JP5045024B2 - Single-chamber solid oxide fuel cell and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、単室型固体酸化物形燃料電池及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a single-chamber solid oxide fuel cell and a method for manufacturing the same.
燃料電池とは外部からの燃料供給と燃焼生成物の排気とを連続的に行いながら、燃料が酸化する際に発生する化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換できる電池である。燃料電池の種類は電解質により分類され、電解質にイオン伝導性を持つ固体酸化物を用いたものを固体酸化物形燃料電池と呼んでいる。この固体酸化物形燃料電池としては、種々のものが提案されているが、例えば、特許文献１には、多孔質の支持基体上に燃料極（アノード）を形成し、その燃料極の上に電解質を形成し、さらにその電解質の上に空気極（カソード）を形成した固体酸化物形燃料電池が開示されている。
しかしながら、上記固体酸化物形燃料電池では、空気極を電解質上に形成する際の位置決めに精度が要求される。すなわち、この位置精度が低いと、空気極が燃料極と接触してしまう可能性があり、これによって短絡が生じるという問題がある。 However, in the solid oxide fuel cell, accuracy is required for positioning when the air electrode is formed on the electrolyte. That is, if this positional accuracy is low, there is a possibility that the air electrode may come into contact with the fuel electrode, thereby causing a short circuit.
そこで、本発明は、燃料極と空気極との短絡を確実に防止することのできる単室型固体酸化物形燃料電池及びその製造方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the single chamber type solid oxide fuel cell which can prevent the short circuit with a fuel electrode and an air electrode reliably, and its manufacturing method.
本発明に係る単室型固体酸化物形燃料電池は、上記課題を解決するためになされたものであり、多孔質基板と、前記多孔質基板の一方面に接するよう形成された燃料極及び空気極のいずれか一方の電極、前記一方の電極を覆いその周縁が前記多孔質基板の一方面と連結するように形成された電解質、及び前記電解質に接するよう形成された他方の電極、を有する複数の単セルと、を備えており、前記各単セルは、前記一方の電極に接続される第１のインターコネクタと、前記他方の電極に接続される第２のインターコネクタと、を有しており、前記第１のインターコネクタは前記基板上に配置され、隣接する前記各単セルの前記一方の電極及び電解質が前記第１のインターコネクタの一部を覆うように形成されており、前記第２のインターコネクタは前記基板上に配置され、隣接する前記各単セルの前記他方の電極が前記第２のインターコネクタの一部を覆うように基板側に延びており、前記第１のインターコネクタの一端部は、隣接する一方の単セルの前記一方の電極に接続され、他端部は、隣接する他方の単セルの前記一方の電極に接続され、前記第２のインターコネクタの一端部は、隣接する一方の単セルの前記他方の電極に接続され、他端部は、隣接する他方の単セルの前記他方の電極に接続され、前記第１及び第２のインターコネクタを介して前記複数の単セルが接続されている。
また、本発明に係る単室型固体酸化物形燃料電池は、多孔質基板と、前記多孔質基板の一方面に接するよう形成された燃料極及び空気極のいずれか一方の電極、前記一方の電極を覆いその周縁が前記多孔質基板の一方面と連結するように形成された電解質、及び前記電解質に接するよう形成された他方の電極、を有する複数の単セルと、を備えており、前記各単セルは、前記一方の電極に接続される第１のインターコネクタと、前記他方の電極に接続される第２のインターコネクタと、を有しており、前記第１のインターコネクタは前記基板上に配置され、隣接する前記各単セルの前記一方の電極及び電解質は前記第１のインターコネクタの一部を覆うように形成されており、前記第２のインターコネクタは隣接する前記各単セルの前記他方の電極の一部を覆い、前記基板上に延びるように形成されており、前記第１のインターコネクタの一端部は、隣接する一方の単セルの前記一方の電極に接続され、他端部は、隣接する他方の単セルの前記一方の電極に接続され、前記第２のインターコネクタの一端部は、隣接する一方の単セルの前記他方の電極に接続され、他端部は、隣接する他方の単セルの前記他方の電極に接続され、前記第１及び第２のインターコネクタを介して前記複数の単セルが接続されている。
The single-chamber solid oxide fuel cell according to the present invention has been made to solve the above problems, and includes a porous substrate, a fuel electrode and an air formed so as to be in contact with one surface of the porous substrate. plurality having one of the electrodes of the electrode, formed electrolyte to couple with one side of its periphery covering the one electrode is the porous substrate, and the other electrode formed so as to contact with the electrolyte Each of the single cells includes a first interconnector connected to the one electrode and a second interconnector connected to the other electrode. The first interconnector is disposed on the substrate, and the one electrode and the electrolyte of each of the adjacent single cells are formed so as to cover a part of the first interconnector, 2 interco The first electrode is disposed on the substrate, and the other electrode of each adjacent single cell extends to the substrate side so as to cover a part of the second interconnector, and one end of the first interconnector Is connected to the one electrode of one adjacent single cell, the other end is connected to the one electrode of the other adjacent single cell, and one end of the second interconnector is adjacent Connected to the other electrode of one single cell, the other end is connected to the other electrode of the other adjacent single cell, and the plurality of single cells via the first and second interconnectors Is connected.
The single-chamber solid oxide fuel cell according to the present invention includes a porous substrate, one of a fuel electrode and an air electrode formed in contact with one surface of the porous substrate, A plurality of single cells having an electrolyte covering the electrode and having an outer periphery connected to one surface of the porous substrate, and the other electrode formed in contact with the electrolyte, and Each single cell has a first interconnector connected to the one electrode and a second interconnector connected to the other electrode, and the first interconnector is the substrate. The one electrode and the electrolyte of each of the adjacent single cells arranged on the top are formed so as to cover a part of the first interconnector, and the second interconnector is adjacent to each of the adjacent single cells. The other of Covering a part of the electrode and extending on the substrate, one end of the first interconnector is connected to the one electrode of one adjacent single cell, the other end is Connected to the one electrode of the other adjacent single cell, one end of the second interconnector is connected to the other electrode of the adjacent single cell, and the other end is connected to the other adjacent cell. The plurality of single cells are connected to the other electrode of the single cell via the first and second interconnectors.
このように、電解質が一方の電極を覆い、その周縁が多孔質基板の一方面と連結しているために、電解質の上に形成する他方の電極の位置精度が低くても、一方の電極と他方の電極とが接触するのを防止することができる。その結果、電池の短絡が生じることを確実に防止することができる。 In this way, the electrolyte covers one electrode, and its peripheral edge is connected to one surface of the porous substrate. Therefore, even if the positional accuracy of the other electrode formed on the electrolyte is low, Contact with the other electrode can be prevented. As a result, a short circuit of the battery can be reliably prevented.
以上のように第１及び第２のインターコネクタを介して複数の単セルを接続することができる。このように複数の単セルをインターコネクタで電気的に接続することによって、より大きな電圧を取り出すことができる。 As described above, a plurality of single cells can be connected via the first and second interconnectors. Thus, a larger voltage can be taken out by electrically connecting a plurality of single cells with an interconnector.
なお、上記インターコネクタは、多孔質基板の一方面に設けた凹部内に形成することもできる。このようにインターコネクタを多孔質基板の凹部内に形成することで、インターコネクタを多孔質基板から剥離しにくくすることができる。 In addition, the said interconnector can also be formed in the recessed part provided in the one surface of the porous substrate. By forming the interconnector in the recess of the porous substrate in this way, the interconnector can be made difficult to peel from the porous substrate.
また、本発明に係る単室型固体酸化物形燃料電池の製造方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、多孔質基板の一方面に燃料極及び空気極のいずれか一方の電極を複数形成する工程と、前記各一方の電極を覆い、その周縁が前記多孔質基板の一方面と連結するような電解質を形成する工程と、前記各電解質上に他方の電極を形成する工程と、を備えた、複数の単セルを有する単室型固体酸化物形燃料電池の製造方法であって、隣接する前記各一方の電極に接続される第１のインターコネクタを前記基板上に配置する工程と、隣接する前記各他方の電極に接続される第２のインターコネクタを前記基板上に配置する工程と、を更に備え、前記各一方の電極を形成する工程及び前記各電解質を形成する工程は、隣接する前記各一方の電極及び前記各電解質が前記第１のインターコネクタの一部を覆うように当該一方の電極及び電解質を形成することにより、前記第１のインターコネクタの一端部を、隣接する一方の単セルの前記一方の電極に接続し、他端部を、隣接する他方の単セルの前記一方の電極に接続し、前記各他方の電極を形成する工程は、隣接する前記各他方の電極が前記第２のインターコネクタの一部を覆うように当該他方の電極を基板側に延ばすことにより、前記第２のインターコネクタの一端部を、隣接する一方の単セルの前記他方の電極に接続し、他端部を、隣接する他方の単セルの前記他方の電極に接続する。
また、本発明に係る単室型固体酸化物形燃料電池の製造方法は、多孔質基板の一方面に燃料極及び空気極のいずれか一方の電極を複数形成する工程と、前記各一方の電極を覆い、その周縁が前記多孔質基板の一方面と連結するような電解質を形成する工程と、前記各電解質上に他方の電極を形成する工程と、を備えた、複数の単セルを有する単室型固体酸化物形燃料電池の製造方法であって、隣接する前記各一方の電極に接続される第１のインターコネクタを前記基板上に配置する工程と、隣接する前記各他方の電極に接続される第２のインターコネクタを前記基板上に延びるように形成する工程と、を更に備え、前記各一方の電極を形成する工程及び前記各電解質を形成する工程は、隣接する前記各一方の電極及び前記各電解質が前記第１のインターコネクタの一部を覆うように当該一方の電極及び電解質を形成することにより、前記第１のインターコネクタの一端部を、隣接する一方の単セルの前記一方の電極に接続し、他端部を、隣接する他方の単セルの前記一方の電極に接続し、前記第２のインターコネクタを形成する工程は、隣接する前記各他方の電極の一部を前記第２のインターコネクタが覆うように当該第２のインターコネクタを形成することにより、前記第２のインターコネクタの一端部を、隣接する一方の単セルの前記他方の電極に接続し、他端部を、隣接する他方の単セルの前記他方の電極に接続する。
In addition, a method for manufacturing a single-chamber solid oxide fuel cell according to the present invention has been made to solve the above problems, and one of a fuel electrode and an air electrode is provided on one surface of a porous substrate. A step of forming a plurality of electrodes, a step of forming an electrolyte that covers each one of the electrodes, and the periphery of which is connected to one surface of the porous substrate, and a step of forming the other electrode on each of the electrolytes And a method of manufacturing a single-chamber solid oxide fuel cell having a plurality of single cells, wherein a first interconnector connected to each one of the adjacent electrodes is disposed on the substrate. And a step of disposing a second interconnector connected to each of the other adjacent electrodes on the substrate, and forming the one electrode and forming the electrolyte. Each of the steps is adjacent to each other By forming the one electrode and the electrolyte so that the electrode and each electrolyte cover a part of the first interconnector, the one end of the first interconnector is connected to the one of the adjacent single cells. The step of connecting to one electrode, connecting the other end to the one electrode of the other adjacent single cell, and forming each other electrode includes the step of forming the other electrode adjacent to the second electrode. One end of the second interconnector is connected to the other electrode of one adjacent single cell by extending the other electrode to the substrate side so as to cover a part of the interconnector, and the other end Is connected to the other electrode of the other adjacent single cell.
The method for producing a single-chamber solid oxide fuel cell according to the present invention includes a step of forming a plurality of electrodes, either a fuel electrode or an air electrode, on one surface of a porous substrate, and each of the electrodes. And a step of forming an electrolyte whose peripheral edge is connected to one surface of the porous substrate, and a step of forming the other electrode on each electrolyte. A method for manufacturing a chamber type solid oxide fuel cell, comprising: arranging a first interconnector connected to each of the adjacent one electrodes on the substrate; and connecting to the other adjacent electrode Forming a second interconnector extending on the substrate, wherein the step of forming each of the electrodes and the step of forming each of the electrolytes include the one of the adjacent electrodes And each electrolyte is the first By forming the one electrode and the electrolyte so as to cover a part of the interconnector, one end of the first interconnector is connected to the one electrode of one adjacent single cell, and the other end Is connected to the one electrode of the other adjacent single cell to form the second interconnector, so that the second interconnector covers a part of the other adjacent electrode. By forming the second interconnector, one end of the second interconnector is connected to the other electrode of one adjacent single cell, and the other end is connected to the other adjacent single cell. Connect to the other electrode.
このように、一方の電極を覆いその周縁が基板の一方面と連結するように電解質を形成しているので、電解質上に他方の電極を形成する際の位置精度が低くても、一方の電極と他方の電極とが接触することがなく、短絡が生じることを確実に防止することができる。 Thus, since the electrolyte is formed so as to cover one electrode and its peripheral edge is connected to one surface of the substrate, even if the positional accuracy when forming the other electrode on the electrolyte is low, one electrode And the other electrode are not in contact with each other, and it is possible to reliably prevent a short circuit from occurring.
本発明によれば、燃料極と空気極との短絡を確実に防止することができる単室型固体酸化物形燃料電池及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the single chamber type solid oxide fuel cell which can prevent reliably a short circuit with a fuel electrode and an air electrode, and its manufacturing method can be provided.
以下、本発明に係る単室型固体酸化物形燃料電池及びその製造方法の実施形態について添付図面に従って説明する。図１は本実施形態に係る単室型固体酸化物形燃料電池の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。 Hereinafter, embodiments of a single-chamber solid oxide fuel cell and a method for producing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view of a single-chamber solid oxide fuel cell according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る単室型固体酸化物形燃料電池１は、多孔質基板２と、その多孔質基板２の上面（一方面）２１に形成された複数の第１の単セル３及び第２の単セル４を備えている。複数の第１の単セル３及び第２の単セル４は、図１に示すように、矩形状の多孔質基板２の上面２１に縦４列・横４列となるよう交互に配置されており、このように配置された複数の第１の単セル３と第２の単セル４とをインターコネクタ５によって直列に接続している。 As shown in FIGS. 1 and 2, a single-chamber solid oxide fuel cell 1 according to this embodiment includes a porous substrate 2 and a plurality of upper surfaces (one surface) 21 formed on the porous substrate 2. The first single cell 3 and the second single cell 4 are provided. As shown in FIG. 1, the plurality of first single cells 3 and second single cells 4 are alternately arranged on the upper surface 21 of the rectangular porous substrate 2 in four rows and four rows. The plurality of first single cells 3 and second single cells 4 arranged in this way are connected in series by an interconnector 5.
図２に示すように、第１の単セル３は、基板２の上面２１側から、燃料極６、電解質７及び空気極８を、この順で積層形成することによって構成されている。ここで、電解質７は、その周縁が燃料極６の周縁に沿って下方へ延び、基板２の上面２１と連結することで燃料極６を覆っている。 As shown in FIG. 2, the first single cell 3 is configured by laminating the fuel electrode 6, the electrolyte 7, and the air electrode 8 in this order from the upper surface 21 side of the substrate 2. Here, the electrolyte 7 extends downward along the periphery of the fuel electrode 6 and covers the fuel electrode 6 by being connected to the upper surface 21 of the substrate 2.
第２の単セル４は、第１の単セル３と逆の構成となっている。すなわち、基板２の上面２１側から、空気極８、電解質７及び燃料極６を、この順で積層形成することによって構成されている。ここで、電解質７は、上記第１の単セル３と同様に、その周縁が下方へ延びて基板２の上面２１と連結することで空気極８を覆っている。 The second unit cell 4 has a configuration opposite to that of the first unit cell 3. That is, the air electrode 8, the electrolyte 7, and the fuel electrode 6 are laminated in this order from the upper surface 21 side of the substrate 2. Here, the electrolyte 7 covers the air electrode 8 by the peripheral edge extending downward and connecting to the upper surface 21 of the substrate 2, as in the first unit cell 3.
各単セル３，４は、隣接する単セル４，３と、基板２の上面２１に形成されたインターコネクタ５によって電気的に接続されている。以下では、図２を参照しつつ、第２の単セル４ａを中心に説明する。まず、第２の単セル４ａと隣接する左側の第１の単セル３ａとは、第１の単セル３ａの燃料極６がインターコネクタ５ａ（第１のインターコネクタ）の左側端部と接触し、第２の単セル４ａの空気極８がそのインターコネクタ５ａの右側端部と接触することによって、接続されている。そして、右側に隣接する第１の単セル３ｂとは、その間に形成されたインターコネクタ５ｂ（第２のインターコネクト）の左側端部に第２の単セル４ａの燃料極６が接触し、右側端部に第１の単セル３ｂの空気極８が接触することで、接続されている。ここで、第２の単セル４ａの燃料極６は、第１の単セル３ｂ側に延び、電解質７の周縁に沿って下方へ延びてインターコネクタ５ｂの上面と接触している。同様に第１の単セル３ｂの空気極８は、第２の単セル４ａ側に延び、電解質７の周縁に沿って下方へ延びてインターコネクタ５ｂの上面と接触している。 Each single cell 3, 4 is electrically connected to the adjacent single cell 4, 3 by an interconnector 5 formed on the upper surface 21 of the substrate 2. Below, it demonstrates centering around the 2nd single cell 4a, referring FIG. First, the left first unit cell 3a adjacent to the second unit cell 4a is such that the fuel electrode 6 of the first unit cell 3a contacts the left end of the interconnector 5a (first interconnector). The air electrode 8 of the second single cell 4a is connected by contacting the right end of the interconnector 5a. The first single cell 3b adjacent to the right side is in contact with the fuel electrode 6 of the second single cell 4a at the left end of the interconnector 5b (second interconnect) formed between the right and left ends. The air electrode 8 of the 1st single cell 3b contacts and the part is connected. Here, the fuel electrode 6 of the second unit cell 4a extends to the first unit cell 3b side, extends downward along the periphery of the electrolyte 7, and contacts the upper surface of the interconnector 5b. Similarly, the air electrode 8 of the first unit cell 3b extends to the second unit cell 4a side, extends downward along the periphery of the electrolyte 7, and contacts the upper surface of the interconnector 5b.
次に、上記燃料電池を構成する材料について説明する。多孔質基板２は、ガス透過性及びその強度を考慮すると、その気孔率が１０〜８０％の範囲にあることが好ましい。このような要求を満たすため、基板２を構成する材料は、アルミナやジルコニア等の絶縁性セラミックス材料が用いられる。 Next, materials constituting the fuel cell will be described. In consideration of gas permeability and its strength, the porous substrate 2 preferably has a porosity in the range of 10 to 80%. In order to satisfy such requirements, an insulating ceramic material such as alumina or zirconia is used as the material constituting the substrate 2.
電解質７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ープしたランタン・ガレード系酸化物、スカンジウムやイットリウムを含むジルコニア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。 As the material of the electrolyte 7, those known as electrolytes for solid oxide fuel cells can be used. Oxygen ion conductive ceramic materials such as oxides, zirconia-based oxides containing scandium and yttrium can be used.
燃料極６及び空気極８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１０ｎｍ〜１００μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５０μｍであり、特に好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍである。なお、平均粒径は、例えば、ＪＩＳＺ８９０１にしたがって計測することができる。 The fuel electrode 6 and the air electrode 8 can be formed of a ceramic powder material. The average particle size of the powder used at this time is preferably 10 nm to 100 μm, more preferably 50 nm to 50 μm, and particularly preferably 100 nm to 10 μm. In addition, an average particle diameter can be measured according to JISZ8901, for example.
燃料極６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、蛍石型構造又はペロ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、例えばサマリウムやガドリニウム等をドープしたセリア系酸化物、スカンジウムやイットリウムを含むジルコニア系酸化物などを挙げることができる。また、ペロブスカイト型構造を有するものとしてはストロンチウムやマグネシウムをドープしたランタン・ガレード系酸化物を挙げることができる。上記材料の中では、酸化物イオン導電体とニッケルとの混合物で、燃料極６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またはセラミックス材料へのニッケル修飾などの形態であってもよい。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６は、金属触媒を単体で用いて構成することもできる。 As the fuel electrode 6, for example, a mixture of a metal catalyst and a ceramic powder material made of an oxide ion conductor can be used. As the 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 hydrogen oxidation activity can be used. In addition, as the oxide ion conductor, one having a fluorite structure or a perovskite structure can be preferably used. Examples of those having a fluorite structure include ceria-based oxides doped with samarium, gadolinium, and the like, and zirconia-based oxides containing scandium and yttrium. In addition, examples of those having a perovskite structure include lanthanum galide oxides doped with strontium and magnesium. Of the above materials, the fuel electrode 6 is preferably formed of a mixture of an oxide ion conductor and nickel. The mixed form of the ceramic material made of the oxide ion conductor and nickel may be a physical mixed form, or may be a powder modification to nickel or a nickel modification to ceramic material. Good. Moreover, the ceramic material mentioned above can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. Moreover, the fuel electrode 6 can also be comprised using a metal catalyst alone.
空気極８を形成するセラミックス粉末材料としては、例えば、ペロブスカイト型構造等を有するＣｏ，Ｆｅ，Ｎｉ，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，Ｓｒ）ＣｏＯ３，（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ３，（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３，（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｆｅ，Ｃｏ）Ｏ３，（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）Ｏ３などの酸化物が挙げられ、好ましくは、（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｆｅ，Ｃｏ）Ｏ３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。 As the ceramic powder material forming the air electrode 8, for example, a metal oxide made of Co, Fe, Ni, Cr or Mn having a perovskite structure or the like can be used. Specifically, (Sm, Sr) CoO 3 , (La, Sr) MnO 3 , (La, Sr) CoO 3 , (La, Sr) (Fe, Co) O 3 , (La, Sr) (Fe, Co , Ni) O 3 and the like, and (La, Sr) (Fe, Co) O 3 is preferable. The ceramic material mentioned above can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
また、インターコネクタ５は、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，ＳＵＳ等の導電性金属、或いは金属系材料，又はＬａ（Ｃｒ，Ｍｇ）Ｏ３，（Ｌａ，Ｃａ）ＣｒＯ３，（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｒＯ３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。 In addition, the interconnector 5 is made of conductive metal such as Pt, Au, Ag, Ni, Cu, SUS, or a metal-based material, or La (Cr, Mg) O 3 , (La, Ca) CrO 3 , (La, It can be formed of a lanthanum chromite-based conductive ceramic material such as Sr) CrO 3, and one of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Good.
上記燃料極６、及び空気極８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。また、電解質７も、上記燃料極６及び空気極８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成型されるが、上記主成分とバインダーとの混合において、上記主成分の割合が８０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、インターコネクタ５も、上述した材料に上記添加物を加えることにより形成される。そして、空気極８及び燃料極６の膜厚は焼結後に５〜１００μmとなるように形成するが、１０〜５０μmとすることが好ましい。また、インターコネクタ５の膜厚は、５〜５００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがさらに好ましい。さらには、電解質３の膜厚は、１〜２００μｍであることが好ましく、５〜１００μｍであることがさらに好ましい。 The fuel electrode 6 and the air electrode 8 are formed by adding appropriate amounts of a binder resin, an organic solvent, and the like with the above-described material as a main component. 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 mixing of the main component and the binder resin. Similarly to the fuel electrode 6 and the air electrode 8, the electrolyte 7 is molded by adding an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, or the like with the above-described material as a main component. In the mixing, it is preferable to mix so that the ratio of the main component is 80% by weight or more. Furthermore, the interconnector 5 is also formed by adding the above additive to the above-described material. And the film thickness of the air electrode 8 and the fuel electrode 6 is formed so that it may become 5-100 micrometers after sintering, but it is preferable to set it as 10-50 micrometers. Moreover, it is preferable that the film thickness of the interconnector 5 is 5-500 micrometers, and it is more preferable that it is 10-100 micrometers. Furthermore, the film thickness of the electrolyte 3 is preferably 1 to 200 μm, and more preferably 5 to 100 μm.
次に、上述した燃料電池１の製造方法について図３を参照しつつ説明する。図３は、燃料電池１の製造方法を示す説明図である。 Next, a method for manufacturing the above-described fuel cell 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing a method for manufacturing the fuel cell 1.
まず、上述した材料からなる多孔質基板２を準備する。続いて、上述した電解質７、燃料極６、及び空気極８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、電解質ペースト、燃料極ペースト、空気極ペーストをそれぞれ作製する。各ペーストの粘度は、次に説明するスクリーン印刷法に適合するように１０３〜１０６ｍＰａ・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−樹脂等の添加物を加えて作製しておく。このペーストの粘度は上述したものと同じである。 First, the porous substrate 2 made of the above-described material is prepared. Subsequently, the powder materials for the electrolyte 7, the fuel electrode 6, and the air electrode 8 described above are used as main components, and an appropriate amount of a binder resin, an organic solvent, and the like are added and kneaded to each of them to prepare an electrolyte paste, a fuel electrode paste, and an air electrode. Each paste is prepared. The viscosity of each paste is preferably about 10 3 to 10 6 mPa · s so as to be compatible with the screen printing method described below. Similarly, the interconnector paste is prepared by adding an additive such as a binder resin to the powder material described above. The viscosity of this paste is the same as described above.
次に、インターコネクタ用ペーストをスクリーン印刷法により、基板２の上面２１上の複数箇所に所定間隔をおいて塗布した後、所定の時間及び温度で乾燥・焼結することにより、インターコネクタ５ａ，５ｂ，５ｃを成形する（図３（ａ））。 Next, the interconnector paste is applied to a plurality of locations on the upper surface 21 of the substrate 2 at a predetermined interval by screen printing, and then dried and sintered at a predetermined time and temperature, whereby the interconnector 5a, 5b and 5c are formed (FIG. 3A).
次に、燃料極ペーストを、インターコネクタ５ａ，５ｃの左側端部５１をそれぞれ覆うようにスクリーン印刷法により基板２の上面２１上に塗布した後、所定の時間及び温度で乾燥・焼結し、燃料極６をそれぞれ形成する（図３（ｂ））。 Next, the fuel electrode paste is applied on the upper surface 21 of the substrate 2 by screen printing so as to cover the left end portions 51 of the interconnectors 5a and 5c, and then dried and sintered at a predetermined time and temperature. Each fuel electrode 6 is formed (FIG. 3B).
続いて、空気極ペーストを、インターコネクタ５ａ，５ｃの右側端部５２をそれぞれ覆うようにスクリーン印刷法により基板２の上面２１上に塗布した後、所定の時間及び温度で乾燥・焼結し、空気極８をそれぞれ形成する（図３（ｂ））。これにより、第１の単セル３ａと第２の単セル４ａとがインターコネクタ５ａにより電気的に接続され、また、第１の単セル３ｂと第２の単セル４ｂとがインターコネクタ５ｃにより電気的に接続される。なお、上記燃料極６，空気極８の形成は、同時に行ってもよい。 Subsequently, the air electrode paste is applied onto the upper surface 21 of the substrate 2 by screen printing so as to cover the right end portions 52 of the interconnectors 5a and 5c, and then dried and sintered at a predetermined time and temperature. Each air electrode 8 is formed (FIG. 3B). As a result, the first single cell 3a and the second single cell 4a are electrically connected by the interconnector 5a, and the first single cell 3b and the second single cell 4b are electrically connected by the interconnector 5c. Connected. The fuel electrode 6 and the air electrode 8 may be formed simultaneously.
そして、この基板２の上面２１上に形成された燃料極６、空気極８上を覆うように、電解質ペ−ストを燃料極６，空気極８より一回り大きくし、電解質７の周縁が基板２の上面２１と連結するようにスクリーン印刷により塗布する。これにより、燃料極６、空気極８は電解質７により覆われている。このよう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・焼結することにより電解質７を形成する（図３（ｃ））。なお、電解質７は、種々の方法で形成することができるが、燃料極６および空気極８を多孔体として形成するには、これらよりも低温で焼結することが好ましく、例えば真空法、溶射法等による低温焼成手法で形成することができる。 The electrolyte paste is made slightly larger than the fuel electrode 6 and the air electrode 8 so as to cover the fuel electrode 6 and the air electrode 8 formed on the upper surface 21 of the substrate 2, and the periphery of the electrolyte 7 is the substrate. 2 is applied by screen printing so as to be connected to the upper surface 21 of 2. Thereby, the fuel electrode 6 and the air electrode 8 are covered with the electrolyte 7. Thus, after apply | coating electrolyte paste, the electrolyte 7 is formed by drying and sintering by predetermined time and temperature (FIG.3 (c)). The electrolyte 7 can be formed by various methods. In order to form the fuel electrode 6 and the air electrode 8 as a porous body, it is preferable to sinter at a temperature lower than these, for example, a vacuum method, thermal spraying, etc. It can be formed by a low-temperature firing method such as a method.
次に、第１の単セル３ａ，３ｂの電解質７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、所定時間及び温度で乾燥・焼結することにより、空気極８を形成する（図３（ｄ））。これにより、第１の単セル３ａ，３ｂが形成される。ここで、第１の単セル３ｂの空気極ペーストを塗布する際は、空気極ペーストを電解質７上の単セル４ａ側周縁まで塗布し、さらにその周縁に沿って下方に延ばしてインターコネクタ５ｂの上面と連結するように塗布する。 Next, an air electrode paste is applied on the electrolyte 7 of the first single cells 3a, 3b by screen printing, and dried and sintered at a predetermined time and temperature to form the air electrode 8 (FIG. 3). (D)). Thereby, the first unit cells 3a and 3b are formed. Here, when applying the air electrode paste of the first single cell 3b, the air electrode paste is applied to the peripheral edge of the single cell 4a on the electrolyte 7, and further extended downward along the peripheral edge of the interconnector 5b. Apply to connect to the top surface.
続いて、第２の単セル４の電解質７上に、燃料極ペーストをスクリーン印刷によって塗布し、所定時間及び温度で乾燥・焼結することにより、燃料極６を形成する（図３（ｄ））。これにより、第２の単セル４ａ、４ｂが形成される。ここで、第２の単セル４ａの燃料極ペーストを塗布する際は、燃料極ペーストを電解質７上の単セル３ｂ側周縁まで塗布し、さらにその周縁に沿って下方に延ばしてインターコネクタ５ｂの上面と連結するように塗布する。これにより、第２の単セル４ａと第１の単セル３ｂとがインターコネクタ５ｂにより電気的に接続される。なお、上記空気極８及び燃料極６の形成は同時に行ってもよい。 Subsequently, a fuel electrode paste is applied on the electrolyte 7 of the second unit cell 4 by screen printing, and dried and sintered at a predetermined time and temperature to form the fuel electrode 6 (FIG. 3D). ). Thereby, the second single cells 4a and 4b are formed. Here, when applying the fuel electrode paste of the second single cell 4a, the fuel electrode paste is applied to the peripheral edge of the single cell 3b on the electrolyte 7, and further extended downward along the peripheral edge of the interconnector 5b. Apply to connect to the top surface. Thereby, the 2nd single cell 4a and the 1st single cell 3b are electrically connected by the interconnector 5b. The air electrode 8 and the fuel electrode 6 may be formed simultaneously.
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、電池に対して水素、又はメタン、エ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、４００〜１０００℃）で供給する。このとき混合ガスは、基板２の上面２１及び下面２２の両側に供給される。基板２の上面２１側の混合ガスは、各単セル３，４の電解質７上に形成された空気極８及び燃料極６に直接供給される。また基板２の下面２２側の混合ガスは、多孔質体である基板２内を通って、各単セル３，４の電解質７に覆われた燃料極６及び空気極８の基板２の上面と接触している面に供給される。こうして、各単セル３，４の燃料極６及び空気極８がそれぞれ混合ガスと接触するため、各単セル３，４における燃料極６と空気極８との間で、電解質７を介した酸素イオン伝導が起こり、発電が行われる。 The fuel cell configured as described above generates power as follows. First, a mixed gas of a fuel gas composed of hydrogen or a hydrocarbon such as methane or ethane and an oxidant gas such as air is supplied to the battery at a high temperature (for example, 400 to 1000 ° C.). At this time, the mixed gas is supplied to both sides of the upper surface 21 and the lower surface 22 of the substrate 2. The mixed gas on the upper surface 21 side of the substrate 2 is directly supplied to the air electrode 8 and the fuel electrode 6 formed on the electrolyte 7 of each single cell 3, 4. The mixed gas on the lower surface 22 side of the substrate 2 passes through the porous substrate 2 and the upper surface of the substrate 2 of the fuel electrode 6 and the air electrode 8 covered with the electrolyte 7 of each single cell 3, 4. Supplied to the contacting surface. Thus, since the fuel electrode 6 and the air electrode 8 of each single cell 3, 4 are in contact with the mixed gas, oxygen between the fuel electrode 6 and the air electrode 8 in each single cell 3, 4 passes through the electrolyte 7. Ion conduction occurs and power is generated.
以上のように、本実施形態によれば、電解質７が、基板２上に形成された電極を覆うよう形成され、その周縁が多孔質基板２の上面２１と連結しているために、その電解質７の上に形成する電極の位置精度が低くても、基板２上の電極と電解質７上の電極とが接触することがなく、短絡が生じることを確実に防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, the electrolyte 7 is formed so as to cover the electrode formed on the substrate 2, and the periphery thereof is connected to the upper surface 21 of the porous substrate 2. Even if the positional accuracy of the electrode formed on the electrode 7 is low, the electrode on the substrate 2 and the electrode on the electrolyte 7 do not come into contact with each other, and it is possible to reliably prevent a short circuit from occurring.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明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、本実施形態では、基板２上にインターコネクタ５を形成しているが、図４に示すように、基板２の上面２１上にブラストやエッチング等の方法により凹部２３を形成し、その凹部２３内にインターコネクタ５を形成することができる。このように形成することで、インターコネクタ５が基板２から剥離するのを防止することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention. For example, in this embodiment, the interconnector 5 is formed on the substrate 2, but as shown in FIG. 4, the recess 23 is formed on the upper surface 21 of the substrate 2 by a method such as blasting or etching. The interconnector 5 can be formed in the 23. By forming in this way, it is possible to prevent the interconnector 5 from being peeled off from the substrate 2.
また、上記実施形態では、まず全てのインターコネクタ５を形成した後に各単セル３，４を形成しているが、一部のインターコネクタを単セルが形成された後に形成することができる。すなわち、図５に示すように、まず、基板２の上面２１上にインターコネクタ５ａ，５ｃを形成する（図５（ａ））。その後、上述した実施形態と同様に各単セル３，４を形成する（図５（ｂ））。そして、第２の単セル４ａと第１の単セル３ｂとを電気的に接続するために、これらの単セルにまたがるようにインターコネクタ５ｂを形成する。つまり、第２の単セル４ａにおける燃料極６の上面と第１の単セル３ｂにおける空気極８の上面とを連結するようにインターコネクタ５ｂを形成する（図５（ｃ））。このように単セルを形成した後に、その上にまたがるようにインターコネクタ５ｂを形成することで、インターコネクタ５ｂを形成する際に要求される位置精度は、上記実施形態に比べて低くくすることができる。 In the above embodiment, the single cells 3 and 4 are formed after all the interconnectors 5 are formed. However, some interconnectors can be formed after the single cells are formed. That is, as shown in FIG. 5, first, the interconnectors 5a and 5c are formed on the upper surface 21 of the substrate 2 (FIG. 5A). Then, each single cell 3 and 4 is formed similarly to embodiment mentioned above (FIG.5 (b)). Then, in order to electrically connect the second unit cell 4a and the first unit cell 3b, the interconnector 5b is formed so as to extend over these unit cells. That is, the interconnector 5b is formed so as to connect the upper surface of the fuel electrode 6 in the second unit cell 4a and the upper surface of the air electrode 8 in the first unit cell 3b (FIG. 5C). After forming the single cell in this way, the position accuracy required when forming the interconnector 5b is made lower than that in the above embodiment by forming the interconnector 5b so as to extend over the single cell. Can do.
また、上記実施形態では、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、スピンコート法、リソグラフィー法、電気泳動法、ロールコート法、グラビアロ−ルコ−ト法、ディスペンサーコート法、ＣＶＤ，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、ＣＩＰ（静水圧プレス）、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）、ホットプレス、その他の一般的なプレス工程を用いることができる。 In the above embodiment, the screen printing method is used for applying each paste. However, the present invention is not limited to this. The doctor blade method, the spray coating method, the spin coating method, the lithography method, the electrophoresis method, the roll Other general printing methods such as coating methods, gravure roll coating methods, dispenser coating methods, CVD, EVD, sputtering methods, printing methods such as transfer methods, and the like can be used. Moreover, as a post-process after printing, CIP (hydrostatic pressure press), HIP (hot isostatic press), hot press, and other general press processes can be used.
また、上記実施形態では、基板２の上面２１のみに各単セル３，４を形成しているが、図６に示すように、基板の下面２２にも単セル３，４を形成することができる。これにより、省スペースを図りつつ、より大きな電圧、電流を取り出すことが可能となる。 Moreover, in the said embodiment, although each single cell 3 and 4 is formed only in the upper surface 21 of the board | substrate 2, as shown in FIG. it can. As a result, a larger voltage and current can be extracted while saving space.
１ 固体酸化物形燃料電池
２ 基板
２１ 上面
２３ 凹部
３、４ 単セル
５ インターコネクタ
６ 燃料極
７ 電解質
８ 空気極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid oxide fuel cell 2 Board | substrate 21 Upper surface 23 Recessed part 3, 4 Single cell 5 Interconnector 6 Fuel electrode 7 Electrolyte 8 Air electrode
Claims (5)
前記多孔質基板の一方面に接するよう形成された燃料極及び空気極のいずれか一方の電極、前記一方の電極を覆いその周縁が前記多孔質基板の一方面と連結するように形成された電解質、及び前記電解質に接するよう形成された他方の電極、を有する複数の単セルと、を備えており、
前記各単セルは、
前記一方の電極に接続される第１のインターコネクタと、
前記他方の電極に接続される第２のインターコネクタと、を有しており、
前記第１のインターコネクタは前記基板上に配置され、隣接する前記各単セルの前記一方の電極及び電解質が前記第１のインターコネクタの一部を覆うように形成されており、
前記第２のインターコネクタは前記基板上に配置され、隣接する前記各単セルの前記他方の電極が前記第２のインターコネクタの一部を覆うように基板側に延びており、
前記第１のインターコネクタの一端部は、隣接する一方の単セルの前記一方の電極に接続され、他端部は、隣接する他方の単セルの前記一方の電極に接続され、
前記第２のインターコネクタの一端部は、隣接する一方の単セルの前記他方の電極に接続され、他端部は、隣接する他方の単セルの前記他方の電極に接続され、
前記第１及び第２のインターコネクタを介して前記複数の単セルが接続されている、単室型固体酸化物形燃料電池。 A porous substrate;
One electrode of a fuel electrode and an air electrode formed so as to be in contact with one surface of the porous substrate, and an electrolyte formed so as to cover the one electrode and have a peripheral edge connected to one surface of the porous substrate And a plurality of unit cells having the other electrode formed so as to be in contact with the electrolyte, and
Each single cell is
A first interconnector connected to the one electrode;
A second interconnector connected to the other electrode,
The first interconnector is disposed on the substrate, and the one electrode and the electrolyte of each adjacent single cell are formed so as to cover a part of the first interconnector,
The second interconnector is disposed on the substrate, and the other electrode of each adjacent single cell extends toward the substrate so as to cover a part of the second interconnector,
One end of the first interconnector is connected to the one electrode of one adjacent single cell, and the other end is connected to the one electrode of the other adjacent single cell,
One end of the second interconnector is connected to the other electrode of one adjacent single cell, and the other end is connected to the other electrode of the other adjacent single cell,
A single-chamber solid oxide fuel cell in which the plurality of single cells are connected via the first and second interconnectors.
前記多孔質基板の一方面に接するよう形成された燃料極及び空気極のいずれか一方の電極、前記一方の電極を覆いその周縁が前記多孔質基板の一方面と連結するように形成された電解質、及び前記電解質に接するよう形成された他方の電極、を有する複数の単セルと、を備えており、
前記各単セルは、
前記一方の電極に接続される第１のインターコネクタと、
前記他方の電極に接続される第２のインターコネクタと、を有しており、
前記第１のインターコネクタは前記基板上に配置され、隣接する前記各単セルの前記一方の電極及び電解質は前記第１のインターコネクタの一部を覆うように形成されており、
前記第２のインターコネクタは隣接する前記各単セルの前記他方の電極の一部を覆い、前記基板上に延びるように形成されており、
前記第１のインターコネクタの一端部は、隣接する一方の単セルの前記一方の電極に接続され、他端部は、隣接する他方の単セルの前記一方の電極に接続され、
前記第２のインターコネクタの一端部は、隣接する一方の単セルの前記他方の電極に接続され、他端部は、隣接する他方の単セルの前記他方の電極に接続され、
前記第１及び第２のインターコネクタを介して前記複数の単セルが接続されている、単室型固体酸化物形燃料電池。 A porous substrate;
One electrode of a fuel electrode and an air electrode formed so as to be in contact with one surface of the porous substrate, and an electrolyte formed so as to cover the one electrode and have a peripheral edge connected to one surface of the porous substrate And a plurality of unit cells having the other electrode formed so as to be in contact with the electrolyte, and
Each single cell is
A first interconnector connected to the one electrode;
A second interconnector connected to the other electrode,
The first interconnector is disposed on the substrate, and the one electrode and the electrolyte of each adjacent single cell are formed so as to cover a part of the first interconnector,
The second interconnector is formed so as to cover a part of the other electrode of each adjacent single cell and to extend on the substrate,
One end of the first interconnector is connected to the one electrode of one adjacent single cell, and the other end is connected to the one electrode of the other adjacent single cell,
One end of the second interconnector is connected to the other electrode of one adjacent single cell, and the other end is connected to the other electrode of the other adjacent single cell,
A single-chamber solid oxide fuel cell in which the plurality of single cells are connected via the first and second interconnectors.
前記各インターコネクタは、前記凹部内に形成されている、請求項１又は２に記載の単室型固体酸化物形燃料電池。 The porous substrate is provided with a recess on one side,
The single-chamber solid oxide fuel cell according to claim 1 or 2 , wherein each interconnector is formed in the recess.
前記各一方の電極を覆い、その周縁が前記多孔質基板の一方面と連結するような電解質を形成する工程と、
前記各電解質上に他方の電極を形成する工程と、を備えた、複数の単セルを有する単室型固体酸化物形燃料電池の製造方法であって、
隣接する前記各一方の電極に接続される第１のインターコネクタを前記基板上に配置する工程と、
隣接する前記各他方の電極に接続される第２のインターコネクタを前記基板上に配置する工程と、を更に備え、
前記各一方の電極を形成する工程及び前記各電解質を形成する工程は、隣接する前記各一方の電極及び前記各電解質が前記第１のインターコネクタの一部を覆うように当該一方の電極及び電解質を形成することにより、前記第１のインターコネクタの一端部を、隣接する一方の単セルの前記一方の電極に接続し、他端部を、隣接する他方の単セルの前記一方の電極に接続し、
前記各他方の電極を形成する工程は、隣接する前記各他方の電極が前記第２のインターコネクタの一部を覆うように当該他方の電極を基板側に延ばすことにより、前記第２のインターコネクタの一端部を、隣接する一方の単セルの前記他方の電極に接続し、他端部を、隣接する他方の単セルの前記他方の電極に接続する、単室型固体酸化物形燃料電池の製造方法。 Forming a plurality of any one of a fuel electrode and an air electrode on one surface of the porous substrate;
Forming an electrolyte that covers each one of the electrodes and whose periphery is connected to one surface of the porous substrate;
Forming a second electrode on each electrolyte, and a method for producing a single-chamber solid oxide fuel cell having a plurality of single cells ,
Arranging a first interconnector connected to each one of the adjacent electrodes on the substrate;
Arranging a second interconnector connected to each of the other electrodes adjacent to each other on the substrate; and
The step of forming each of the one electrode and the step of forming each of the electrolytes includes the step of forming the one electrode and the electrolyte so that each of the adjacent one electrode and each of the electrolyte covers a part of the first interconnector. By connecting, one end of the first interconnector is connected to the one electrode of one adjacent single cell, and the other end is connected to the one electrode of the other adjacent single cell. And
The step of forming each other electrode includes the step of extending the other electrode toward the substrate side so that the other electrode adjacent to the other electrode covers a part of the second interconnector. Of the single-chamber solid oxide fuel cell, wherein one end of the first unit cell is connected to the other electrode of the one adjacent single cell and the other end unit is connected to the other electrode of the other adjacent single cell. Production method.
前記各一方の電極を覆い、その周縁が前記多孔質基板の一方面と連結するような電解質を形成する工程と、
前記各電解質上に他方の電極を形成する工程と、を備えた、複数の単セルを有する単室型固体酸化物形燃料電池の製造方法であって、
隣接する前記各一方の電極に接続される第１のインターコネクタを前記基板上に配置する工程と、
隣接する前記各他方の電極に接続される第２のインターコネクタを前記基板上に延びるように形成する工程と、を更に備え、
前記各一方の電極を形成する工程及び前記各電解質を形成する工程は、隣接する前記各一方の電極及び前記各電解質が前記第１のインターコネクタの一部を覆うように当該一方の電極及び電解質を形成することにより、前記第１のインターコネクタの一端部を、隣接する一方の単セルの前記一方の電極に接続し、他端部を、隣接する他方の単セルの前記一方の電極に接続し、
前記第２のインターコネクタを形成する工程は、隣接する前記各他方の電極の一部を前記第２のインターコネクタが覆うように当該第２のインターコネクタを形成することにより、前記第２のインターコネクタの一端部を、隣接する一方の単セルの前記他方の電極に接続し、他端部を、隣接する他方の単セルの前記他方の電極に接続する、単室型固体酸化物形燃料電池の製造方法。 Forming a plurality of any one of a fuel electrode and an air electrode on one surface of the porous substrate;
Forming an electrolyte that covers each one of the electrodes and whose periphery is connected to one surface of the porous substrate;
Forming a second electrode on each electrolyte, and a method for producing a single-chamber solid oxide fuel cell having a plurality of single cells ,
Arranging a first interconnector connected to each one of the adjacent electrodes on the substrate;
Forming a second interconnector connected to each of the adjacent other electrodes so as to extend on the substrate, and
The step of forming each of the one electrode and the step of forming each of the electrolytes includes the step of forming the one electrode and the electrolyte so that each of the adjacent one electrode and each of the electrolyte covers a part of the first interconnector. By connecting, one end of the first interconnector is connected to the one electrode of one adjacent single cell, and the other end is connected to the one electrode of the other adjacent single cell. And
The step of forming the second interconnector includes forming the second interconnector by forming the second interconnector so that the second interconnector covers a part of each of the other adjacent electrodes. A single-chamber solid oxide fuel cell in which one end of a connector is connected to the other electrode of one adjacent single cell and the other end is connected to the other electrode of the other adjacent single cell Manufacturing method.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220006373A (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-17 | 서울대학교산학협력단 | Single chamber typed stacked thin film solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002313357A (en) * | 2001-04-06 | 2002-10-25 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Single-chamber fuel cell |
| JP4826992B2 (en) * | 2001-08-06 | 2011-11-30 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell plate, fuel cell cylindrical cell, fuel cell stack, fuel cell module, fuel cell unit and fuel cell system |
| JP2006004672A (en) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Dainippon Printing Co Ltd | Solid oxide fuel cell and substrate used for this |
| JP2006019044A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Dainippon Printing Co Ltd | Solid oxide fuel cell |
-
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Cited By (2)
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| KR20220006373A (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-17 | 서울대학교산학협력단 | Single chamber typed stacked thin film solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same |
| KR102410881B1 (en) * | 2020-07-08 | 2022-06-21 | 서울대학교산학협력단 | Single chamber typed stacked thin film solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same |
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