JPH04249864A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JPH04249864A JPH04249864A JP3146360A JP14636091A JPH04249864A JP H04249864 A JPH04249864 A JP H04249864A JP 3146360 A JP3146360 A JP 3146360A JP 14636091 A JP14636091 A JP 14636091A JP H04249864 A JPH04249864 A JP H04249864A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は固体電解質型燃料電池
のセル構造に係り、特に安定性に優れる燃料電池の単セ
ル基板とガスセパレータに関する。
のセル構造に係り、特に安定性に優れる燃料電池の単セ
ル基板とガスセパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ジルコニア等の酸化物固定電解質を用い
る燃料電池は、その作動温度が ８００〜１１００℃と
高温であるため、発電効率が高い上に触媒が不要であり
、また電解質が固体であるため取扱いが容易であるなど
の特長を有し、第三世代の燃料電池として期待されてい
る。図５は従来の固体電解質型燃料電池の分解斜視図で
ある。ランタンストロンチウムマンガナイト（Ｌａ（Ｓ
ｒ）ＭｎＯ３ ） の酸化剤極７， イットリア安定化
ジルコニアからなる固体電解質体６， ニッケル−ジル
コニア（Ｎｉ−ＺｒＯ２ ） サーメットの燃料極５と
から単セル１７が形成される。リブを有する多孔質また
は緻密質のランタンストロンチウムマンガナイト基板２
， ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ３ ） からなる
緻密なインタコネクタ４， リブを有する多孔質または
緻密質のニッケル−ジルコニアサーメット基板３とから
セパレータ１が形成される。単セルとセパレータとは交
互に積層される。セパレータの立体的に直角交差した溝
にはそれぞれ異なった反応ガスが流される。インタコネ
クタ４は酸化剤ガスと燃料ガスを分離する。従来このよ
うなガスセパレータは酸化ニッケル−ジルコニア基板の
成型体とランタンストロンチウムマンガナイト基板の成
型体の間にランタンクロマイトのグリーンシートをはさ
み空気中で一体に焼成して調製していた。酸化ニッケル
−ジルコニア基板は燃料電池の運転温度において燃料ガ
スによって酸化ニッケルがニッケルに還元されるためニ
ッケル−ジルコニアサーメット基板に変化する。ニッケ
ルは触媒として機能するものであり、ジルコニアはニッ
ケルの結晶成長を防ぎ、固体電解質として働く。
る燃料電池は、その作動温度が ８００〜１１００℃と
高温であるため、発電効率が高い上に触媒が不要であり
、また電解質が固体であるため取扱いが容易であるなど
の特長を有し、第三世代の燃料電池として期待されてい
る。図５は従来の固体電解質型燃料電池の分解斜視図で
ある。ランタンストロンチウムマンガナイト（Ｌａ（Ｓ
ｒ）ＭｎＯ３ ） の酸化剤極７， イットリア安定化
ジルコニアからなる固体電解質体６， ニッケル−ジル
コニア（Ｎｉ−ＺｒＯ２ ） サーメットの燃料極５と
から単セル１７が形成される。リブを有する多孔質また
は緻密質のランタンストロンチウムマンガナイト基板２
， ランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ３ ） からなる
緻密なインタコネクタ４， リブを有する多孔質または
緻密質のニッケル−ジルコニアサーメット基板３とから
セパレータ１が形成される。単セルとセパレータとは交
互に積層される。セパレータの立体的に直角交差した溝
にはそれぞれ異なった反応ガスが流される。インタコネ
クタ４は酸化剤ガスと燃料ガスを分離する。従来このよ
うなガスセパレータは酸化ニッケル−ジルコニア基板の
成型体とランタンストロンチウムマンガナイト基板の成
型体の間にランタンクロマイトのグリーンシートをはさ
み空気中で一体に焼成して調製していた。酸化ニッケル
−ジルコニア基板は燃料電池の運転温度において燃料ガ
スによって酸化ニッケルがニッケルに還元されるためニ
ッケル−ジルコニアサーメット基板に変化する。ニッケ
ルは触媒として機能するものであり、ジルコニアはニッ
ケルの結晶成長を防ぎ、固体電解質として働く。
【０００３】図６， 図７はそれぞれ従来の異なる固体
電解質型燃料電池の横切断面図， 縦切断面図である。 ランタンマンガナイト系またはランタンコバルタイト系
酸化物で多孔質のセパレート基板３５にランタンクロマ
イト系酸化物で緻密質のインタコネクタ２２が積層され
ている。 またニッケル−ジルコニアサーメットからなる単セル基
板３１に単セル２１が積層されている。単セルは図示し
ないがジルコニア固定電解質体と、その両主面に配され
た酸化剤極と燃料極から構成されている。燃料極はニッ
ケル−ジルコニアサーメットであり、酸化剤極はランタ
ンマンガナイトからなる。上記セパレート基板３５と単
セル基板３１とは交互に重合される。上記セパレート基
板３５と単セル基板３１はリブである案内羽２３を有し
、反応ガスをチャネル２７を介してセルの中央部から周
辺部へと導き、排出口２８より排出する。セルの中央部
には燃料ガス導入管２４と酸化剤ガス導入管２５があり
、導入孔２６を介して反応ガスをチャネル２７に供給す
る。
電解質型燃料電池の横切断面図， 縦切断面図である。 ランタンマンガナイト系またはランタンコバルタイト系
酸化物で多孔質のセパレート基板３５にランタンクロマ
イト系酸化物で緻密質のインタコネクタ２２が積層され
ている。 またニッケル−ジルコニアサーメットからなる単セル基
板３１に単セル２１が積層されている。単セルは図示し
ないがジルコニア固定電解質体と、その両主面に配され
た酸化剤極と燃料極から構成されている。燃料極はニッ
ケル−ジルコニアサーメットであり、酸化剤極はランタ
ンマンガナイトからなる。上記セパレート基板３５と単
セル基板３１とは交互に重合される。上記セパレート基
板３５と単セル基板３１はリブである案内羽２３を有し
、反応ガスをチャネル２７を介してセルの中央部から周
辺部へと導き、排出口２８より排出する。セルの中央部
には燃料ガス導入管２４と酸化剤ガス導入管２５があり
、導入孔２６を介して反応ガスをチャネル２７に供給す
る。
【０００４】単セル基板３１は酸化ニッケルとジルコニ
アの各粉体を所定の割合で混合したのちプレス成型し、
温度１４００〜１６００℃で焼成して製造される。得ら
れた単セル基板に固体電解質体 （図示せず） が直流
減圧プラズマ溶射法により形成される。続いてランタン
ストロンチウムマンガナイトＬａ０．９ Ｓｒ０．１
ＭｎＯ３ と溶剤からなるペーストが固体電解質体の上
に刷毛塗りされ乾燥後１２００℃で焼成され酸化剤極
（図示せず） が形成される。単セル基板３１は使用に
際して燃料ガスにより酸化ニッケルが還元され、ニッケ
ル−ジルコニアサーメットが形成される。生成したニッ
ケルが触媒として機能し燃料極としても働くようになる
。
アの各粉体を所定の割合で混合したのちプレス成型し、
温度１４００〜１６００℃で焼成して製造される。得ら
れた単セル基板に固体電解質体 （図示せず） が直流
減圧プラズマ溶射法により形成される。続いてランタン
ストロンチウムマンガナイトＬａ０．９ Ｓｒ０．１
ＭｎＯ３ と溶剤からなるペーストが固体電解質体の上
に刷毛塗りされ乾燥後１２００℃で焼成され酸化剤極
（図示せず） が形成される。単セル基板３１は使用に
際して燃料ガスにより酸化ニッケルが還元され、ニッケ
ル−ジルコニアサーメットが形成される。生成したニッ
ケルが触媒として機能し燃料極としても働くようになる
。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな従来のガスセパレータ１や単セル基板３１において
は、酸化ニッケルが還元されてニッケル−ジルコニアサ
ーメットを生成する際に体積収縮がおこる。インタコネ
クタやランタンストロンチウムマンガナイト基板あるい
は単セルの固体電解質体はこの際寸法変化を起こさない
ため、ガスセパレータ１や単セル基板３１は全体として
反ったり、あるいは亀裂が生ずるという問題があった。
うな従来のガスセパレータ１や単セル基板３１において
は、酸化ニッケルが還元されてニッケル−ジルコニアサ
ーメットを生成する際に体積収縮がおこる。インタコネ
クタやランタンストロンチウムマンガナイト基板あるい
は単セルの固体電解質体はこの際寸法変化を起こさない
ため、ガスセパレータ１や単セル基板３１は全体として
反ったり、あるいは亀裂が生ずるという問題があった。
【０００６】また酸化ニッケル−ジルコニア基板を還元
したあとで還元雰囲気で一体焼結するとランタンマンガ
ナイトが分解してしまう。
したあとで還元雰囲気で一体焼結するとランタンマンガ
ナイトが分解してしまう。
【０００７】この発明は上述の点に鑑みてなされその目
的は製造容易なガスセパレータの構造を用いることによ
りまたは単セル基板の材料を改良することによりガスセ
パレータや単セル基板に反りや割れの発生しない信頼性
に優れる固体電解質型燃料電池を提供することにある。
的は製造容易なガスセパレータの構造を用いることによ
りまたは単セル基板の材料を改良することによりガスセ
パレータや単セル基板に反りや割れの発生しない信頼性
に優れる固体電解質型燃料電池を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば、単セル基板３１Ａ と単セル２１とガスセパレ
ータ２９とを有し、単セル基板は多孔質なランタンコバ
ルタイト系酸化物であり、単セルは酸化剤極、固定電解
質体、燃料極からなり、単セル基板の上に積層され、こ
こに酸化剤極はランタンマンガナイト系酸化物層であり
、ガスセパレータはランタンクロマイト系酸化物からな
り、二つの異なる主面上にそれぞれ異なる反応ガスを分
離供給するとともに、単セルを積層した単セル基板と交
互に重合されるものであること、または単セル基板１３
と、単セル１２と、ガスセパレータ８とを有し、単セル
基板は１主面に酸化剤ガスが通流する溝を有する多孔質
なランタンマンガナイト系酸化物であり、単セルは酸化
剤極、固体電解質体、燃料極からなり、溝のない基板の
主面に積層され、ガスセパレータはニッケル−ジルコニ
アサーメット基板の１主面にランタンクロマイト系の酸
化物層が積層されたものでニッケル−ジルコニアサーメ
ットの他の主面には燃料ガスを通流する溝が設けられて
おり、ここにガスセパレータは単セルを積層した単セル
基板と交互に重合されるものであるとすることにより達
成される。
よれば、単セル基板３１Ａ と単セル２１とガスセパレ
ータ２９とを有し、単セル基板は多孔質なランタンコバ
ルタイト系酸化物であり、単セルは酸化剤極、固定電解
質体、燃料極からなり、単セル基板の上に積層され、こ
こに酸化剤極はランタンマンガナイト系酸化物層であり
、ガスセパレータはランタンクロマイト系酸化物からな
り、二つの異なる主面上にそれぞれ異なる反応ガスを分
離供給するとともに、単セルを積層した単セル基板と交
互に重合されるものであること、または単セル基板１３
と、単セル１２と、ガスセパレータ８とを有し、単セル
基板は１主面に酸化剤ガスが通流する溝を有する多孔質
なランタンマンガナイト系酸化物であり、単セルは酸化
剤極、固体電解質体、燃料極からなり、溝のない基板の
主面に積層され、ガスセパレータはニッケル−ジルコニ
アサーメット基板の１主面にランタンクロマイト系の酸
化物層が積層されたものでニッケル−ジルコニアサーメ
ットの他の主面には燃料ガスを通流する溝が設けられて
おり、ここにガスセパレータは単セルを積層した単セル
基板と交互に重合されるものであるとすることにより達
成される。
【０００９】
【作用】単セル基板にランタンコバルタイト系酸化物、
ガスセパレータにランタンクロマイト系酸化物を使用す
ると、それぞれ酸化雰囲気と還元雰囲気で安定である上
に熱膨張率を単セルをも含めて、全体的にそろえること
が可能となる。
ガスセパレータにランタンクロマイト系酸化物を使用す
ると、それぞれ酸化雰囲気と還元雰囲気で安定である上
に熱膨張率を単セルをも含めて、全体的にそろえること
が可能となる。
【００１０】ニッケル−ジルコニアサーメット基板とラ
ンタンクロマイト系酸化物層は熱挙動をそろえることが
でき、またともに還元雰囲気中で安定である。
ンタンクロマイト系酸化物層は熱挙動をそろえることが
でき、またともに還元雰囲気中で安定である。
【００１１】
【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１， 図２はそれぞれ請求項１で定義された発明
の実施例に係る固体電解質型燃料電池の横切断面図、縦
切断面図である。ガスセパレータ２９は酸化ランタンＬ
ａ２ Ｏ３ ， 酸化カルシウムＣａＯ， 酸化クロム
ＣｒＯ３ の各粉体を所定割合で混合し１３００℃で反
応させてランタンカルシウムクロマイトＬａ０．８ Ｃ
ａ０．２ ＣｒＯ３ を生成させ、粉砕， 造粒後プレ
ス成型し、酸化雰囲気中において１〜４ｍｍ厚さでかつ
緻密質に焼成して調製される。単セル基板３１Ａ は酸
化ランタン（ＬａＯ３ ） と酸化ストロンチウム （
ＳｒＯ）と酸化コバルト （Ｃｏ２ Ｏ３ ） の各粉
体を所定の割合で混合し１２００℃の温度で焼成して相
互に反応させランタンストロンチウムコバルタイトＬａ
（Ｓｒ）ＣｏＯ３ を生成させる。得られたＬａ（Ｓｒ
）ＣｏＯ３ を粉砕し、造粒したのちプレス成型し、酸
化雰囲気中１２５０℃で焼成して調製される。単セル基
板３１Ａ の上に８％イットリアで安定化されたジルコ
ニアが直流減圧法でプラズマ溶射され固体電解質体 （
図示せず） が形成される。続いて酸化ニッケル−ジル
コニア粉体と溶剤からなるペーストが固体電解質体の上
に刷毛塗りされ乾燥後１２００℃で焼成され燃料極 （
図示せず） が形成される。
る。図１， 図２はそれぞれ請求項１で定義された発明
の実施例に係る固体電解質型燃料電池の横切断面図、縦
切断面図である。ガスセパレータ２９は酸化ランタンＬ
ａ２ Ｏ３ ， 酸化カルシウムＣａＯ， 酸化クロム
ＣｒＯ３ の各粉体を所定割合で混合し１３００℃で反
応させてランタンカルシウムクロマイトＬａ０．８ Ｃ
ａ０．２ ＣｒＯ３ を生成させ、粉砕， 造粒後プレ
ス成型し、酸化雰囲気中において１〜４ｍｍ厚さでかつ
緻密質に焼成して調製される。単セル基板３１Ａ は酸
化ランタン（ＬａＯ３ ） と酸化ストロンチウム （
ＳｒＯ）と酸化コバルト （Ｃｏ２ Ｏ３ ） の各粉
体を所定の割合で混合し１２００℃の温度で焼成して相
互に反応させランタンストロンチウムコバルタイトＬａ
（Ｓｒ）ＣｏＯ３ を生成させる。得られたＬａ（Ｓｒ
）ＣｏＯ３ を粉砕し、造粒したのちプレス成型し、酸
化雰囲気中１２５０℃で焼成して調製される。単セル基
板３１Ａ の上に８％イットリアで安定化されたジルコ
ニアが直流減圧法でプラズマ溶射され固体電解質体 （
図示せず） が形成される。続いて酸化ニッケル−ジル
コニア粉体と溶剤からなるペーストが固体電解質体の上
に刷毛塗りされ乾燥後１２００℃で焼成され燃料極 （
図示せず） が形成される。
【００１２】図３は請求項２で定義された発明の実施例
に係る固体電解質型燃料電池を示す分解斜視図である。 溝１１を有するニッケル−ジルコニアサーメット基板９
にランタンクロマイト系酸化物であるランタンストロン
チウクロマイトＬａ（Ｓｒ）ＣｒＯ３ 層１０が設けら
れたガスセパレータ８と、溝１７を有するランタンマン
ガナイト（ＬａＭｎＯ３ ） 系単セル基板１３にラン
タンマンガナイトからなる酸化剤極１４と、８％のイッ
トリア（ Ｙ２ Ｏ３ ） で安定化されたジルコニア
（ＺｒＯ２ ） からなる固定電解質体１５と、ニッケ
ル−ジルコニアサーメットからなる燃料極１６が設けら
れた単セル１２とが交互に積層される。ガスセパレータ
８の溝１１には燃料ガスが流され、溝１７には酸化剤ガ
スが流される。ガスセパレータ８のランタンクロマイト
系酸化物層１０は燃料ガスと酸化剤ガスを分離する。ニ
ッケル−ジルコニアサーメット基板９， ランタンマン
ガナイト系単セル基板１３， ランタンクロマイト系酸
化物層１０はいずれも導電性である。このようなガスセ
パレータ８は次のようにして調製することができる。ニ
ッケル粉体とジルコニア粉体とが所定の割合でバインダ
とともに混合される。造粒後プレスし、ニッケル−ジル
コニアサーメット基板の成型体を得た。ランタンストロ
ンチウムクロマイトＬａ（Ｓｒ）ＣｒＯ３ 粉体１００
部に対しバインダとしてポリビニルブチラールを２部
、可塑剤としてフタル酸ジオクチルとポリエチレングリ
コールを合量で２部、分散媒としてトリオレインを３〜
５部、分散媒としてトルエンとイソプロピルアルコール
の混合物を８部秤量し、ボールミルでよく分散混合させ
た。得られたスラリを減圧脱泡したのちドクタブレード
法でポリエステルのキャリアテープ上にキャストし、所
定厚に成膜した。自然乾燥， 赤外線乾燥のあと剥離を
行いランタンストロンチウムクロマイトのグリーンシー
トを得た。このあと前記ニッケル−ジルコニアサーメッ
ト基板の成型体にランタンストロンチウムクロマイトの
グリーンシートを積層し、バインダをとばしてから水素
気流中、１６００℃の温度で一体に焼成した。ランタン
ストロンチウムクロマイトは緻密に焼成される。ニッケ
ル−ジルコニアサーメット基板は多孔質に焼成される。 上記焼成に際してはニッケル−ジルコニアとランタンス
トロンチウムクロマイトにつき焼成収縮率の温度依存性
と、熱膨張率の温度依存性の一致が図られる。
に係る固体電解質型燃料電池を示す分解斜視図である。 溝１１を有するニッケル−ジルコニアサーメット基板９
にランタンクロマイト系酸化物であるランタンストロン
チウクロマイトＬａ（Ｓｒ）ＣｒＯ３ 層１０が設けら
れたガスセパレータ８と、溝１７を有するランタンマン
ガナイト（ＬａＭｎＯ３ ） 系単セル基板１３にラン
タンマンガナイトからなる酸化剤極１４と、８％のイッ
トリア（ Ｙ２ Ｏ３ ） で安定化されたジルコニア
（ＺｒＯ２ ） からなる固定電解質体１５と、ニッケ
ル−ジルコニアサーメットからなる燃料極１６が設けら
れた単セル１２とが交互に積層される。ガスセパレータ
８の溝１１には燃料ガスが流され、溝１７には酸化剤ガ
スが流される。ガスセパレータ８のランタンクロマイト
系酸化物層１０は燃料ガスと酸化剤ガスを分離する。ニ
ッケル−ジルコニアサーメット基板９， ランタンマン
ガナイト系単セル基板１３， ランタンクロマイト系酸
化物層１０はいずれも導電性である。このようなガスセ
パレータ８は次のようにして調製することができる。ニ
ッケル粉体とジルコニア粉体とが所定の割合でバインダ
とともに混合される。造粒後プレスし、ニッケル−ジル
コニアサーメット基板の成型体を得た。ランタンストロ
ンチウムクロマイトＬａ（Ｓｒ）ＣｒＯ３ 粉体１００
部に対しバインダとしてポリビニルブチラールを２部
、可塑剤としてフタル酸ジオクチルとポリエチレングリ
コールを合量で２部、分散媒としてトリオレインを３〜
５部、分散媒としてトルエンとイソプロピルアルコール
の混合物を８部秤量し、ボールミルでよく分散混合させ
た。得られたスラリを減圧脱泡したのちドクタブレード
法でポリエステルのキャリアテープ上にキャストし、所
定厚に成膜した。自然乾燥， 赤外線乾燥のあと剥離を
行いランタンストロンチウムクロマイトのグリーンシー
トを得た。このあと前記ニッケル−ジルコニアサーメッ
ト基板の成型体にランタンストロンチウムクロマイトの
グリーンシートを積層し、バインダをとばしてから水素
気流中、１６００℃の温度で一体に焼成した。ランタン
ストロンチウムクロマイトは緻密に焼成される。ニッケ
ル−ジルコニアサーメット基板は多孔質に焼成される。 上記焼成に際してはニッケル−ジルコニアとランタンス
トロンチウムクロマイトにつき焼成収縮率の温度依存性
と、熱膨張率の温度依存性の一致が図られる。
【００１３】ガスセパレータ８はまた次の方法によって
も調製することができる。酸化ニッケルとジルコニアの
混合粉体をプレス成型し、１４００℃の温度で酸化性雰
囲気中で焼成し、酸化ニッケル−ジルコニア基板を製作
した。次に還元雰囲気中で ９００℃で還元処理し、ニ
ッケル−ジルコニアサーメット基板を得た。得られたサ
ーメット基板の片面にランタンストロンチウムクロマイ
トのスラリを １００μｍ厚に塗布し、乾燥後１６００
℃の温度で還元雰囲気中で焼成して一体化した。この塗
布焼成工程は再度繰返され、緻密なランタンストロンチ
ウムクロマイト層１０を有するガスセパレータが得られ
る。
も調製することができる。酸化ニッケルとジルコニアの
混合粉体をプレス成型し、１４００℃の温度で酸化性雰
囲気中で焼成し、酸化ニッケル−ジルコニア基板を製作
した。次に還元雰囲気中で ９００℃で還元処理し、ニ
ッケル−ジルコニアサーメット基板を得た。得られたサ
ーメット基板の片面にランタンストロンチウムクロマイ
トのスラリを １００μｍ厚に塗布し、乾燥後１６００
℃の温度で還元雰囲気中で焼成して一体化した。この塗
布焼成工程は再度繰返され、緻密なランタンストロンチ
ウムクロマイト層１０を有するガスセパレータが得られ
る。
【００１４】単セル１２は次の方法で調製される。ラン
タンマンガナイトの粉体を造粒後プレス成型し、１２５
０℃で焼成してランタンマンガナイト系単セル基板１３
を得ることができる。ランタンマンガナイト系単セル基
板１３の上に固体電解質体１５が直流減圧プラズマ溶射
法によって形成される。続いて酸化ニッケル−ジルコニ
アのペーストを塗布し、乾燥後１４００℃の温度および
空気中で焼成して多孔質の燃料極１６が形成される。酸
化剤極１４はランタンマンガナイト系単セル基板１３で
代用することができる。
タンマンガナイトの粉体を造粒後プレス成型し、１２５
０℃で焼成してランタンマンガナイト系単セル基板１３
を得ることができる。ランタンマンガナイト系単セル基
板１３の上に固体電解質体１５が直流減圧プラズマ溶射
法によって形成される。続いて酸化ニッケル−ジルコニ
アのペーストを塗布し、乾燥後１４００℃の温度および
空気中で焼成して多孔質の燃料極１６が形成される。酸
化剤極１４はランタンマンガナイト系単セル基板１３で
代用することができる。
【００１５】図４は請求項２で定義された発明の異なる
実施例に係る固体電解質型燃料電池を示す分解斜視図で
ある。厚さ２ｍｍの片面溝付酸化ニッケル−ジルコニア
（ＮｉＯ−ＺｒＯ２ ） 基板を還元して得たニッケル
−ジルコニアサーメット基板９Ａの溝のない主面にラン
タンクロマイト系酸化物層１０を厚さ１００ μｍに溶
射し、さらにその上にランタンマンガナイト系酸化物層
３６を厚さ５０μｍに溶射して、ガスセパレータ８Ａを
得た。
実施例に係る固体電解質型燃料電池を示す分解斜視図で
ある。厚さ２ｍｍの片面溝付酸化ニッケル−ジルコニア
（ＮｉＯ−ＺｒＯ２ ） 基板を還元して得たニッケル
−ジルコニアサーメット基板９Ａの溝のない主面にラン
タンクロマイト系酸化物層１０を厚さ１００ μｍに溶
射し、さらにその上にランタンマンガナイト系酸化物層
３６を厚さ５０μｍに溶射して、ガスセパレータ８Ａを
得た。
【００１６】なお酸化ニッケル−ジルコニア基板を還元
せずにランタンクロマイト系酸化物層、ランタンマンガ
ナイト系酸化物層を積層しセルスタックに組み立てたあ
と運転時に水素を流して還元することもできる。
せずにランタンクロマイト系酸化物層、ランタンマンガ
ナイト系酸化物層を積層しセルスタックに組み立てたあ
と運転時に水素を流して還元することもできる。
【００１７】ランタンマンガナイト系酸化物層を設ける
と、ランタンマンガナイト系単セル基板とランタンクロ
マイト系酸化物層の接触抵抗を約１／４ に低減させる
ことができる。接触圧１０ｋｇ／ｃｍ２ 、温度 １０
０℃における空気中の測定値を表１に示す。
と、ランタンマンガナイト系単セル基板とランタンクロ
マイト系酸化物層の接触抵抗を約１／４ に低減させる
ことができる。接触圧１０ｋｇ／ｃｍ２ 、温度 １０
０℃における空気中の測定値を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば単セル基板と単セルと
ガスセパレータとを有し、単セル基板は多孔質なランタ
ンコバルタイト系酸化物であり、単セルは酸化剤極、固
定電解質体、燃料極からなり、単セル基板の上に積層さ
れ、ここに酸化剤極はランタンマンガナイト系酸化物層
であり、ガスセパレータはランタンクロマイト系酸化物
からなり、二つの異なる主面上にそれぞれ異なる反応ガ
スを分離供給するとともに、単セルを積層した単セル基
板と交互に重合されるものであること、または単セル基
板と、単セルと、ガスセパレータとを有し、単セル基板
は１主面に酸化剤ガスが通流する溝を有する多孔質なラ
ンタンマンガナイト系酸化物であり、単セルは酸化剤極
、固体電解質体、燃料極からなり、溝のない基板の主面
に積層され、ガスセパレータはニッケル−ジルコニアサ
ーメット基板の１主面にランタンクロマイト系の酸化物
層が積層されたものでニッケル−ジルコニアサーメット
の他の主面には燃料ガスを通流する溝が設けられており
、ここにガスセパレータは単セルを積層した単セル基板
と交互に重合されるものであるので、単セル基板とガス
セパレータがそれぞれ酸化雰囲気または還元雰囲気で安
定である上に熱膨張率を単セルをも含めて、全体的にそ
ろえることができる。またニッケル−ジルコニアサーメ
ット基板とランタンクロマイト系酸化物層は熱挙動をそ
ろえることができ、ともに還元雰囲気中で安定であり、
またランタンマンガナイト系単セル基板も酸化雰囲気で
安定であり、その結果単セル基板やガスセパレータに反
りや割れの発生がなく、信頼性に優れる固体電解質型燃
料電池が得られる。
ガスセパレータとを有し、単セル基板は多孔質なランタ
ンコバルタイト系酸化物であり、単セルは酸化剤極、固
定電解質体、燃料極からなり、単セル基板の上に積層さ
れ、ここに酸化剤極はランタンマンガナイト系酸化物層
であり、ガスセパレータはランタンクロマイト系酸化物
からなり、二つの異なる主面上にそれぞれ異なる反応ガ
スを分離供給するとともに、単セルを積層した単セル基
板と交互に重合されるものであること、または単セル基
板と、単セルと、ガスセパレータとを有し、単セル基板
は１主面に酸化剤ガスが通流する溝を有する多孔質なラ
ンタンマンガナイト系酸化物であり、単セルは酸化剤極
、固体電解質体、燃料極からなり、溝のない基板の主面
に積層され、ガスセパレータはニッケル−ジルコニアサ
ーメット基板の１主面にランタンクロマイト系の酸化物
層が積層されたものでニッケル−ジルコニアサーメット
の他の主面には燃料ガスを通流する溝が設けられており
、ここにガスセパレータは単セルを積層した単セル基板
と交互に重合されるものであるので、単セル基板とガス
セパレータがそれぞれ酸化雰囲気または還元雰囲気で安
定である上に熱膨張率を単セルをも含めて、全体的にそ
ろえることができる。またニッケル−ジルコニアサーメ
ット基板とランタンクロマイト系酸化物層は熱挙動をそ
ろえることができ、ともに還元雰囲気中で安定であり、
またランタンマンガナイト系単セル基板も酸化雰囲気で
安定であり、その結果単セル基板やガスセパレータに反
りや割れの発生がなく、信頼性に優れる固体電解質型燃
料電池が得られる。
【図１】請求項１で定義された発明の実施例に係る固体
電解質型燃料電池を示す横切断面図
電解質型燃料電池を示す横切断面図
【図２】請求項１で定義された発明の実施例に係る固体
電解質型燃料電池を示す縦切断面図
電解質型燃料電池を示す縦切断面図
【図３】請求項２で定義された発明の実施例に係る固体
電解質型燃料電池を示す分解斜視図
電解質型燃料電池を示す分解斜視図
【図４】請求項２で定義された発明の異なる実施例に係
る固体電解質型燃料電池を示す分解斜視図
る固体電解質型燃料電池を示す分解斜視図
【図５】従来
の固体電解質型燃料電池を示す分解斜視図
の固体電解質型燃料電池を示す分解斜視図
【図６】従来
の異なる固体電解質型燃料電池を示す横切断面図
の異なる固体電解質型燃料電池を示す横切断面図
【図７】従来の異なる固体電解質型燃料電池を示す縦切
断面図
断面図
８ ガスセパレータ
１２ 単セル
１３ 単セル基板
３１Ａ 単セル基板
２１ 単セル
２９ ガスセパレータ
Claims (3)
- 【請求項１】単セル基板と単セルとガスセパレータとを
有し、単セル基板は多孔質なランタンコバルタイト系酸
化物であり、単セルは酸化剤極、固定電解質体、燃料極
からなり、単セル基板の上に積層され、ここに酸化剤極
はランタンマンガナイト系酸化物層であり、ガスセパレ
ータはランタンクロマイト系酸化物からなり、二つの異
なる主面上にそれぞれ異なる反応ガスを分離供給すると
ともに、単セルを積層した単セル基板と交互に重合され
るものであることを特徴とする固体電解質型燃料電池。 - 【請求項２】単セル基板と、単セルと、ガスセパレータ
とを有し、単セル基板は１主面に酸化剤ガスが通流する
溝を有する多孔質なランタンマンガナイト系酸化物であ
り、単セルは酸化剤極、固体電解質体、燃料極からなり
、溝のない基板の主面に積層され、ガスセパレータはニ
ッケル−ジルコニアサーメット基板の１主面にランタン
クロマイト系の酸化物層が積層されたものでニッケル−
ジルコニアサーメットの他の主面には燃料ガスを通流す
る溝が設けられるとともに、単セルを積層した単セル基
板と交互に重合されるものであることを特徴とする固体
電解質型燃料電池。 - 【請求項３】請求項２記載の燃料電池において、ガスセ
パレータはニッケル−ジルコニアサーメット基板の１主
面にランタンクロマイト系の酸化物層、次いでランタン
マンガナイト系の酸化物層が順次積層されたものでニッ
ケル−ジルコニアサーメットの他の主面には燃料ガスが
通流する溝が設けられるものであることを特徴とする固
体電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3146360A JPH04249864A (ja) | 1990-07-02 | 1991-06-19 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-174980 | 1990-07-02 | ||
| JP17498090 | 1990-07-02 | ||
| JP3146360A JPH04249864A (ja) | 1990-07-02 | 1991-06-19 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04249864A true JPH04249864A (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=26477235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3146360A Pending JPH04249864A (ja) | 1990-07-02 | 1991-06-19 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04249864A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006236702A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 酸化膜の還元方法および燃料電池電極の還元方法ならびに燃料電池電極の製造方法 |
| JP2010080428A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-04-08 | Ngk Insulators Ltd | 固体酸化物型燃料電池、及び、その組立方法 |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP3146360A patent/JPH04249864A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006236702A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 酸化膜の還元方法および燃料電池電極の還元方法ならびに燃料電池電極の製造方法 |
| JP2010080428A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-04-08 | Ngk Insulators Ltd | 固体酸化物型燃料電池、及び、その組立方法 |
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