JP5617046B2 - 平管型または平板型固体酸化物燃料電池 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、多孔性電極上に緻密にコーティング可能な連結材層を含む固体酸化物燃料電池を提供することである。
本発明の目的は、電極と反応しない連結材層を含む固体酸化物燃料電池を提供することである。
本発明の目的は、燃料電池の作動中に電極から剥離されない連結材層を含む固体酸化物燃料電池を提供することである。
燃料流れ部が形成された平管型アノード支持体(Ni−YSZ(Yttria Stabilized Zirconia))の表面に電解質をコーティングして熱処理した後、固体電解質層(YSZ)を20μmの厚さに形成した。前記固体電解質が形成されたアノード支持体の下部に、LSMおよびYSZが50:50の重量比で含まれるカソードを形成した。前記カソードが形成されていない一面に2層構造の連結材層を形成した。前記連結材層は、La0.8Sr0.2FeO3−d(前記dは、温度変化による酸素濃度の変化に応じて変化する値であるので、未知数で表す。)を含む第1層(CI)と、La0.8Sr0.2FeO3−dおよびGDC(Gd doped ceria)を含む第2層(CI−GDC)とから構成された。このとき、La0.8Sr0.2FeO3−dとGDCとは6:4の重量比で含まれる。前記第1層は15μm、第2層は8μmの厚さに形成した。断面写真は図2から図4に示した。具体的には、図2は、アノード支持体に連結材層が積層された区域の断面写真であり、図3および図4は、アノード支持体に固体電解質層および連結材層が積層された区域の断面写真である。
燃料流れ部が形成された平管型アノード支持体(NiO−YSZ)の表面に電解質をコーティングして熱処理した後、固体電解質層(YSZ)を20μmの厚さに形成した。前記固体電解質が形成されたアノード支持体の下部に、LSMおよびYSZが50:50の重量比で含まれるカソードを形成した。前記カソードが形成されていない一面に2層構造の連結材層を形成した。前記連結材層は、La0.8Sr0.2FeO3−d(前記dは、温度変化による酸素濃度の変化に応じて変化する値であるので、未知数で表す。)を含む第1層(CI)と、LDC(La−doped ceria)のみからなる第2層(LDC)とから構成された。前記第1層は4.66μm、第2層は10.7μmの厚さに形成した。断面写真は図5に示した。
燃料流れ部が形成された平管型アノード支持体(NiO−YSZ)の表面に電解質をコーティングして熱処理した後、固体電解質層(YSZ)を20μmの厚さに形成した。前記固体電解質が形成されたアノード支持体の下部に、LSMおよびYSZが50:50の重量比で含まれるカソードを形成した。前記カソードが形成されていない一面に、1層構造で、かつ、La0.8Sr0.2FeO3−d(前記dは、温度変化による酸素濃度の変化に応じて変化する値であるので、未知数で表す。)を含む連結材層を8.14μmの厚さに形成した(CI)。断面写真は図6に示した。
<面積比抵抗の評価>
単位セル上にコーティングされた連結材層の面積比抵抗を測定するために、実施例1および比較例1、2のアノードと連結材層の上端に白金(Pt)を塗布し、両端に電流を印加した後電圧を測定し、電流−電圧曲線の傾きから面積比抵抗を測定した。このとき、燃料電池の作動条件において、面積比抵抗を測定するために、アノードには水素を注入し、連結材層には酸素を注入した状態で面積比抵抗を測定した。
Claims (4)
- 固体酸化物燃料電池であって、
複数の単位セルと、前記複数の単位セルの間の連結材層とを含み、
前記単位セルは、アノードと、カソードと、前記アノードおよび前記カソードの間の固体電解質とを含み、
前記連結材層は、i)Sr、CaおよびBaからなる群より選択される1つ以上が含まれるLa−フェライトを含む第1層と、ii)Sr、CaおよびBaからなる群より選択される1つ以上が含まれるLa−フェライトと、GDC(Gd doped ceria)、LDC(La−doped ceria)およびSDC(Sm−doped ceria)からなる群より選択される1つ以上のセリアとを含む第2層と、を含み、
前記第1層はそれぞれの単位セルのカソードと接触し、前記第2層はそれぞれの単位セルのアノードと接触することを特徴とする固体酸化物燃料電池。 - 前記第1層及び前記第2層における、前記Sr、CaおよびBaからなる群より選択される1つ以上が含まれるLa−フェライトは、(La1−xSrx)FeO3、(La1−xCax)FeO3または(La1−xBax)FeO3であり、
xは、0.05〜0.5であることを特徴とする請求項1記載の固体酸化物燃料電池。 - 前記第2層における、前記Sr、CaおよびBaからなる群より選択される1つ以上が含まれるLa−フェライトと、前記GDC、LDCおよびSDCからなる群より選択される1つ以上のセリアとの重量比が、95:5〜50:50であることを特徴とする請求項1記載の固体酸化物燃料電池。
- 前記アノードおよびカソードは、多孔性であることを特徴とする請求項1記載の固体酸化物燃料電池。
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