Dainippon Printing Co Ltd 液晶／高分子複合膜用高分子材料、液晶／高分子複合膜、記録表示媒体及びその使用方法
JPH10208757A (ja) 1997-01-20 1998-08-07 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池発電装置
CN1118879C (zh) 1998-02-12 2003-08-20 中国科学院大连化学物理研究所 中温固体氧化物燃料电池的阳极基膜及其制备
JP3534612B2 (ja) * 1998-05-18 2004-06-07 日本特殊陶業株式会社 平面型限界電流式センサ
JP3906024B2 (ja) 2000-11-29 2007-04-18 三洋電機株式会社 燃焼機器
JP2002175814A (ja) 2000-12-05 2002-06-21 Ngk Spark Plug Co Ltd 固体電解質型燃料電池用燃料極の製造方法並びに固体電解質型燃料電池及びその製造方法
JP2002280049A (ja) 2001-03-19 2002-09-27 Hitachi Cable Ltd 集積タイプ燃料電池セル
JP4904568B2 (ja) 2001-03-21 2012-03-28 独立行政法人産業技術総合研究所 単室型固体電解質型燃料電池及びその製造方法
US7081317B2 (en) * 2001-03-29 2006-07-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte thin film fuel cell and method of operating the same
DE60235058D1 (de) 2001-03-29 2010-03-04 Panasonic Corp Dünnschicht-Polymerelektrolytbrennstoffzelle und deren Betriebsverfahren
JP2002313357A (ja) 2001-04-06 2002-10-25 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 単室型燃料電池
JP2002329506A (ja) 2001-05-01 2002-11-15 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セル板、その製造方法および燃料電池スタック
JP2003264003A (ja) 2002-03-11 2003-09-19 Yuasa Corp 直接形燃料電池
US7208246B2 (en) 2002-07-23 2007-04-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cell with integrated heater and robust construction
US7517601B2 (en) * 2002-12-09 2009-04-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Solid oxide fuel cell
US7014929B2 (en) 2003-01-23 2006-03-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cell
JP2004319240A (ja) 2003-04-16 2004-11-11 Shinko Electric Ind Co Ltd 燃焼装置
US8101316B2 (en) * 2003-06-26 2012-01-24 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Solid oxide fuel cell

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2780885B2 (ja) * 1991-12-12 1998-07-30 ワイケイケイ株式会社 固体電解質燃料電池
JPH08264195A (ja) * 1995-03-23 1996-10-11 Agency Of Ind Science & Technol コージェネレーション用非隔膜式固体電解質型燃料電池
JP2002280015A (ja) * 2001-03-21 2002-09-27 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 単室型固体電解質型燃料電池及びその製造方法
JP2003051319A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Nissan Motor Co Ltd 固体電解質型燃料電池用セル板及び発電ユニット
JP2004164861A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Dainippon Printing Co Ltd 燃料電池用触媒層形成シート、該シートの製造方法及び触媒層−電解質膜積層体の製造方法

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