JP3668349B2 - 電気化学セル用基体、電気化学セルおよび電気化学セル用基体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、自己支持型の電極基体を備えている、固体電解質型燃料電池、水蒸気電解セル、酸素ポンプ、ノックス分解セル等の電気化学セルに関するものである。
【0002】
【従来技術】
固体電解質型燃料電池では、電極またはインターコネクタを基体として強度を付与し、基体以外の構成要素(固体電解質、他方の電極)は、電池の抵抗を小さくするために、基体上に薄膜として形成することが、一般的に行われている。例えば、いわゆるウエスティングハウスタイプの固体電解質型燃料電池では、円筒型の空気極を基体とし、この上に固体電解質膜、燃料電極膜を形成している。また、本出願人も、空気極とインターコネクタとからなる積層焼結体を、空気極/インターコネクタ基体とし、この上に固体電解質膜、燃料電極膜を形成した構造の単電池について開示した(特開平5−166518号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、平板型、円筒型の単電池は、多数積み重ねて集合電池とするものであり、従って一定の機械的強度が必要である。従来の単電池では、電極を基体として用いるため、基体に対して所定の機械的強度を付与するために、基体の厚さを3mm〜10mm程度と大きくすることが必要不可欠であった。このため、基体が重くなり、基体の材料コストも大きいという問題があった。また、基体の肉厚が大きいことから、基体における内部抵抗が大きくなる。更に、発電は電極と、気孔と、固体電解質とが接触する三相界面で行われるが、基体が厚いことから、ガスが基体内を拡散する際の拡散抵抗が大きく、分極が大きくなるため、発電性能を低下させていた。また、固体電解質型燃料電池以外の電気化学セル、例えば高温水蒸気電解セルの場合にも、これと同様の問題点があることが判明してきた。
【0004】
本発明の課題は、電気化学セルの一方の電極を構成する自己支持型の基体と、この基体上に形成されている固体電解質膜と、この固体電解質膜上に形成されている他方の電極とを備えている電気化学セルにおいて,その機械的強度の向上と重量の減少とを両立させうるようにし、また、電極中における内部抵抗および分極を減少させることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電気化学セル用の自己支持型の基体であって、基体が少なくとも一方の電極を備えており、基体がセラミックハニカム構造体からなり、このセラミックハニカム構造体が固体電解質膜を形成するための壁部を備えており、壁部の厚さが0.5mm以下であることを特徴とする、電気化学セル用基体に係るものである。
【0006】
また、本発明は、前記の基体と、この基体上に形成されている固体電解質膜と、この固体電解質膜上に形成されている他方の電極とを備えていることを特徴とする、電気化学セルに係るものである。
【0007】
また、本発明は、基体が少なくとも一方の電極とインターコネクターとを備えている場合に、一方の電極を構成するセラミックス層に対応する坏土と、インターコネクターを構成するセラミックス層に対応する坏土とを口金に対して同時に供給することによって基体の成形体を製造し、この成形体を焼成することを特徴とする、基体の製造方法に係るものである。
【0008】
本発明者は、固体電解質型燃料電池の電極基体を、セラミックハニカム構造体によって形成することを想到し、実際に単電池の製作を行い、発電実験を行った。この結果、壁の厚さを小さくしても、所定の構造体としての機械的強度を保持することができ、これによって単電池の軽量化が可能となった。更に、電極中における内部抵抗を減少させることができ、反応場へのガスの供給性が高くなるために、分極を低下させる効果があり、単電池当たりの発電性能を一層向上させうることを確認し、本発明に到達した。
【0009】
本発明においては、基体を電極のみに構成することができるが、基体を電極とインターコネクターとの積層物とすることもできる。
【0010】
【発明の実施形態】
本発明の電気化学セルを、酸素ポンプとして使用できる。また、本発明の電気化学セルを、高温水蒸気電解セルとして使用できる。このセルは、水素の製造装置に使用でき、また水蒸気の除去装置に使用できる。この場合には、各電極で次の反応を生じさせる。
【0011】
陰極:H2 O+2e- →H2 +O2 -
陽極:O2 - →2e- +1/2O2
【0012】
更に、本発明の電気化学セルを、NOxの分解セルとして使用できる。この分解セルは、自動車、発電装置からの排ガスの浄化装置として使用できる。現在、ガソリンエンジンから発生するNOxには、三元機能触媒によって対応している。しかし、リーンバーンエンジンやディーゼルエンジンなど、低燃費型のエンジンが増加すると、これらのエンジンの排ガス中の酸素量が多いので、三元機能触媒が機能しなくなる。
【0013】
ここで、本発明の電気化学セルをNOx分解セルとして使用すると、固体電解質膜を通して排ガス中の酸素を除去するのと共に、NOxを電解してN2 とO2 - とに分解し、この分解によって生成した酸素をも除去できる。また、このプロセスと共に、排ガス中の水蒸気が電解されて水素と酸素とを生じ、この水素がNOxをN2 へと還元する。
【0014】
セラミックハニカム構造体に設けられた穴の横断面の形状は特に限定されず、三角形、四角形、六角形、その他の多角形であってよく、これらの組み合わせであってよい。好ましくは正三角形、正方形または長方形、正六角形であってよい。
【0015】
セラミックハニカム構造体のうち固体電解質と接触する壁部の厚さは、0.5mm以下とする。これによって、セラミックハニカム構造体のうち固体電解質と接触する部分における分極抵抗が著しく減少する。この観点からは、0.3mm以下とすることが、一層好ましい。ただし、固体電解質を保持するためにはこの壁部の厚さを0.1mm以上とすることが好ましい。
【0016】
また、セラミックハニカム構造体のうち、固体電解質と接触しない壁部の厚さは、限定されない。しかし、基体をできる限り軽くするという観点からは、1mm以下とすることが好ましく、強度を向上させるという観点からは、0.1mm以上とすることが好ましい。
【0017】
セラミックハニカム構造体の貫通孔の横断面の幅は、縦横共に、構造的強度を一層向上させるためには、5mm以下とすることが好ましく、製造し易さの観点からは、0.5mm以上とすることが好ましい。
【0018】
図1は、本発明の一つの実施形態に係る電気化学セル1を示す正面図である。電極として働く基体2が、セラミックハニカム構造体からなっている。セラミックハニカム構造体2の外周面側の壁部2aの横断面の形状は円形であるが、特に円形には限定されない。壁部2aの内側に、例えば碁盤目形状に縦横に延びる多数の直線状の壁部が形成されており、図1において縦方向に延びる壁部2cと横方向に延びる壁部2bとを備えている。壁部2bと2cとは互いに直交しており、これらの間に正方形の貫通孔3が多数形成されている。
【0019】
セラミックハニカム構造体2の外周面側の壁部2aの表面に、固体電解質膜4が形成されており、固体電解質膜4上に陰極膜5が形成されている。壁部2aのうち、一部分には固体電解質膜4が形成されておらず、この部分にインターコネクター6が形成されている。気密質の固体電解質膜4の端部と気密質のインターコネクター6の端部とは互いにつながっており、貫通孔3内を流れるガスがセル1の外部に漏出しないようになっている。
【0020】
実際の作動時には、貫通孔3のうち、壁部2aに対して直接に面している、最外周の貫通孔3Aのみにガスを流し、壁部2aに対して直接に接触していない貫通孔3Bにはガスを流さないようにすることができる。また、貫通孔3A、3Bのいずれにも同時にガスを流すことができる。
【0021】
本発明において、セラミックハニカム構造体からなる電極は、陽極または陰極であるが、陽極の方が一層好適である。
【0022】
陽極の主原料は、ランタンを含有するペロブスカイト型複合酸化物であることが好ましく、ランタンマンガナイト又はランタンコバルタイトであることが更に好ましく、ランタンマンガナイトが一層好ましい。ランタンマンガナイトは、ストロンチウム、カルシウム、クロム、コバルト、鉄、ニッケル、アルミニウム等をドープしたものであってよい。
【0023】
陰極の主原料は、ニッケル、酸化ニッケル、ニッケル─ジルコニア混合粉末、酸化ニッケル─ジルコニア混合粉末、パラジウム、白金、パラジウム−ジルコニア混合粉末、白金─ジルコニア混合粉末、ニッケル−セリア、酸化ニッケル−セリア、パラジウム−セリア、白金−セリアの各混合粉末等が好ましい。
【0024】
固体電解質膜の材料としては、イットリア安定化ジルコニア又はイットリア部分安定化ジルコニアが好ましいが、他の材料を使用することもできる。また、NOx分解セルの場合には、固体電解質膜を酸化セリウム系セラミックスとすることが特に好ましい。
【0025】
インターコネクターの主原料は、ランタンを含有するペロブスカイト型複合酸化物であることが好ましく、ランタンクロマイトであることが更に好ましい。耐熱性、耐酸化性、耐還元性を有しているからである。ランタンクロマイトには、前記のような金属をドープすることもできる。
【0026】
本発明において、電極基体として使用するセラミックハニカム構造体を製造するためには、前記した電極の原料となる坏土を押出成形し、この際、ハニカム形状の成形体に対応したダイスに通過させる。電極の成形体を構成する坏土は、電極の主原料に対して、有機バインダーと造孔材と水とを混合することで、製造できる。
【0027】
この有機バインダーとしては、ポリメチルアクリレート、ニトロセルロース、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、スターチ、ワックス、アクリル酸ポリマー、メタクリル酸ポリマー等を例示することができる。造孔材としては、セルロース、カーボン、アクリルパウダー等を例示できる。主原料の重量を100重量部としたとき、有機バインダーの添加量は、0.5〜5重量部とすることが好ましく、造孔材の添加量は、2〜20重量部とすることが好ましい。
【0028】
セラミックハニカム構造体が一方の電極とインターコネクターとからなる場合には、一方の電極を構成するセラミックス層に対応する坏土と、インターコネクターを構成するセラミックス層に対応する坏土とを口金に対して同時に供給することによって成形体を製造し、この成形体を焼成することによって、セラミックハニカム構造体を製造することが好ましい。
【0029】
この場合、インターコネクターのグリーン成形体を構成する坏土は、前記の主原料に対して有機バインダーと水とを混合することで、製造できる。この有機バインダーとしては、ポリメチルアクリレート、ニトロセルロース、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、スターチ、ワックス、アクリル酸ポリマー、メタクリル酸ポリマー等を例示することができる。主原料の重量を100重量部としたとき、有機バインダーの添加量は0.5〜5重量部とすることが好ましい。
【0030】
図2は、この実施形態に係る電気化学セル18を示す断面図である。セル18の基体19は、断面形状が略長方形のセラミックハニカム構造体からなっている。基体19の上側は陽極22からなり、陽極22の下側にはインターコネクター25が一体焼成によって接合されている。陽極22を取り囲むように、水平方向に壁部22aが延びており、壁部22aの末端から垂直方向に壁部22eが延びている。各壁部22a、22eの厚さmは、0.5mm以下である。
【0031】
陽極22を取り巻く壁部22a、22eの内側に、縦横に碁盤目状に延びる壁部22b、22fが形成されている。壁部22bと22fとによって多数の貫通孔23Cが形成されている。また、壁部22aと壁部22bとの間に一列の貫通孔23Aが形成されており、壁部22eと壁部22fとの間に貫通孔23Bが形成されている。貫通孔23A、23Bは、陽極22の外周を取り巻く壁部22a、22eに直接に面している。陽極22それ自体もハニカム構造体を構成している。
【0032】
陽極22の最下部の壁部22fに対して、インターコネクター25の垂直方向に延びる壁部25bが接合されており、各壁部25bは、インターコネクター25の外縁部を形成している壁部25aにつながっている。29は陽極とインターコネクターとの接合部分である。壁部22b、22f、25b、25aによって、貫通孔24が形成されており、各貫通孔24は陽極とインターコネクターとに対して面している。
【0033】
陽極22の壁部22aの表面22cに固体電解質膜20の水平部分20aが形成されており、壁部22eの表面22dに固体電解質膜20の垂直部分20bが形成されている。固体電解質膜20bの端部はインターコネクター25の表面25cまで達している。固体電解質膜20a、20bによって、セラミックハニカム構造体19内の貫通孔23A、23B、23C、24が気密に保持されている。固体電解質膜20a上に陰極膜21の水平部分21aが形成されており、膜20b上に陰極膜21の垂直部分21bが形成されている。
【0034】
発電時には、少なくとも貫通孔23A、23Bに酸化ガスを流すことによって、固体電解質膜20a、20bの全体で同時に起電力を発生させることができる。
【0035】
固体電解質型燃料電池の場合、貫通孔23C、24にも酸化ガスを流すことができる。この場合には、貫通孔23C、24中を流れる酸化ガスが、発電によって生じた熱を奪いながら単電池の外部へと抜け、この過程で単電池を冷却する作用がある。これによって、単電池の長手方向の温度分布が均一化するという作用効果が得られる。
【0036】
更に、インターコネクター材料として一般に使用されているランタンクロマイトは、還元雰囲気中よりも酸化雰囲気中の方が、抵抗が低くなることが知られている。本実施形態において、インターコネクター25をランタンクロマイトによって形成すると、貫通孔24中にも酸化ガスを供給できるので、これによってインターコネクター25の抵抗を小さくでき、かつインターコネクター25の壁部の厚さを小さくできるので、更にインターコネクターの抵抗を低減できる。これによってセルの内部抵抗を一層低減できる。
【0037】
本発明においては、例えば図2に示したように、電極とインターコネクターとを一体化した構造のセラミックハニカム基体を使用することが特に好ましい。こうした構造の基体は梁構造を持っており、構造強度が高いからである。
【0038】
また、電気化学セルの断面形状は、図2に示すような長方形状とすることが好ましい。例えば、固体電解質型燃料電池の場合に、単電池の外側を燃料ガスが流れるが、この際単電池の形状が図1に示すような円形であると、反応に関与しない余分なデッドスペースにも燃料ガスが流れる。これに対して、長方形状とすることによって、こうしたデッドスペースが少なくなり、燃料利用効率が向上するからである。
【0039】
【実施例】
以下、更に具体的な実験結果について述べる。
〔実験A〕
(実施例1の単電池の製造)
平均粒径3μmのランタンマンガナイト原料粉末100重量部、セルロース5重量部、メチルセルロース3重量部、および水12重量部を混練機に入れ、混練して坏土を調製した。この坏土を、真空土練機を用いて成形し、直径50mm、長さ300mmの円柱形状の坏土成形体を作製した。押し出し機のシリンダーに、ハニカム構造を成形するための口金を取り付けた。前記の坏土の成形体を、シリンダー内に収容し、ピストンを前進させ、押出成形し、図1に示すような形状のセラミックハニカム成形体を製造した。この成形体の外形は、直径18mm、長さ500mmであり、各貫通孔の横断面の形状は略正方形であり、壁厚は成形体の全体にわたって0.6mmであり、各貫通孔の幅は、縦横共に0.6mmであり、貫通孔のピッチは1.2mmであった。
【0040】
この成形体を、乾燥機を用いて100℃で乾燥し、次いで、電気炉で昇温速度100℃/時間で1600℃まで昇温し、1600℃で3時間焼成し、セラミックハニカム構造体1を得た。この構造体1の外形は、直径15mm、長さ300mmであり、各貫通孔の横断面の形状は略正方形であり、壁厚は成形体の全体にわたって0.5mmであり、各貫通孔の幅は、縦横共に0.5mmであり、貫通孔のピッチは1.0mmであった。
【0041】
次いで、このセラミックハニカム構造体1の外周面のうち、成膜しない部分を耐熱テープでマスキングをした。インターコネクターをプラズマ溶射機を用いて成膜する。平均粒径35μmのランタンクロマイト粉末を、出力40kwで、アルゴンと水素のプラズマガス中で溶かし、膜厚150μm成膜した。その後マスクを剥がした。
【0042】
次いで、固体電解質をプラズマ溶射機で製膜した。まず、固体電解質を製膜しない部分を、耐熱テープでマスキングをした。平均粒径25μmの9mol%イットリア安定化ジルコニア粉末を、出力40kwで、アルゴンと水素のプラズマガス中で溶かし、ハニカム構造体上に膜厚100μm成膜した。その後マスクを剥がした。インターコネクターと固体電解質の緻密化をするため、構造体の全体を、1450℃で3時間、空気中、電気炉で熱処理をした。
【0043】
次に、燃料極を固体電解質上にスクリーン印刷で成膜した。ニッケルの体積割合が60体積%となるように、NiO粉末とイットリア安定化ジルコニア粉末とポリエチレングリコールとを混合し、ペーストを調合した。このペーストを、円筒用スクリーン印刷機で固体電解質膜上に成膜した。ペーストの膜厚は100μmとした。その後、構造体の全体を電気炉に収容し、1400℃で2時間焼成することによって、ニッケル−ジルコニアサーメットからなる燃料極膜を形成した。こうして実施例1の単電池を作成した。
【0044】
(実施例2、3の単電池の製造)
セラミックハニカム構造体の壁部の厚さの効果を調べるため、上記の実施例1と同様にして、実施例2、3の各単電池を製造した。ただし、実施例2においては、焼成後の構造体1の壁部の厚さが0.1mmとなるようにし、実施例3においては、焼成後の構造体1の壁部の厚さが0.2mmとなるようにした。
【0045】
(比較例1)
実施例1と同様にして単電池を製造した。ただし、空気極基体として、円筒形状の基体を製造した。円筒を成形するための口金を押出成形装置に取り付け、次いで前記の坏土の成形体を押出成形装置内に収容した。ピストンを前進させ、直径18mm、肉厚2.4mm、長さ500mmの円筒形状の成形体を得た。この成形体を、実施例1と同様にして焼成することによって、円筒形状の空気極基体管を製造した。この直径は15mmであり、肉厚は2.0mmであり、長さは300mmであった。
【0046】
(固体電解質型燃料電池の発電試験)
図3および図4に模式的に示した発電試験装置を使用し、発電試験を行った。実施例1、2、3および比較例の各単電池14を、集電体12と13との間に設置し、各集電体を白金線10、11に接続した。集電体12、13としては、ニッケル製の板を使った。集電体12、13と単電池14との間には、ニッケルフェルト15を介在させた。これらを容器9内に収容した。室温バブラーに水素を通して加湿し、矢印Aのように容器9内に供給し、単電池14の燃料極に対して接触させ、矢印Bのように容器9から排出した。
【0047】
単電池14を、セラミックス製のマニホールド8A、8Bに対して気密に固定した。マニホールド8Bを通して、矢印Cのように空気を供給し、単電池の内部に流し、矢印Dのように排出した。
【0048】
温度1000℃の発電条件下で、各単電池の分極値を、電流遮断法によって測定した。使用電流密度は、電極面積当たりで300mA/cm2 とした。これらの測定結果を、表1に示す。
【0049】
【表1】
【0050】
表1から判るように、本発明の単電池は、比較例の単電池に比較して、分極値が著しく小さくなっている。また、壁部の厚さを0.5mm以下とすることによって、分極値が著しく小さくなった。
【0051】
〔実験B〕
(実施例4、5、6の単電池の製造)
平均粒径3μmのランタンマンガナイト原料粉末100重量部、セルロース5重量部、メチルセルロース3重量部、および水14重量部を混練機に入れ、混練することによって、直径50mm、長さ300mmの円柱形状の坏土を製造した。一方、平均粒径3μmのランタンクロマイト原料粉末100重量部、メチルセルロース3重量部および水14重量部を混練機に入れ、混練することによって、直径50mm、長さ300mmの円柱形状の坏土を製造した。
【0052】
前記の各坏土を使用して、同時押出成形によって基体19の成形体を製造した。この際には、図5に示す形態の押出成形機を使用した。即ち、各成形胴36A、36Bの各通路40A、40Bの中に、空気極用坏土39Aとインターコネクター用坏土39Bとを投入した。プランジャー37Aの軸38Aを移動させ、空気極用坏土39Aを口金32の方向へと押し出した。これと同時に、プランジャー37Bの軸38Bを移動させ、坏土39Bを口金32へと押し出した。口金32は、入口部分32aと出口部分32bとからなる。入口部分32aにおいては、2つの入口通路34A、34Bが形成されており、両者の間に隔壁が設けられている。各入口通路の横断面は、それぞれ円形である。出口部分32b中の出口通路35の横断面は長方形である。口金32の先端部分にダイス33が設置されている。
【0053】
第一のプランジャー37Aと第二のプランジャー37Bとの各押出速度や圧力を、成形体の曲がりが発生しないように調整した。こうして得られた成形体は、図2の基体19の形状に対応する断面形状を有している。この成形体を、乾燥機を用いて100℃で乾燥し、次いで、電気炉で昇温速度100℃/時間で1600℃まで昇温し、1600℃で3時間焼成することによって、基体19を得た。この基体19の寸法は、縦約6mm、横約20mm、長さ約300mmであった。
【0054】
固体電解質膜を成膜しない部分を耐熱テープでマスキングした後、固体電解質である8mol%イットリア安定化ジルコニア粉末を、プラズマ溶射機によって、空気極の全面を覆うように溶射し、厚さ60μmの溶射膜を得た。こうして得られた構造体の全体を電気炉内に収容し、1400℃で4時間熱処理し、溶射膜を緻密化させた。次いで、成膜しない部分を耐熱テープでマスキングした後、酸化ニッケル50重量%と8mol%イットリア安定化ジルコニア50重量%との混合粉末を、固体電解質膜上に40kWの出力でプラズマ溶射し、燃料電極膜を形成した。
【0055】
前記において、ダイスの形状を変化させることによって,固体電解質膜に接する壁部の厚さを、表2に示すように変更した。
【0056】
(比較例2の単電池の製造)
実施例4と同じようにして比較例2の単電池を製造した。ただし、ダイスの形状を変更することによって、図6に示す構造の単電池26を製造した。ただし、図2に示した構成部分には同じ符号を付け、その説明は省略する。ここで、単電池26の基体45の断面形状は略長方形であり、基体45の上側は空気極27からなり、空気極27の下側にはインターコネクター30が一体焼成によって接合されている。空気極27とインターコネクター30との間に複数個の貫通孔28が形成されている。各貫通孔28は、それぞれ空気極27とインターコネクター30とに面している。
【0057】
(発電特性の測定)
実施例4、5、6および比較例2の各単電池について、重量当たりの出力密度を測定し、測定結果を表2に示した。
【0058】
【表2】
【0059】
この結果からわかるように、本発明によって基体をハニカム構造体とすることによって、単電池の重量当たりの出力密度が著しく上昇した。これは、空気極の壁部を薄くできるために、分極値が小さいからである。また、基体をハニカム形状としたことによって、基体が軽量でありながら、固体電解質型燃料電池用の構造体として十分な強度を有するからである。
【0060】
〔実験C〕
実施例4、5、6に示すようにして、図2の形態を有する本発明例の高温水蒸気電解セルを製造した。ただし、固体電解質膜に接する壁部の厚さを0.3mmとした。また、比較例2に示すようにして、図6に示す構造の比較例の高温水蒸気電解セルを製造した。
【0061】
本発明例および比較例の各高温水蒸気電解セルを使用して、電気炉内で1000℃で水蒸気電解を実施した。陰極(ニッケル−ジルコニアサーメット)側には、0.5%の水素を含有するヘリウムをキャリアガスとして、5.6%H2 Oを供給した。陽極(ランタンマンガナイト)側には空気を供給した。この際、陰極側のガスと陽極側のガスとが互いに混合しないように、セルの端部をガラスによってガス供給マニホールドに対してシールした。電圧と電流密度との関係を測定した結果を、図7に示す。
【0062】
この結果から判るように、電圧が同じであっても、本発明例の方が電流密度が高く、電解効率が高いことがわかった。これは、固体電解質に面する陽極の厚さを薄くできるために、陽極に発生した酸素がスムーズに除去されるためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施形態に係る円筒型の単電池を示す正面図である。
【図2】本発明の他の実施形態に係る単電池を示す正面図である。
【図3】固体電解質型燃料電池の発電試験に使用した装置を、その長手方向にみたときの模式図である。
【図4】図3の装置を、その幅方向にみたときの模式図である。
【図5】図2のような基体を製造するのに好適な押し出し成形装置を概略的に示す断面図である。
【図6】比較例で製造した単電池を示す正面図である。
【図7】本発明例および比較例の各高温水蒸気電解セルの電圧−電流密度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1、18、21、26 電気化学セル 2 セラミックハニカム構造体からなる電極 2a セラミックハニカム構造体2の固体電解質と接触する壁部 2b その他の壁部 3 貫通孔 3A 最外周の貫通孔 3B 壁部2aに対して直接に接触していない貫通孔 4、20 固体電解質膜 5、21 陰極膜 6、25、30 インターコネクター 9 容器 10、11 白金線 12、13 集電体 19 陽極とインターコネクターとを備えている基体 22 ハニカム構造の陽極 22a、22e固体電解質と接する壁部 23A、23B 外周側の貫通孔
Claims (5)
- 電気化学セル用の自己支持型の基体であって、前記基体の少なくとも一部が、セラミックハニカム構造体を有した一方の電極からなり、このセラミックハニカム構造体が固体電解質膜を形成するための壁部を備えており、前記壁部の厚さが0.5mm以下であることを特徴とする、電気化学セル用基体。
- 前記基体を構成する前記セラミックハニカム構造体の少なくとも一部が、インターコネクターからなる、
ことを特徴とする、請求項1記載の電気化学セル用基体。 - 前記一方の電極が陽極であることを特徴とする、請求項1または2記載の電気化学セル用基体。
- 請求項2記載の電気化学セル用基体を製造する方法であって、前記一方の電極を構成するセラミックス層に対応する坏土と、前記インターコネクターを構成するセラミックス層に対応する坏土とを口金に対して同時に供給することによって前記基体の成形体を製造し、この成形体を焼成することを特徴とする、電気化学セル用基体の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一つの請求項に記載の電気化学セル用基体と、この基体上に形成されている固体電解質膜と、この固体電解質膜上に形成されている他方の電極とを備えていることを特徴とする、電気化学セル。
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