JPH07109767B2 - 固体電解質燃料電池の空気極構造体 - Google Patents

固体電解質燃料電池の空気極構造体

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JPH07109767B2
JPH07109767B2 JP2254715A JP25471590A JPH07109767B2 JP H07109767 B2 JPH07109767 B2 JP H07109767B2 JP 2254715 A JP2254715 A JP 2254715A JP 25471590 A JP25471590 A JP 25471590A JP H07109767 B2 JPH07109767 B2 JP H07109767B2
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electrolyte fuel
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昭彦 門馬
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • H01M4/9025—Oxides specially used in fuel cell operating at high temperature, e.g. SOFC
    • H01M4/9033—Complex oxides, optionally doped, of the type M1MeO3, M1 being an alkaline earth metal or a rare earth, Me being a metal, e.g. perovskites
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、固体電解質燃料電池の空気極構造体に関す
る。更に詳しくは、従来の多孔質電極で見られるよう
な、電極材の電気伝導率の低下乃至濃度分極を最小限に
抑えるようにした固体電解質燃料電池の空気極構造体に
関する。
（従来の技術） 従来、Y2O3で安定化したZrO2を固体電解質として使用し
たH2−O2、CO−O2などの固体電解質燃料電池の空気極と
しては、できるだけ多くの三相帯を供給するために、多
孔質な構造のものが主に開発研究されてきた。
また、従来の多孔質電極では、電池の内部抵抗を小さく
するために、電極の厚みをかなり厚くする必要があっ
た。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、現在開発されている固体電解質燃料電池は構
造上、幾つかの種類に分類されるが、そのうち、最も開
発の進んでいる円筒型のものにおいては、電子が電極膜
中を膜に沿って流れるので、電極材料には非常に電気導
伝度の良いものが望まれる。
しかし、この電気導伝率はそれ自身の気孔率に非常に大
きく依存し、気孔率が大きくなると電気導伝率は激減す
るので、従来の多孔質電極は電気導伝性において望まし
いものではない。
また上述のような多孔質電極の厚みを厚くすると反応気
体が拡散によって単位時間に反応箇所に到達できる量が
少なくなるので反応種による濃度分極の影響が大きくな
るという問題点があった。
そこで、本願発明者は従来の多孔質電極で見られるよう
な濃度分極を最小限に抑えることを目的とするものであ
る。
（問題点を解決するための手段） この発明では、以上の問題点を解決するために、固体電
解質燃料電池において固体電解質と接する部分の空気極
をペロブスカイト構造を持った物質の緻密膜で構成した
固体電解質燃料電池の空気極構造体を提案するものであ
る。
この発明で使用するペロブスカイト構造を持った物質と
しては、例えばLa0.7Sr0.3CoO3、La0.7Sr0.3MnO3等を挙
げることができる。
また、固体電解質としてはY2O3で安定化したZrO2等を挙
げることができる。
更に、固体電解質と接する部分にペロブスカイト構造を
持った物質の緻密膜を形成するには溶射法よって行なう
ことができる。
（作用） この発明によれば、混合導伝性を有するペロブスカイト
構造を持った物質の緻密膜で空気極の大半を形成するた
め、従来の電極構造に見られるような気孔率の増大によ
る電極材の電気伝導率の低下は殆どなく、また多孔質膜
部分の厚みを薄くすることができるため、反応種の拡散
速度低下による濃度分極も最小限に抑えることができ
る。
更に、上記緻密膜の空気極上に同一の材質で多孔質構造
の薄い層を載せることにより、電極反応の起こる電極表
面の反応性を大きくすることができる。この場合、表面
の多孔質構造の層は極めて薄いため、反応種の拡散速度
の低下による濃度分極の影響も非常に少ない。
（実施例） 以下、この発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。
第１図は、この発明による電極構造の断面である。１は
Y2O3で安定化したZrO2で構成される固体電解質層、固体
電解質層１の表面には溶射法により形成したLa0.7Sr0.3
MnO3からなる緻密膜電極層２を形成し、更に緻密膜電極
層２上には緻密膜電極層２と同一の材料で多孔質電極層
３を薄く形成する。
以上の構造の緻密膜電極層２、多孔質電極層３を空気極
とし、一方の多孔質電極（図示せず）を負極とし、負極
には水素ガスを導入して空気極の酸素との間に酸化還元
の電極反応を行なわせた。
この結果、緻密膜電極２単層からなる電極特性よりもは
るかに良い特性が得られ、また濃度分極の影響は殆どな
かった。
（発明の効果） 以上要するに、この発明によれば従来の多孔質電極を使
用した固体電解質燃料電池で見られるような、電極材の
電気伝導率の低下或は濃度分極というような問題点を一
挙に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の一実施例を示す空気極構造の断面
図である。 図中、１は固体電解質層、２は緻密膜電極層、３は多孔
質電極層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】固体電解質燃料電池において固体電解質と
    接する部分の空気極を、ペロプスカイト構造を持った物
    質の緻密膜で構成し、更に上記緻密膜上にこれと同一物
    質で形成された多孔質膜を設けたことを特徴とする固体
    電解質燃料電池の空気極構造体。
  2. 【請求項２】固体電解質燃料電池における固体電解質と
    接する部分に溶射法でペロプスカイト構造を持った物質
    の緻密膜を形成し、更に上記緻密膜上にこれと同一物質
    で形成された多孔質膜を設けたことを特徴とする固体電
    解質燃料電池の空気極構造体の製造方法。
JP2254715A 1990-09-25 1990-09-25 固体電解質燃料電池の空気極構造体 Expired - Lifetime JPH07109767B2 (ja)

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