JP2984750B2 - カルシウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池並びにカルシウムドープランタンクロマイト粉体の合成方法 - Google Patents
カルシウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池並びにカルシウムドープランタンクロマイト粉体の合成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、カルシウムドープランタンクロマイト粉体
及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池
並びにカルシウムドープランタンクロマイト粉体の合成
方法に関する。更に詳述すると、本発明は低温度で且つ
短時間に焼結が可能な焼結体用カルシウムドープランタ
ンクロマイト粉体及びその合成方法並びに焼結体とそれ
を利用した固体電解質型燃料電池に関するものである。
及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池
並びにカルシウムドープランタンクロマイト粉体の合成
方法に関する。更に詳述すると、本発明は低温度で且つ
短時間に焼結が可能な焼結体用カルシウムドープランタ
ンクロマイト粉体及びその合成方法並びに焼結体とそれ
を利用した固体電解質型燃料電池に関するものである。
（従来技術） カルシウムドープランタンクロマイト（以下ランタン
クロマイトと略称する）系酸化物は、酸化還元雰囲気に
おいて化学的に安定であるばかりでなく電子伝導性が高
いことから、高温で作動する装置例えば第３図（Ａ）及
び第３図（Ｂ）に示すような高温で作動する固体電解質
型燃料電池のセパレータとして好適である。このセパレ
ータ４は、固体電解質９を挾むようにして燃料極11と空
気極10を組み合わせた単電池１を両面にスペーサ2,3を
介在させて複数個直列に積み重ねて接続するためのもの
である。尚、第３図（Ａ）及び第３図（Ｂ）において符
号8,8はスペーサ２によって仕切られた空間６に燃料ガ
スを供給するパイプ、7,7はスペーサ３によって仕切ら
れた空間５に空気を供給するためのパイプである。
クロマイトと略称する）系酸化物は、酸化還元雰囲気に
おいて化学的に安定であるばかりでなく電子伝導性が高
いことから、高温で作動する装置例えば第３図（Ａ）及
び第３図（Ｂ）に示すような高温で作動する固体電解質
型燃料電池のセパレータとして好適である。このセパレ
ータ４は、固体電解質９を挾むようにして燃料極11と空
気極10を組み合わせた単電池１を両面にスペーサ2,3を
介在させて複数個直列に積み重ねて接続するためのもの
である。尚、第３図（Ａ）及び第３図（Ｂ）において符
号8,8はスペーサ２によって仕切られた空間６に燃料ガ
スを供給するパイプ、7,7はスペーサ３によって仕切ら
れた空間５に空気を供給するためのパイプである。
ところで上記のようにセパレータ４として使用される
ランタンクロマイトの焼結体は、酸化還元雰囲気などに
おける化学的安定性や電子伝導性に優れることが要求さ
れるのみでなく、燃料ガスと空気のクロスリーク（セパ
レータ材料を通しての燃料ガスと空気の混合）を防ぐた
めの高い気密性をもつことが要求される。
ランタンクロマイトの焼結体は、酸化還元雰囲気などに
おける化学的安定性や電子伝導性に優れることが要求さ
れるのみでなく、燃料ガスと空気のクロスリーク（セパ
レータ材料を通しての燃料ガスと空気の混合）を防ぐた
めの高い気密性をもつことが要求される。
しかし、ランタンクロマイトをセパレータ部品にする
ための焼成に当って従来採られている方法、即ち空気中
において焼成する方法では、ランタンクロマイト粉体中
から蒸発した酸化クロムや蒸発し易い６価のクロムを含
む化合物が、蒸発・再凝縮する過程において焼結するた
め、粒子内拡散に起因するち密化が阻害されて気密な焼
結体を得ることができない。
ための焼成に当って従来採られている方法、即ち空気中
において焼成する方法では、ランタンクロマイト粉体中
から蒸発した酸化クロムや蒸発し易い６価のクロムを含
む化合物が、蒸発・再凝縮する過程において焼結するた
め、粒子内拡散に起因するち密化が阻害されて気密な焼
結体を得ることができない。
そこでこの問題を解決するための手段として従来か
ら、還元性雰囲気中において高温焼結（例えば1700℃
前後）させる方法、ランタンクロマイトのペロブスカ
イト結晶構造中のＢサイトにアルミニウム（Al）、銅
（Cr）、亜鉛（Zn）などを添加して焼結させる方法、
アルカリ土類金属をＡサイトまたはＢサイトに添加して
焼結させる方法、フッ化物等の焼結助剤を添加して焼
結させるなどの各種の手段が検討されてきた。
ら、還元性雰囲気中において高温焼結（例えば1700℃
前後）させる方法、ランタンクロマイトのペロブスカ
イト結晶構造中のＢサイトにアルミニウム（Al）、銅
（Cr）、亜鉛（Zn）などを添加して焼結させる方法、
アルカリ土類金属をＡサイトまたはＢサイトに添加して
焼結させる方法、フッ化物等の焼結助剤を添加して焼
結させるなどの各種の手段が検討されてきた。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、これら従来の方法でも、気密な結晶
体が得られなかったり、仮に気密な結晶体が得られた
としても、高い焼成温度と還元性雰囲気が必要であるた
め製造が容易でない等の問題が生じている。
体が得られなかったり、仮に気密な結晶体が得られた
としても、高い焼成温度と還元性雰囲気が必要であるた
め製造が容易でない等の問題が生じている。
したがって、ランタンクロマイトを固体電解質型燃料
電池のセパレータとして用いた場合には、燃料極と空
気極に送られた燃料ガスと酸化剤ガスがセパレータを通
してクロスリークし電池出力の低下を招く、触媒特性
が低下して電池の内部抵抗の増大を招く、焼結助剤の
蒸発により他の電池構成材料の特性の低下を招く、セ
パレータの焼結温度が高いため、全ての電池構成材料を
組合せてから同時に焼成する方法、即ち共焼結法を採用
すると、他の電池構成材料の特性が損なわれることにな
る。このため、固体電解質型燃料電池の各構成部材を、
共焼結法により一度に製造することができずに、接着剤
等による接着・組立工程が必要となり、製造コストが高
くなるなどの問題がある。
電池のセパレータとして用いた場合には、燃料極と空
気極に送られた燃料ガスと酸化剤ガスがセパレータを通
してクロスリークし電池出力の低下を招く、触媒特性
が低下して電池の内部抵抗の増大を招く、焼結助剤の
蒸発により他の電池構成材料の特性の低下を招く、セ
パレータの焼結温度が高いため、全ての電池構成材料を
組合せてから同時に焼成する方法、即ち共焼結法を採用
すると、他の電池構成材料の特性が損なわれることにな
る。このため、固体電解質型燃料電池の各構成部材を、
共焼結法により一度に製造することができずに、接着剤
等による接着・組立工程が必要となり、製造コストが高
くなるなどの問題がある。
そこで本発明等はランタンクロマイト原料粉としてLa
（１−ｘ）CaxCr（１−ｙ）O3を主成分とするランタン
クロマイトであって、上記x,yの値が ０＜ｘ≦0.4 ………（１） ０＜ｙ≦0.05 ………（２） ｙ≦ｘ ………（３） の組成領域をもつものを考えた。
（１−ｘ）CaxCr（１−ｙ）O3を主成分とするランタン
クロマイトであって、上記x,yの値が ０＜ｘ≦0.4 ………（１） ０＜ｙ≦0.05 ………（２） ｙ≦ｘ ………（３） の組成領域をもつものを考えた。
このランタンクロマイト原料粉ではクロムを不足させ
てあり、そのクロムの蒸発量を少なくして焼結性を向上
できるため気密性に優れたセパレータの実現が可能とな
る。しかもセパレータとして要求される酸化還元雰囲気
などにおける化学的安定性、高い電子伝導性などを得る
ことができる。しかし、この焼結条件は同時に空気極材
料の失活（触媒特性が無くなること）と、燃料極材料の
拡散を招く焼成条件（1600℃、５〜10時間）であるた
め、依然として固体電解質型燃料電池を共焼結法により
一気に製造することはできない。このため、従来のラン
タンクロマイト粉体で成形されるセパレータによると、
他の電池構成材料とは別個に焼成され、その後接着剤等
を用いて組立なければならず、製造コストを下げること
は非常に困難である。
てあり、そのクロムの蒸発量を少なくして焼結性を向上
できるため気密性に優れたセパレータの実現が可能とな
る。しかもセパレータとして要求される酸化還元雰囲気
などにおける化学的安定性、高い電子伝導性などを得る
ことができる。しかし、この焼結条件は同時に空気極材
料の失活（触媒特性が無くなること）と、燃料極材料の
拡散を招く焼成条件（1600℃、５〜10時間）であるた
め、依然として固体電解質型燃料電池を共焼結法により
一気に製造することはできない。このため、従来のラン
タンクロマイト粉体で成形されるセパレータによると、
他の電池構成材料とは別個に焼成され、その後接着剤等
を用いて組立なければならず、製造コストを下げること
は非常に困難である。
本発明は低温度で且つ短時間に焼結が可能な焼結体用
カルシウムドープランタンクロマイト粉体及びその合成
方法を提供することを目的とする。また本発明は、セパ
レータ材として好適でかつ他の電池構成材と共焼結法に
より製造できる固体電解質型燃料電池提供することを目
的とする。
カルシウムドープランタンクロマイト粉体及びその合成
方法を提供することを目的とする。また本発明は、セパ
レータ材として好適でかつ他の電池構成材と共焼結法に
より製造できる固体電解質型燃料電池提供することを目
的とする。
（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明のランタンクロマ
イト粉体は、カルシウムドープランタンクロマイト粉体
を合成する前の混合体の主成分の各々の元素のモル比が
La:Ca:Cr＝（１−ｘ）:x:（１−ｙ）で、かつ前記x,y,z
の値が（１）、（２）、（３） ０＜ｘ≦0.4 ………（１） ０＜ｙ≦0.05 ………（２） ｙ≦ｘ ………（３） を満足し、この混合体が400℃以下の温度で脱脂され、
昇温速度300℃／時間以上の速度で900−1100℃前後の温
度に急速に昇温され、その温度で５時間以上で反応させ
られたものから成る。
イト粉体は、カルシウムドープランタンクロマイト粉体
を合成する前の混合体の主成分の各々の元素のモル比が
La:Ca:Cr＝（１−ｘ）:x:（１−ｙ）で、かつ前記x,y,z
の値が（１）、（２）、（３） ０＜ｘ≦0.4 ………（１） ０＜ｙ≦0.05 ………（２） ｙ≦ｘ ………（３） を満足し、この混合体が400℃以下の温度で脱脂され、
昇温速度300℃／時間以上の速度で900−1100℃前後の温
度に急速に昇温され、その温度で５時間以上で反応させ
られたものから成る。
また、本発明のち密なカルシウムドープランタンクロ
マイト焼結体は、上述の粉体を比較的低温で焼成して得
られることを特徴としている。
マイト焼結体は、上述の粉体を比較的低温で焼成して得
られることを特徴としている。
また、本発明の固体電解質型燃料電池は、上述の粉体
を焼成して作られたセパレータまたは接続端子により、
単位電池を直列および並列に接続して構成されているこ
とを特徴とする。
を焼成して作られたセパレータまたは接続端子により、
単位電池を直列および並列に接続して構成されているこ
とを特徴とする。
ここで、本発明のランタンクロマイト系酸化物、即ち
La（１−ｘ）CaxCr（１−ｙ）O3を成分をするランタン
クロマイトであって、x,yが前記（１），（２），
（３）式の組成領域をもつ混合体は、その製造法に特に
限定されず、粉末法、共沈法、ゾルゲル法等のいずれの
方法によって作製されたものでも実施可能である。いず
れの方法によって作製された混合体であっても、400℃
以下の温度で脱脂され、300℃／時間以上の昇温速度で9
00−1100℃前後の温度に急速に昇温され、更にこの温度
で５時間以上で反応させられることによって本発明のカ
ルシウムドープランタンクロマイト粉体は得られる。そ
して、この粉体は、急速に昇温しかつ低温で短時間内に
気密に焼結させ得る。
La（１−ｘ）CaxCr（１−ｙ）O3を成分をするランタン
クロマイトであって、x,yが前記（１），（２），
（３）式の組成領域をもつ混合体は、その製造法に特に
限定されず、粉末法、共沈法、ゾルゲル法等のいずれの
方法によって作製されたものでも実施可能である。いず
れの方法によって作製された混合体であっても、400℃
以下の温度で脱脂され、300℃／時間以上の昇温速度で9
00−1100℃前後の温度に急速に昇温され、更にこの温度
で５時間以上で反応させられることによって本発明のカ
ルシウムドープランタンクロマイト粉体は得られる。そ
して、この粉体は、急速に昇温しかつ低温で短時間内に
気密に焼結させ得る。
（作用） La,Ca,Crの主成分の混合比が所定値に収められた上述
の未熱処理混合体を400℃以上の温度で脱脂すると、粉
体を従来の焼結温度よりも低温（例えば1200〜1400℃）
で緻密に焼結することができなくなる。しかし、400℃
以下の温度で脱脂すると、低温（1200〜1400℃）におい
て緻密に焼結できる。この状態を物理的に説明すると、
まだ明らかなことは分かってはいないが、400℃以上に
温度を上げると粉体中に焼結し難い６価のクロムを含む
化合物ができてしまうためであると考えられる。
の未熱処理混合体を400℃以上の温度で脱脂すると、粉
体を従来の焼結温度よりも低温（例えば1200〜1400℃）
で緻密に焼結することができなくなる。しかし、400℃
以下の温度で脱脂すると、低温（1200〜1400℃）におい
て緻密に焼結できる。この状態を物理的に説明すると、
まだ明らかなことは分かってはいないが、400℃以上に
温度を上げると粉体中に焼結し難い６価のクロムを含む
化合物ができてしまうためであると考えられる。
また、脱脂した粉体を300℃/h以上の昇温速度で急速
に昇温すると、焼結し難い６価のクロムを含む化合物が
粉体中に現れず、焼結し易い純粋なカルシウムドープラ
ンタンクロマイトが合成できる。この粉体を用いること
によって、低温（1200〜1400℃）で緻密な焼結体を作る
ことができる。300℃／時間未満の昇温速度で焼成した
カルシウムドープランタンクロマイト粉体では低温で緻
密な焼結体を作ることができない。
に昇温すると、焼結し難い６価のクロムを含む化合物が
粉体中に現れず、焼結し易い純粋なカルシウムドープラ
ンタンクロマイトが合成できる。この粉体を用いること
によって、低温（1200〜1400℃）で緻密な焼結体を作る
ことができる。300℃／時間未満の昇温速度で焼成した
カルシウムドープランタンクロマイト粉体では低温で緻
密な焼結体を作ることができない。
このカルシウムドープランタンクロマイトはペロブス
カイト構造という特有な結晶構造であるため、反応中の
イオンの拡散が非常に起こり難い構造である。しかし、
上述の昇温後、粉体を５時間以上保持することによって
イオンの拡散を促し、カルシウムドープランタンクロマ
イトをより純粋に合成することができる。保持時間が５
時間未満の場合にはイオンの拡散が不十分なものとなっ
てしまう虞がある。
カイト構造という特有な結晶構造であるため、反応中の
イオンの拡散が非常に起こり難い構造である。しかし、
上述の昇温後、粉体を５時間以上保持することによって
イオンの拡散を促し、カルシウムドープランタンクロマ
イトをより純粋に合成することができる。保持時間が５
時間未満の場合にはイオンの拡散が不十分なものとなっ
てしまう虞がある。
（実施例） 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
本発明のカルシウムドープランタンクロマイト粉体
は、La,Ca,Crを主成分とするセラミックスである。この
粉体を合成する前の混合体の主成分は、各々の元素のモ
ル比がLa:Ca:Cr＝（１−ｘ）:x:（１−ｙ）で、かつx,
y,zの値が、０＜ｘ≦0.4、０＜ｙ≦0.05、ｙ≦ｘの条件
を満足するように調整されている。上述の組成領域をも
つ混合体は、その製造法に特に限定されず、粉末法、共
沈法、ゾルゲル法等のいずれの方法によって作製された
ものでも実施可能である。
は、La,Ca,Crを主成分とするセラミックスである。この
粉体を合成する前の混合体の主成分は、各々の元素のモ
ル比がLa:Ca:Cr＝（１−ｘ）:x:（１−ｙ）で、かつx,
y,zの値が、０＜ｘ≦0.4、０＜ｙ≦0.05、ｙ≦ｘの条件
を満足するように調整されている。上述の組成領域をも
つ混合体は、その製造法に特に限定されず、粉末法、共
沈法、ゾルゲル法等のいずれの方法によって作製された
ものでも実施可能である。
例えば、共沈法によるランタンクロマイト粉体の合成
方法を第１図に示す。
方法を第１図に示す。
まず、硝酸ランタンＡと、硝酸カルシウムＢと、硝酸
クロムＣとを過剰のシュウ酸を溶解させたエタノール溶
液Ｄに滴下する（ステップ）。次にこの混合溶液を送
風や加熱などの手段によって乾燥させる（ステップ
）。更に、400℃以下の温度で加熱して脱脂する（ス
テップ）。その後、有機溶媒などを用い、ボールミル
などにおいて混合する（ステップ）。得られた混合物
を300℃/h以上の昇温速度で900℃〜1100℃の温度に急速
昇温し、更にその温度域で５時間以上保持してランタン
クロマイト粉体を得る（ステップ）。
クロムＣとを過剰のシュウ酸を溶解させたエタノール溶
液Ｄに滴下する（ステップ）。次にこの混合溶液を送
風や加熱などの手段によって乾燥させる（ステップ
）。更に、400℃以下の温度で加熱して脱脂する（ス
テップ）。その後、有機溶媒などを用い、ボールミル
などにおいて混合する（ステップ）。得られた混合物
を300℃/h以上の昇温速度で900℃〜1100℃の温度に急速
昇温し、更にその温度域で５時間以上保持してランタン
クロマイト粉体を得る（ステップ）。
実施例１ 硝酸ランタン（La（NO3）３・6H2O）401g、硝酸カル
シウム（Ca（NO3）２・4H2O）100g、硝酸クロム（Cr（N
O3）３・9H2O）529gを混合して、これを過剰なシュウ酸
（（COOH）２・2H2O）を溶解させたエタノール溶液に滴
下した。その後、混合溶液を乾燥させてLa:Ca:Cr＝（１
−ｘ）:x:（１−ｙ）でかつx,y,zの値が０＜ｘ≦0.4、
０＜ｙ≦0.05、ｙ≦ｘを満足する組成比の混合体、即ち
La0.7Ca0.32CrO3の組成比の混合体を得た。次いで昇温
速度300℃/h以上で1000℃に急速昇温し、その温度で約1
0時間保持してランタンクロマイト粉体を得た。このラ
ンタンクロマイト粉体をエタノールを用いてボールミル
で混合し、本発明ランタンクロマイト粉体を得た。
シウム（Ca（NO3）２・4H2O）100g、硝酸クロム（Cr（N
O3）３・9H2O）529gを混合して、これを過剰なシュウ酸
（（COOH）２・2H2O）を溶解させたエタノール溶液に滴
下した。その後、混合溶液を乾燥させてLa:Ca:Cr＝（１
−ｘ）:x:（１−ｙ）でかつx,y,zの値が０＜ｘ≦0.4、
０＜ｙ≦0.05、ｙ≦ｘを満足する組成比の混合体、即ち
La0.7Ca0.32CrO3の組成比の混合体を得た。次いで昇温
速度300℃/h以上で1000℃に急速昇温し、その温度で約1
0時間保持してランタンクロマイト粉体を得た。このラ
ンタンクロマイト粉体をエタノールを用いてボールミル
で混合し、本発明ランタンクロマイト粉体を得た。
焼結実験 上述の合成方法によって得られた粉体を原料としてペ
レタイザを用いて直径20mm、厚さ１〜2mmのペレット状
に加圧成形し、空気中において1100〜1400℃の比較的低
温度領域において任意の時間焼成し、焼結体が所要の気
密性能をもつまでの時間を求めた。ここで、比較的低温
度領域とは、従来のランタンクロマイトの焼成温度より
も低い温度、例えば従来の焼成温度1600〜1700℃よりも
200℃程度低い領域を意味しており、他の電池構成材料
に影響を与えない温度領域である。
レタイザを用いて直径20mm、厚さ１〜2mmのペレット状
に加圧成形し、空気中において1100〜1400℃の比較的低
温度領域において任意の時間焼成し、焼結体が所要の気
密性能をもつまでの時間を求めた。ここで、比較的低温
度領域とは、従来のランタンクロマイトの焼成温度より
も低い温度、例えば従来の焼成温度1600〜1700℃よりも
200℃程度低い領域を意味しており、他の電池構成材料
に影響を与えない温度領域である。
その結果を第２図に示す。第２図は、焼成温度及び焼
成時間と相対密度の関係を示す図であって、図中のハッ
チングで示す領域は、固体電解質型燃料電池のセパレー
タとして用いる場合に好適な、ガスの透過が起こらない
気密な焼結体の領域を示す。具体的には焼結体の相対密
度が94％以上の領域を示す。
成時間と相対密度の関係を示す図であって、図中のハッ
チングで示す領域は、固体電解質型燃料電池のセパレー
タとして用いる場合に好適な、ガスの透過が起こらない
気密な焼結体の領域を示す。具体的には焼結体の相対密
度が94％以上の領域を示す。
この実験結果から、本発明のランタンクロマイト粉体
を用いる場合、1300℃を最高焼結温度とするときには５
時間以内の焼成時間で、1400℃を最高温度とするときに
は保持時間なしで、ち密な焼結体を得ることができるこ
とが理解できる。この焼成条件、即ち1300℃の場合には
５時間、1400℃では保持時間なしという焼成条件は、他
の燃料電池構成部品例えば燃料極や空気極などの特性に
影響を及ぼすことの少ない焼成条件である。
を用いる場合、1300℃を最高焼結温度とするときには５
時間以内の焼成時間で、1400℃を最高温度とするときに
は保持時間なしで、ち密な焼結体を得ることができるこ
とが理解できる。この焼成条件、即ち1300℃の場合には
５時間、1400℃では保持時間なしという焼成条件は、他
の燃料電池構成部品例えば燃料極や空気極などの特性に
影響を及ぼすことの少ない焼成条件である。
したがって本発明のカルシウムドープランタンクロマ
イト粉体を焼成した焼結体を、例えば第３図に示すよう
な固体電解質型燃料電池のセパレータ４として利用すれ
ば、あるいはスペーサ2,3のような接続子として使用す
れば、主たる電解質燃料電池の構成部材と共焼結法によ
り一度に製造することができる。第３図（Ａ）及び
（Ｂ）に示すように、平板型固体電解質燃料電池のセパ
レータとして構成した一例を分解斜視図で示す。燃料電
池は、平板の単電池１とセパレータ４をスペーサ2,3を
介して交互に積重ね、単電池１とセパレータ４とによっ
て形成される空気供給用空間５と燃焼ガス供給用空間６
とに燃焼ガスと空気が夫々燃料ガス供給パイプ７と空気
供給パイプ８を介して夫々供給される。更に、単電池１
は固体電解質９の表面側と裏面側に空気極10と燃料極11
を形成して成る。このような燃料電池のセパレータ４と
してあるいはスペーサ2,3として本発明に関わるカルシ
ウムドープランタンクロマイト焼結体は使用される。
イト粉体を焼成した焼結体を、例えば第３図に示すよう
な固体電解質型燃料電池のセパレータ４として利用すれ
ば、あるいはスペーサ2,3のような接続子として使用す
れば、主たる電解質燃料電池の構成部材と共焼結法によ
り一度に製造することができる。第３図（Ａ）及び
（Ｂ）に示すように、平板型固体電解質燃料電池のセパ
レータとして構成した一例を分解斜視図で示す。燃料電
池は、平板の単電池１とセパレータ４をスペーサ2,3を
介して交互に積重ね、単電池１とセパレータ４とによっ
て形成される空気供給用空間５と燃焼ガス供給用空間６
とに燃焼ガスと空気が夫々燃料ガス供給パイプ７と空気
供給パイプ８を介して夫々供給される。更に、単電池１
は固体電解質９の表面側と裏面側に空気極10と燃料極11
を形成して成る。このような燃料電池のセパレータ４と
してあるいはスペーサ2,3として本発明に関わるカルシ
ウムドープランタンクロマイト焼結体は使用される。
また本発明原料粉末で作られたセパレータによる固体
電解質型燃料電池の製作結果によれば、従来のものより
発電性能の優れたものを簡単かつ低コストで製作しうる
ことが予想される。
電解質型燃料電池の製作結果によれば、従来のものより
発電性能の優れたものを簡単かつ低コストで製作しうる
ことが予想される。
尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の一例ではあ
るがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱
しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、
上述の実施例では本発明を固体電解質型燃料電池に利用
した場合についてのみ説明したが、特にこれに限定され
るものではなく、本発明のランタンクロマイト粉体は化
学的に安定でかつ電子伝導性が高いことから、高温で作
動する空気炉ヒータやMHD発電機等の電極あるいは燃焼
触媒等として使用しても効果を挙げることができる。
るがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱
しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、
上述の実施例では本発明を固体電解質型燃料電池に利用
した場合についてのみ説明したが、特にこれに限定され
るものではなく、本発明のランタンクロマイト粉体は化
学的に安定でかつ電子伝導性が高いことから、高温で作
動する空気炉ヒータやMHD発電機等の電極あるいは燃焼
触媒等として使用しても効果を挙げることができる。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明のランタンク
ロマイト粉体によれば、化学的安定性、電子伝導性に優
れかつ気密性にも優れるカルシウムドープランタンクロ
マイト焼結体が同種の従来品よりも比較的低温度でかつ
短時間に焼成できる。したがって、このランタンクロマ
イト粉体を用いて気密性に優れた焼結体例えば固体電解
質型燃料電池のセパレータを成形する場合、従来よりも
低い最高焼結温度例えば1300〜1400℃でかつ短時間に製
作し得るので、固体電解質型燃料電池の他の構成材料例
えば空気極や燃料極に悪影響を与えることがない。この
ため、セパレータと他の固体電解質燃料電池の他の電池
構成材料とを一度に焼成して製造できるので、製造コス
トを大幅に下げることができる。勿論、このことは、化
学的安定性、電子伝導性等を必要とするその他の高温作
動体に適用する場合においても同様である。
ロマイト粉体によれば、化学的安定性、電子伝導性に優
れかつ気密性にも優れるカルシウムドープランタンクロ
マイト焼結体が同種の従来品よりも比較的低温度でかつ
短時間に焼成できる。したがって、このランタンクロマ
イト粉体を用いて気密性に優れた焼結体例えば固体電解
質型燃料電池のセパレータを成形する場合、従来よりも
低い最高焼結温度例えば1300〜1400℃でかつ短時間に製
作し得るので、固体電解質型燃料電池の他の構成材料例
えば空気極や燃料極に悪影響を与えることがない。この
ため、セパレータと他の固体電解質燃料電池の他の電池
構成材料とを一度に焼成して製造できるので、製造コス
トを大幅に下げることができる。勿論、このことは、化
学的安定性、電子伝導性等を必要とするその他の高温作
動体に適用する場合においても同様である。
第１図は本発明のランタンクロマイト原料粉体の製造方
法の一例を示す説明図である。 第２図は本発明のカルシウムドープランタンクロマイト
粉体の焼成時における焼成条件と気密の程度の関係を示
すグラフである。 第３図（Ａ）は固体電解質型燃料電池の構成の一例を説
明する斜視図、第３図（Ｂ）はその縦断面図である。 2,3……接続端子としてのスペーサ、 ４……セパーレータ。
法の一例を示す説明図である。 第２図は本発明のカルシウムドープランタンクロマイト
粉体の焼成時における焼成条件と気密の程度の関係を示
すグラフである。 第３図（Ａ）は固体電解質型燃料電池の構成の一例を説
明する斜視図、第３図（Ｂ）はその縦断面図である。 2,3……接続端子としてのスペーサ、 ４……セパーレータ。
フロントページの続き (72)発明者 川田 達也 茨城県つくば市東１丁目１番地 工業技 術院化学技術研究所内 (72)発明者 酒井 夏子 茨城県つくば市東１丁目１番地 工業技 術院化学技術研究所内 審査官 大工原 大二 (56)参考文献 特開 平２−111632（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−261621（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01G 37/00 C04B 35/00
Claims (4)
- 【請求項１】カルシウムドープランタンクロマイト粉体
を合成する前の混合体の主成分の各々の元素のモル比が
La:Ca:Cr＝（１−ｘ）:x:（１−ｙ）で、かつ前記x,y,z
の値が（１）、（２）、（３） ０＜ｘ≦0.4 ………（１） ０＜ｙ≦0.05 ………（２） ｙ≦ｘ ………（３） を満足し、この混合体が400℃以下の温度で脱脂される
と共に300℃／時間以上の昇温速度で900−1100℃前後の
温度に急速に昇温され、更にこの温度で５時間以上で反
応させられたことを特徴とするカルシウムドープランタ
ンクロマイト粉体。 - 【請求項２】請求項１記載のカルシウムドープランタン
クロマイト粉体を比較的低温かつ短時間の条件で焼成し
て作ることを特徴とするカルシウムドープランタンクロ
マイト焼結体。 - 【請求項３】請求項１記載のカルシウムドープランタン
クロマイト粉体を焼成して作られたセパレータまたは接
続端子により、単位電池を直列および並列に接続して構
成されたことを特徴とする固体電解質型燃料電池。 - 【請求項４】カルシウムドープランタンクロマイト粉体
を合成する前の混合体の主成分の各々の元素のモル比が
La:Ca:Cr＝（１−ｘ）:x:（１−ｙ）で、かつ前記x,y,z
の値が（１）、（２）、（３） ０＜ｘ≦0.4 ………（１） ０＜ｙ≦0.05 ………（２） ｙ≦ｘ ………（３） を満足する混合体を400℃以下の温度で脱脂し、その後3
00℃／時間以上の昇温速度で900−1100℃前後の温度に
急速に昇温し、更にこの温度で５時間以上で反応させる
ことを特徴とするカルシウムドープランタンクロマイト
粉体の合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2235726A JP2984750B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | カルシウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池並びにカルシウムドープランタンクロマイト粉体の合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2235726A JP2984750B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | カルシウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池並びにカルシウムドープランタンクロマイト粉体の合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04119924A JPH04119924A (ja) | 1992-04-21 |
| JP2984750B2 true JP2984750B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=16990321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2235726A Expired - Lifetime JP2984750B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | カルシウムドープランタンクロマイト粉体及びその焼結体とそれを利用した固体電解質型燃料電池並びにカルシウムドープランタンクロマイト粉体の合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984750B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19606286C1 (de) * | 1996-02-21 | 1997-10-02 | Daimler Benz Ag | Verwendung eines Pt-Zeolith-Katalysatormaterials |
| CN104201410B (zh) | 2008-07-14 | 2017-04-12 | 株式会社村田制作所 | 互连器用材料、单元间分离结构体及固体电解质型燃料电池 |
-
1990
- 1990-09-07 JP JP2235726A patent/JP2984750B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04119924A (ja) | 1992-04-21 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |