JP3502685B2 - 空気極用支持部材 - Google Patents
空気極用支持部材Info
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- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質型燃料電池
等に用いられる、空気極用支持部材に関するものであ
る。
等に用いられる、空気極用支持部材に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃料電池発電システムは、エネル
ギー問題、地球環境問題を背景に大きな貢献をするもの
として、世界的にますますその期待が高まっている。燃
料電池発電システムは、燃料が有する化学エネルギーを
直接電気エネルギーに変換できるシステムでカルノーサ
イクルの制約を受けないため、本質的に高いエネルギー
変換効率を有し、燃料の多様化が可能で、低公害で、し
かも発電効率が設備規模によって影響されず、極めて有
望な技術である。
ギー問題、地球環境問題を背景に大きな貢献をするもの
として、世界的にますますその期待が高まっている。燃
料電池発電システムは、燃料が有する化学エネルギーを
直接電気エネルギーに変換できるシステムでカルノーサ
イクルの制約を受けないため、本質的に高いエネルギー
変換効率を有し、燃料の多様化が可能で、低公害で、し
かも発電効率が設備規模によって影響されず、極めて有
望な技術である。
【０００３】特に、固体電解質型燃料電池はリン酸型燃
料電池、溶融炭酸塩型燃料電池と異なり、液体、融体を
用いないため電池の構成がシンプルであり、高温の排熱
利用も含めるとエネルギー効率８０〜９０％が期待でき
る。
料電池、溶融炭酸塩型燃料電池と異なり、液体、融体を
用いないため電池の構成がシンプルであり、高温の排熱
利用も含めるとエネルギー効率８０〜９０％が期待でき
る。
【０００４】一般的な固体電解質型燃料電池の単セルの
構造は、図１に示すように多孔性の管状をした支持部材
１、空気極２、固体電解質３、燃料極４から構成され
る。支持部材１は、通常ＣａＯを含む安定化ＺｒＯ2 セ
ラミックスからなり、耐熱性とともに適度に気体を通す
ように開気孔率が２０〜４０％程度の多孔質体となって
いる。また、支持部材１の外表面には、Ｌａを１０〜２
０原子％のＣａ，Ｓｒで置換したＬａＭｎＯ3 やＬａＣ
ｏＯ3 の空気極２、Ｙ2 Ｏ3 を含有する緻密質のＺｒＯ
2 からなる固体電解質３、およびＮｉ−ＺｒＯ2 （Ｙ2
Ｏ3 を含有）サーメットからなる燃料極４が順次設けら
れている。また、セルには単セルを直列に接続するため
のＬａＣｒＯ3 系材料からなるインターコネクタ５が形
成されている。
構造は、図１に示すように多孔性の管状をした支持部材
１、空気極２、固体電解質３、燃料極４から構成され
る。支持部材１は、通常ＣａＯを含む安定化ＺｒＯ2 セ
ラミックスからなり、耐熱性とともに適度に気体を通す
ように開気孔率が２０〜４０％程度の多孔質体となって
いる。また、支持部材１の外表面には、Ｌａを１０〜２
０原子％のＣａ，Ｓｒで置換したＬａＭｎＯ3 やＬａＣ
ｏＯ3 の空気極２、Ｙ2 Ｏ3 を含有する緻密質のＺｒＯ
2 からなる固体電解質３、およびＮｉ−ＺｒＯ2 （Ｙ2
Ｏ3 を含有）サーメットからなる燃料極４が順次設けら
れている。また、セルには単セルを直列に接続するため
のＬａＣｒＯ3 系材料からなるインターコネクタ５が形
成されている。
【０００５】そして、上記支持部材１の内側には空気６
を、電池の外側にはＨ2 やメタンガスの改質ガス７を各
々供給し、これらが支持部材１、空気極２、固体電解質
３、燃料極４を介して反応する時のエネルギーを直接電
力の形式で取り出すものである。また、上記構造の他に
空気極２を外側、燃料極４を内側にした逆転構造のもの
も提案されている。あるいは、板状の固体電解質を用い
た平板型の燃料電池もある。
を、電池の外側にはＨ2 やメタンガスの改質ガス７を各
々供給し、これらが支持部材１、空気極２、固体電解質
３、燃料極４を介して反応する時のエネルギーを直接電
力の形式で取り出すものである。また、上記構造の他に
空気極２を外側、燃料極４を内側にした逆転構造のもの
も提案されている。あるいは、板状の固体電解質を用い
た平板型の燃料電池もある。
【０００６】図１に示す燃料電池の製造方法は、ＣａＯ
安定化ジルコニアセラミックスからなる多孔質の支持部
材１の外表面に前記空気極２、固体電解質３及び燃料極
４をＣＶＤ、ＥＶＤ、プラズマ溶射、減圧プラズマ溶射
等の製膜技術を用いて製膜する。特に溶射法を用いる場
合は、高温に溶融された各電極材料や固体電解質材料を
母材である支持部材１の表面に吹き付けて各電極、固体
電解質を製膜するものである。
安定化ジルコニアセラミックスからなる多孔質の支持部
材１の外表面に前記空気極２、固体電解質３及び燃料極
４をＣＶＤ、ＥＶＤ、プラズマ溶射、減圧プラズマ溶射
等の製膜技術を用いて製膜する。特に溶射法を用いる場
合は、高温に溶融された各電極材料や固体電解質材料を
母材である支持部材１の表面に吹き付けて各電極、固体
電解質を製膜するものである。
【０００７】また、上記固体電解質３として用いられる
セラミックスとしては、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 、Ｔｈ
Ｏ2 、Ｂｉ2 Ｏ3 等を主成分とするものがある。固体電
解質セラミックスとして要求される特性は、 イオン導電率が大きい 電子導電性がほとんどない 高温で化学的に安定している 高温で十分な機械的用度を持つ 資源的に豊富で価格が安い 等がある。
セラミックスとしては、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 、Ｔｈ
Ｏ2 、Ｂｉ2 Ｏ3 等を主成分とするものがある。固体電
解質セラミックスとして要求される特性は、 イオン導電率が大きい 電子導電性がほとんどない 高温で化学的に安定している 高温で十分な機械的用度を持つ 資源的に豊富で価格が安い 等がある。
【０００８】これらの条件を満たすものとして一般的に
用いられるものの一つがＹ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ
ｂ2 Ｏ3 等で安定化されたジルコニアセラミックスであ
る。このジルコニアセラミックスにおいて、ＺｒＯ2 の
結晶構造は蛍石型であり、一部の格子点が４価のＺｒに
代わり２価のＣａや３価のＹ等に置き換えられる。その
分だけ酸素が占めるべき格子点が空席となり、空格子点
の存在が酸素イオンの結晶内移動を可能にして、固体電
解質としての作用を成すのである。また、ＣａＯ、Ｙ2
Ｏ3 等を含むことにより、ＺｒＯ2 は立方晶の結晶とな
り結晶転移を起こさず、安定化の役割も果たしている。
用いられるものの一つがＹ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ
ｂ2 Ｏ3 等で安定化されたジルコニアセラミックスであ
る。このジルコニアセラミックスにおいて、ＺｒＯ2 の
結晶構造は蛍石型であり、一部の格子点が４価のＺｒに
代わり２価のＣａや３価のＹ等に置き換えられる。その
分だけ酸素が占めるべき格子点が空席となり、空格子点
の存在が酸素イオンの結晶内移動を可能にして、固体電
解質としての作用を成すのである。また、ＣａＯ、Ｙ2
Ｏ3 等を含むことにより、ＺｒＯ2 は立方晶の結晶とな
り結晶転移を起こさず、安定化の役割も果たしている。
【０００９】そして図１に示すように燃料電池に用いる
場合は、固体電解質３を空気極２と燃料極４で挟み込む
ため、これらの電極材料と熱膨張係数が近いジルコニア
セラミックスが最も一般的に用いられている。
場合は、固体電解質３を空気極２と燃料極４で挟み込む
ため、これらの電極材料と熱膨張係数が近いジルコニア
セラミックスが最も一般的に用いられている。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記のＣａＯ安定化Ｚ
ｒＯ2からなる支持部材１を用いた燃料電池セルの製造
工程や、あるいは燃料電池セルの長時間発電において、
支持部材１中のＣａ成分が空気極２に拡散侵入し、空気
極２の電気伝導性やあるいは酸素をイオン化させる触媒
能が低下し、その結果セルの発電特性を劣化させるとい
う問題があった。
ｒＯ2からなる支持部材１を用いた燃料電池セルの製造
工程や、あるいは燃料電池セルの長時間発電において、
支持部材１中のＣａ成分が空気極２に拡散侵入し、空気
極２の電気伝導性やあるいは酸素をイオン化させる触媒
能が低下し、その結果セルの発電特性を劣化させるとい
う問題があった。
【００１３】
【発明の目的】そこで、本発明の目的はＣａ成分の拡散
を防ぐ空気極用支持部材を得ることである。
を防ぐ空気極用支持部材を得ることである。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【課題を解決するための手段】また本発明の目的を達成
するために、１０〜２０モル％のＣａＯを含み、開気孔
率が２０〜４５％のジルコニアセラミックスの表面に、
５〜１０モル％のＹ2Ｏ3を含むジルコニアセラミックス
からなる保護層を備えて空気極用支持部材を構成した。
するために、１０〜２０モル％のＣａＯを含み、開気孔
率が２０〜４５％のジルコニアセラミックスの表面に、
５〜１０モル％のＹ2Ｏ3を含むジルコニアセラミックス
からなる保護層を備えて空気極用支持部材を構成した。
【００２２】つまり、空気極用支持部材の少なくとも表
面をＹ2Ｏ3を含むジルコニアセラミックスで形成したこ
とによって、空気極や固体電解質体等へのＣａ成分の拡
散を防止するようにしたのである。
面をＹ2Ｏ3を含むジルコニアセラミックスで形成したこ
とによって、空気極や固体電解質体等へのＣａ成分の拡
散を防止するようにしたのである。
【００２３】また、燃料電池セルでは図１に示した構造
の他に、同様な材料を用い支持部材の表面にＮｉ−Ｚｒ
Ｏ2 （Ｙ2 Ｏ3 含有）の燃料極を形成した後、その上に
固体電解質、さらに空気極を設けた構造も提案されてい
る。この構造においても、本発明の支持部材を用いるこ
とが可能である。
の他に、同様な材料を用い支持部材の表面にＮｉ−Ｚｒ
Ｏ2 （Ｙ2 Ｏ3 含有）の燃料極を形成した後、その上に
固体電解質、さらに空気極を設けた構造も提案されてい
る。この構造においても、本発明の支持部材を用いるこ
とが可能である。
【００２４】
【実施例】参考例１
まず固体電解質セラミックスに関する本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【００２５】Ｙ2 Ｏ3 を８モル％含む平均粒径１〜２μ
ｍのＺｒＯ2 原料粉末を共沈法で作製し、この原料粉末
に平均粒径０．２〜１μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を表１に示
す種々の比率で添加し、ボールミルで２０時間湿式混合
を行い、乾燥、造粒、成形後１５００℃で２時間焼成し
てＪＩＳ Ｒ１６０１に基づく曲げ試験片形状のセラミ
ック焼結体を得た。この焼結体の曲げ強度と熱膨張率の
測定結果を表１に示す。
ｍのＺｒＯ2 原料粉末を共沈法で作製し、この原料粉末
に平均粒径０．２〜１μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を表１に示
す種々の比率で添加し、ボールミルで２０時間湿式混合
を行い、乾燥、造粒、成形後１５００℃で２時間焼成し
てＪＩＳ Ｒ１６０１に基づく曲げ試験片形状のセラミ
ック焼結体を得た。この焼結体の曲げ強度と熱膨張率の
測定結果を表１に示す。
【００２６】一般に固体電解質の曲げ強度は３０ｋｇ／
ｍｍ2 以上であれば電極形成時のハンドリング等での破
損が殆どなくなるため、曲げ強度が３０ｋｇ／ｍｍ2 以
上であるかどうかを判定基準とした。従って、表１より
Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を０．５重量％以上とすればこの基
準を満たすことがわかる。
ｍｍ2 以上であれば電極形成時のハンドリング等での破
損が殆どなくなるため、曲げ強度が３０ｋｇ／ｍｍ2 以
上であるかどうかを判定基準とした。従って、表１より
Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を０．５重量％以上とすればこの基
準を満たすことがわかる。
【００２７】また、ジルコニアが燃料電池用固体電解質
として利用される理由の一つに熱膨張率が電極材料に近
いと言うことがあるが、電極材料の熱膨張率（常温〜１
０００℃）は１１×１０-6／℃程度であることから、固
体電解質の熱膨張率（常温〜１０００℃）は９．０×１
０-6／℃以上であることが必要であり、従って表１から
Ａｌ2 Ｏ3 添加量は１５重量％以下が適切となる。
として利用される理由の一つに熱膨張率が電極材料に近
いと言うことがあるが、電極材料の熱膨張率（常温〜１
０００℃）は１１×１０-6／℃程度であることから、固
体電解質の熱膨張率（常温〜１０００℃）は９．０×１
０-6／℃以上であることが必要であり、従って表１から
Ａｌ2 Ｏ3 添加量は１５重量％以下が適切となる。
【００２８】以上によりＡｌ2 Ｏ3 添加量が０．５〜１
５重量％であれば適切な材料が得られる。
５重量％であれば適切な材料が得られる。
【００２９】
【表１】
【００３０】以上のような参考例の固体電解質セラミッ
クスは、円柱状あるいは平板状として固体電解質型燃料
電池や酸素分離膜用素子等に好適に用いることができ
る。
クスは、円柱状あるいは平板状として固体電解質型燃料
電池や酸素分離膜用素子等に好適に用いることができ
る。
【００３１】参考例２
次に空気極用支持部材に関する本発明の参考例を説明す
る。
る。
【００３２】共沈法を用いて合成されたＹ2 Ｏ3 添加量
５、８、１０モル％、ＣａＯ添加量１０、１５、１７モ
ル％の安定化ＺｒＯ2 原料粉末を各々１２００℃で、１
０時間仮焼した後、ジルコニアボールを用いて振動ミル
により所定の粒度まで粉砕し評価用原料を作製した。次
に成形用バインダーとして、得られた原料粉末に対し固
形分で５％添加量となるように、ＰＶＡ１００％水溶液
を攪拌混合しながら添加した。１２０℃で、１０時間乾
燥した後８０番のナイロンメッシュを通してプレス成形
用の原料を作製した。この原料を直径３０ｍｍの金型を
用い、成形圧力１ｔ／ｃｍ2 で成形した後、大気中、１
２５０〜１７００℃で焼成して多孔質ジルコニアセラミ
ックスを得、これを評価用の支持部材の試料とした。
５、８、１０モル％、ＣａＯ添加量１０、１５、１７モ
ル％の安定化ＺｒＯ2 原料粉末を各々１２００℃で、１
０時間仮焼した後、ジルコニアボールを用いて振動ミル
により所定の粒度まで粉砕し評価用原料を作製した。次
に成形用バインダーとして、得られた原料粉末に対し固
形分で５％添加量となるように、ＰＶＡ１００％水溶液
を攪拌混合しながら添加した。１２０℃で、１０時間乾
燥した後８０番のナイロンメッシュを通してプレス成形
用の原料を作製した。この原料を直径３０ｍｍの金型を
用い、成形圧力１ｔ／ｃｍ2 で成形した後、大気中、１
２５０〜１７００℃で焼成して多孔質ジルコニアセラミ
ックスを得、これを評価用の支持部材の試料とした。
【００３３】次に、空気極材料として純度９９．７％、
平均粒子径が３μｍの市販のＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3
粉末をスラリーとして上記評価用の支持部材表面に１０
０μｍの厚みとなるように塗布し、大気中１２００℃で
５００時間熱処理した。その後、切断面についてＣａ及
びＹの空気極への拡散侵入深さをＥＰＭＡ装置により測
定した。
平均粒子径が３μｍの市販のＬａ0.9 Ｓｒ0.1 ＭｎＯ3
粉末をスラリーとして上記評価用の支持部材表面に１０
０μｍの厚みとなるように塗布し、大気中１２００℃で
５００時間熱処理した。その後、切断面についてＣａ及
びＹの空気極への拡散侵入深さをＥＰＭＡ装置により測
定した。
【００３４】表２に結果を示すように、比較例であるＣ
ａＯを含むジルコニアセラミックスからなる支持部材に
ついては添加したＣａＯ量や焼結体の粒径、開気孔率に
よらず全てのもので空気極材料中へのＣａ成分の拡散が
見られた。
ａＯを含むジルコニアセラミックスからなる支持部材に
ついては添加したＣａＯ量や焼結体の粒径、開気孔率に
よらず全てのもので空気極材料中へのＣａ成分の拡散が
見られた。
【００３５】これに対し、参考例であるＹ2Ｏ3を含むジ
ルコニアセラミックスからなる支持部材については、全
ての試料においてＹ成分の拡散状態は見られなかった。
しかし、Ｙ2Ｏ3を含むジルコニアセラミックスであって
も、粒径が５μｍ未満のものでは、熱処理温度と同様の
焼成温度１３００℃での開気孔率が規格値である２０〜
４５％を満足せず、また粒径が５０μｍ以上のもので
は、焼結性が悪く１８００℃の高温焼成でも上記開気孔
率の規格を満足することができなかったため、空気極用
支持部材としては不適であった。
ルコニアセラミックスからなる支持部材については、全
ての試料においてＹ成分の拡散状態は見られなかった。
しかし、Ｙ2Ｏ3を含むジルコニアセラミックスであって
も、粒径が５μｍ未満のものでは、熱処理温度と同様の
焼成温度１３００℃での開気孔率が規格値である２０〜
４５％を満足せず、また粒径が５０μｍ以上のもので
は、焼結性が悪く１８００℃の高温焼成でも上記開気孔
率の規格を満足することができなかったため、空気極用
支持部材としては不適であった。
【００３６】また、参考例では、支持部材の全体がＹ2
Ｏ3安定化ジルコニアセラミックスからなるため、機械
的強度を高くすることができる。
Ｏ3安定化ジルコニアセラミックスからなるため、機械
的強度を高くすることができる。
【００３７】
【表２】
【００３８】実施例
次に空気極用支持部材に関する本発明の他の実施例を説
明する。
明する。
【００３９】共沈法を用いて合成されたＣａＯ添加量１
０、１５、２０モル％の安定化ＺｒＯ2 原料粉末を各々
１３００℃で、３時間仮焼した後、ジルコニアボールを
用いて振動ミルにより平均粒径１０μｍまで粉砕し評価
用原料を作製した。成形用バインダーとして、上記原料
粉末に対し固形分で５％添加量となるようにＰＶＡ１０
０％水溶液を攪拌混合しながら添加した。１２０℃で、
１０時間乾燥した後、８０番のナイロンメッシュを通し
プレス成形用原料を作製した。
０、１５、２０モル％の安定化ＺｒＯ2 原料粉末を各々
１３００℃で、３時間仮焼した後、ジルコニアボールを
用いて振動ミルにより平均粒径１０μｍまで粉砕し評価
用原料を作製した。成形用バインダーとして、上記原料
粉末に対し固形分で５％添加量となるようにＰＶＡ１０
０％水溶液を攪拌混合しながら添加した。１２０℃で、
１０時間乾燥した後、８０番のナイロンメッシュを通し
プレス成形用原料を作製した。
【００４０】得られた原料を直径３０ｍｍの金型を用
い、成形圧力１ｔ／ｃｍ2 で成形した後、大気中、１４
５０〜１７００℃で焼成し、開気孔率の異なった多孔質
ジルコニアセラミックスから成る支持部材の試料を作製
した。
い、成形圧力１ｔ／ｃｍ2 で成形した後、大気中、１４
５０〜１７００℃で焼成し、開気孔率の異なった多孔質
ジルコニアセラミックスから成る支持部材の試料を作製
した。
【００４１】さらに、保護膜の材料として、前記同様共
沈法を用いて合成されたＹ2 Ｏ3 添加量５、８、１０モ
ル％の安定化ＺｒＯ2 原料を１２５０℃で、３時間仮焼
した後、ジルコニアボールを用いて振動ミルにより、各
々平均粒径２、５、８、１０、１５μｍに粉砕し原料粉
末を作製した。得られた原料粉末に対し、固形分で２％
添加量となるようにＰＶＡ８０％水溶液を攪拌混合しな
がら添加し、ジルコニアペーストを得た。
沈法を用いて合成されたＹ2 Ｏ3 添加量５、８、１０モ
ル％の安定化ＺｒＯ2 原料を１２５０℃で、３時間仮焼
した後、ジルコニアボールを用いて振動ミルにより、各
々平均粒径２、５、８、１０、１５μｍに粉砕し原料粉
末を作製した。得られた原料粉末に対し、固形分で２％
添加量となるようにＰＶＡ８０％水溶液を攪拌混合しな
がら添加し、ジルコニアペーストを得た。
【００４２】このジルコニアペーストを上記支持部材の
表面へ厚み５０μｍ程度になるように印刷し、１２０℃
で、２時間乾燥した後、大気中にて、１４００℃で２時
間焼きつけＹ2 Ｏ3 安定化ジルコニアからなる保護層を
形成した。
表面へ厚み５０μｍ程度になるように印刷し、１２０℃
で、２時間乾燥した後、大気中にて、１４００℃で２時
間焼きつけＹ2 Ｏ3 安定化ジルコニアからなる保護層を
形成した。
【００４３】さらに、空気極材料として純度９９．７
％、平均粒子径が３μｍの市販のＬａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｍｎ
Ｏ3 粉末をスラリーとして上記評価用の支持部材表面に
１００μｍの厚みとなるように塗布し、大気中１２００
℃で５００時間熱処理した。その後、切断面についてＣ
ａ及びＹの空気極への拡散侵入深さをＥＰＭＡ装置によ
り測定した。
％、平均粒子径が３μｍの市販のＬａ0.9 Ｓｒ0.1 Ｍｎ
Ｏ3 粉末をスラリーとして上記評価用の支持部材表面に
１００μｍの厚みとなるように塗布し、大気中１２００
℃で５００時間熱処理した。その後、切断面についてＣ
ａ及びＹの空気極への拡散侵入深さをＥＰＭＡ装置によ
り測定した。
【００４４】表３、４に結果を示すように、比較例であ
る保護層を形成しないＣａＯ安定化ジルコニアセラミッ
クスのみからなる支持部材については、添加したＣａＯ
量及び焼結体の気孔率によらず全てのもので空気極材料
中へＣａ成分の拡散が見られた。
る保護層を形成しないＣａＯ安定化ジルコニアセラミッ
クスのみからなる支持部材については、添加したＣａＯ
量及び焼結体の気孔率によらず全てのもので空気極材料
中へＣａ成分の拡散が見られた。
【００４５】これに対しＹ2 Ｏ3 安定化ジルコニアの保
護層を設けた本発明の支持部材については、Ｙ2 Ｏ3 量
にかかわらず全ての試料においてＣａ成分の拡散が遮断
されており、燃料極材料中への拡散は見られなかった。
また、Ｙの空気極への拡散も見られなかった。
護層を設けた本発明の支持部材については、Ｙ2 Ｏ3 量
にかかわらず全ての試料においてＣａ成分の拡散が遮断
されており、燃料極材料中への拡散は見られなかった。
また、Ｙの空気極への拡散も見られなかった。
【００４６】なお、上記保護層の厚みについては、種々
実験の結果５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上あれ
ば、Ｃａ成分の拡散を防止できることがわかった。
実験の結果５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上あれ
ば、Ｃａ成分の拡散を防止できることがわかった。
【００４７】また、本実施例では支持部材の大部分がＣ
ａＯ安定化ジルコニアセラミックスから成るため、安価
に製造することができる。
ａＯ安定化ジルコニアセラミックスから成るため、安価
に製造することができる。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】以上のような本発明の空気極用支持部材
は、円筒状や平板状等として固体電解質燃料電池等に好
適に使用することができる。
は、円筒状や平板状等として固体電解質燃料電池等に好
適に使用することができる。
【００５１】
【００５２】本発明によれば、１０〜２０モル％のＣａ
Ｏを含み、開気孔率が２０〜４５％のジルコニアセラミ
ックスの表面に、５〜１０モル％のＹ2Ｏ3を含むジルコ
ニアセラミックスからなる保護層を備えて空気極用支持
部材を構成したことによって、燃料電池としての製造工
程中の熱処理での空気極中へのＣａ成分の拡散を防止
し、長時間作動可能な燃料電池発電セルを製造すること
が可能となる。
Ｏを含み、開気孔率が２０〜４５％のジルコニアセラミ
ックスの表面に、５〜１０モル％のＹ2Ｏ3を含むジルコ
ニアセラミックスからなる保護層を備えて空気極用支持
部材を構成したことによって、燃料電池としての製造工
程中の熱処理での空気極中へのＣａ成分の拡散を防止
し、長時間作動可能な燃料電池発電セルを製造すること
が可能となる。
【図１】一般的な固体電解質型燃料電池の構造を示す一
部破断斜視図である。
部破断斜視図である。
１：支持部材
２：空気極
３：固体電解質
４：燃料極
５：インターコネクタ
６：空気
７：燃料
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 35/48 - 35/488
H01M 4/86 - 4/98
H01M 8/02
H01M 8/12
B01D 71/02 500
Claims (2)
- 【請求項１】１０〜２０モル％のＣａＯを含み、開気孔
率が２０〜４５％のジルコニアセラミックスの表面に、
５〜１０モル％のＹ2Ｏ3を含むジルコニアセラミックス
の保護層を備えてなる空気極用支持部材。 - 【請求項２】上記保護層が５μｍ以上であることを特徴
とする請求項１記載の空気極用支持部材。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP03732295A JP3502685B2 (ja) | 1994-03-31 | 1995-02-24 | 空気極用支持部材 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-62737 | 1994-03-31 | ||
| JP6273794 | 1994-03-31 | ||
| JP03732295A JP3502685B2 (ja) | 1994-03-31 | 1995-02-24 | 空気極用支持部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07315922A JPH07315922A (ja) | 1995-12-05 |
| JP3502685B2 true JP3502685B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=26376459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03732295A Expired - Fee Related JP3502685B2 (ja) | 1994-03-31 | 1995-02-24 | 空気極用支持部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3502685B2 (ja) |
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-
1995
- 1995-02-24 JP JP03732295A patent/JP3502685B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH07315922A (ja) | 1995-12-05 |
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