JP6071368B2 - 固体酸化物形燃料電池セル用中間層、固体酸化物形燃料電池セル、固体酸化物形燃料電池セル用中間層の製造方法および固体酸化物形燃料電池セルの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、LSGM(La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ)粉末およびLDC(Ce0.6La0.4O2-δ)粉末を、ボールミリングによる従来の固相反応を用いて準備した。次に、LSGM粉末およびLDC粉末を乾燥させ、LSGM粉末を1100℃で6時間、LDC粉末を1350℃で6時間仮焼した。
図6に、実施例1および比較例1〜7の固体酸化物形燃料電池セル用中間層前駆体の焼結温度(K)と、焼結後の固体酸化物形燃料電池セル用中間層の相対密度(%)との関係を示す。
図6に示すように、実施例1の固体酸化物形燃料電池セル用中間層は、1200℃という低温の焼結温度で、比較例1〜7の固体酸化物形燃料電池セル用中間層よりも高い相対密度を示しており、1300℃および1350℃の焼結温度でもそのような高い相対密度を示すことが確認された。なお、実施例1の固体酸化物形燃料電池セル用中間層の1200℃、1300℃および1350℃の焼結温度における相対密度(%)は、それぞれ、99.87(%)、99.94(%)および99.78(%)であった。
まず、燃料極層前駆体の表面上に、焼結助剤としてTiO2およびLSGMをそれぞれ含むLDCのスラリーをそれぞれスクリーン印刷した後に乾燥させることによって、固体酸化物形燃料電池セル用中間層前駆体を設置するまでは、上記と同様にして行なった。
図8に、実施例1および比較例1の固体酸化物形燃料電池セルのそれぞれの電解質層中における金属原子の分布を示す。なお、図8の白抜きの四角印が実施例1の電解質層中における金属原子濃度(原子%)を示しており、黒塗りの四角印が比較例1の電解質層中における金属原子濃度(原子%)を示している。
図9に、実施例1および比較例1の固体酸化物形燃料電池セルを、それぞれ、773(K)、873(K)および973(K)の温度で運転したときの電圧(V)、電流密度(A/cm2)および電力密度(W/cm2)の測定結果を示す。
図10に、TiO2の添加量を様々に変化(0.1質量%〜10質量%)させたときの実施例1の固体酸化物形燃料電池セル用中間層の導電率の変化を示す。なお、図10の横軸がTiO2の添加量(質量%)を示し、縦軸が固体酸化物形燃料電池セル用中間層の導電率(log(σ/Scm-1))を示す。また、図10には、参考のため、TiO2を添加しなかった場合(0質量%)およびTiO2のみからなる場合(100質量%)の導電率も示している。
Claims (7)
- 電解質層と燃料極層との間に設置される固体酸化物形燃料電池セル用中間層であって、
前記固体酸化物形燃料電池セル用中間層は、ランタンをドープしたセリアと酸化チタンとを含む焼結体である、固体酸化物形燃料電池セル用中間層。 - 前記酸化チタンの添加量が、0.1質量%以上5質量%以下である、請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池セル用中間層。
- 前記電解質層は、ランタンガレート系電解質層である、請求項1または2に記載の固体酸化物形燃料電池セル用中間層。
- 前記燃料極層は、ニッケル系燃料極層である、請求項1から3のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池セル用中間層。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の固体酸化物形燃料電池セル用中間層を含む、固体酸化物形燃料電池セル。
- ランタンをドープしたセリアに酸化チタンを添加してなる固体酸化物形燃料電池セル用中間層前駆体を形成する工程と、
前記固体酸化物形燃料電池セル用中間層前駆体を1200℃以上1350℃以下の温度で焼結する工程と、を含む、固体酸化物形燃料電池セル用中間層の製造方法。 - ランタンをドープしたセリアに酸化チタンを添加してなる固体酸化物形燃料電池セル用中間層前駆体を形成する工程と、
電解質層前駆体を形成する工程と、
燃料極層前駆体を形成する工程と、
前記電解質層前駆体と前記燃料極層前駆体との間に前記固体酸化物形燃料電池セル用中間層前駆体を配置する工程と、
前記固体酸化物形燃料電池セル用中間層前駆体を1200℃以上1350℃以下の温度で焼結する工程と、を含む、固体酸化物形燃料電池セルの製造方法。
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