DE69414943T2 - Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt - Google Patents

Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Industrielles Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt (nachstehend einfach als "SOFC" bezeichnet), und insbesondere auf eine SOFC, die auf eine elektrolytische Zelle in einer Hydrolyse und CO2-Elektrolyse als auch auf Energieerzeugung anwendbar ist.
    • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Ein typisches Beispiel einer SOFC vom herkömmlichen Plattentyp ist in Fig. 3 und 4 gezeigt. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zerlegten Anordnung einer SOFC vom herkömmlichen Plattentyp, und Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zusammengebauten Anordnung derselben. In den Figuren bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Energieerzeugungsschicht, die aus einer Festoxidelektrolytschicht 2, einer Sauerstoffelektrode 3, die an der oberen Fläche der Festoxidelektrolytschicht 2 vorgesehen ist, und einer Brennstoffelektrode (nicht gezeigt), die an der unteren Fläche der Festoxidelektrolytschicht 2 vorgesehen ist, besteht.
  • Ein Verbinder 6 ist an der oberen Fläche der Energieerzeugungsschicht 1 durch eine wellenförmige Luftelektroden- Seitenstütze bzw. -halterung 4 und Packungen 5,5, die in zwei Teile geteilt sind, vorgesehen, um die Luftelektroden- Seitenstütze 4 von beiden Seiten zu halten. Die laminierte Luftelektroden-Seitenstütze 4 wird zwischen den Packungen 5,5 gehalten.
  • Ferner bezeichnet die Bezugsziffer 7 einen Lufteinlaß, der an dem Seiten-Zwischenraum der Packungen 5,5 vorgesehen ist. Ein Luftauslaß (nicht gezeigt) ist an dem anderen Seiten- Zwischenraum der Packungen 5,5 gegenüber dem Lufteinlaß 7 vorgesehen.
  • Außerdem sind an der unteren Fläche der Energieerzeugungsschicht 1 ein Verbinder 10 durch eine Brennstoffzellen- Seitenstütze 8, die eine gewellte Form in senkrechter Richtung gegen die Luftelektroden-Seitenstütze 4 aufweist, und Packungen 9,9, die in zwei Teile geteilt sind, um die Brennstoffzellen-Seitenstütze 8 von beiden Seiten zu halten, vorgesehen. Demgemäß wird die laminierte Luftelektroden- Seitenstütze 8 zwischen den Packungen 9,9 gehalten. Die Bezugsziffern 11 und 12 bezeichnen einen Brennstoffeinlaß und einen Brennstoffauslaß, die an den beiden Seiten- Zwischenräumen zwischen den Packungen 9,9 vorgesehen sind.
  • Der Brennstoffluß erfolgt in senkrechter Richtung zu der von Luft, das heißt, der Brennstoff wird von dem Einlaß 11 eingelassen und fließt durch beide Flächen der Brennstoffelektroden-Seitenstütze 8 in den Brennstoffauslaß 12, und Luft wird von dem Lufteinlaß 7 eingelassen und fließt durch die beiden Flächen der Luftelektroden-Seitenstütze 4 in den Luftauslaß (nicht gezeigt).
  • Die so gebildete Zelle ist im allgemeinen in mehreren Lagen laminiert, um den Nutzeffekt bzw. die Leistung zu erhöhen. Das heißt, um den Nutzeffekt zu erhöhen, werden Luftelektroden-Seitenkomponenten wie zum Beispiel Packungen 5,5 und eine Luftelektroden-Seitenstütze 4 an der unteren Fläche des Verbinders 10 angebracht, und eine Sauerstoffelektrode 3 einer Energieerzeugungsschicht 1 ist an den unteren Luftelektroden- Seitenkomponenten vorgesehen. Außerdem werden Brennstoffelektroden-Seitenkomponenten, wie zum Beispiel Packungen 9,9 und ein Brennstoffelektroden-Seitenstütze 8, an der oberen Fläche des Verbinders 6 angebracht, und eine Brennstoffelektrode der Energieerzeugungsschicht 1 ist oberhalb der Brennstoffelek troden-Seitenkomponenten vorgesehen. Auf diese Art und Weise wird durch die Laminierung eine Leistungssteigerung erzielt.
  • Wie oben beschrieben ist es erforderlich, eine herkömmliche SOFC mit Stützen bzw. Halterungen 4,8 und Packungen 9,9 an der Luftelektrodenseite bzw. der Brennstoffelektrodenseite zu versehen, anders als die Energieerzeugungsschicht 1 und die Verbinder 6,10. Die Konfiguration erhöht die Anzahl der Komponenten, was die Anzahl der Arbeitsschritte erhöht, um Komponenten herzustellen, und erfordert Zeit zum Zusammenbauen einer Zelle. Um diese Probleme zu lösen, wurde eine Erfindung, die die Stützen 4,8 eliminiert, in der japanischen Patentanmeldung Hei 5-6048 einer "Solid Oxide Electrolytic Fuel Cell" offenbart, die vom Anmelder der vorliegenden Erfindung eingereicht wurde. Die obige Erfindung ist durch eine elektrische Verbindungsstelle einer Brennstofferzeugungsschicht gekennzeichnet, die eine Grübchenstruktur, bzw. eine Struktur mit Vertiefungen, aufweist.
  • Die offenbarte Erfindung weist jedoch die folgenden Probleme auf.
  • (1) Packungen, die eine Energieerzeugungsschicht halten, die eine Grübchenstruktur bzw. eine Struktur mit Vertiefungen aufweist, müssen zwischen Verbindern, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, angeordnet sein. Wenn die Packungen aus einem starren Material hergestellt sind, ist eine extreme Genauigkeit in der Höhe der einzelnen Grübchenstrukturen auf der Energieerzeugungsschicht erforderlich. Es ist jedoch außerordentlich schwierig eine solche Genauigkeit mit der derzeitigen Herstellungstechnologie für die Energieerzeugungsschicht zu erhalten. Wenn die Packungen aus einem weichen Material gefertigt sind, treten verschiedene Probleme auf, die durch die Gasdurchlässigkeit der Packungen selber verursacht werden.
  • (2) In dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Typ, bei dem Luft und Brennstoff von beiden Seiten der Zelle eingelassen und ausgelassen wird, ist es ferner notwendig, zusätzlich den Lufteinlaß 7 und den Luftauslaß hinzuzufügen, im Gegensatz zu dem in Fig. 5 dargestellten Typ, bei dem die Luft von oben und unten in die Zelle eingelassen und ausgelassen wird. Zusätzlich ist eine Festoxidelektrolytschicht erforderlich, um die Dicke derselben zu reduzieren und die Ionenleitfähigkeit zu erhöhen. Eine dünne Struktur kann ein Festigkeitsproblem an den Öffnungen des Lufteinlasses und des Luftauslasses hervorrufen. Folglich ist es notwendig, die Öffnungen unter Verwendung einer Stütze, wie zum Beispiel einem runden Rohr, zu verstärken. Die Gegenmaßnahmen erhöhen die Anzahl der Komponenten sowie die Zeit zum Herstellen und Zusammenbauen derselben.
  • (3) Eine herkömmliche Konfiguration macht es erforderlich, daß die Energieerzeugungsschicht in dem durch Packungen sandwichartig umgebenden Bereich eine ebene Form aufweist, selbst wenn die Energieerzeugungsschicht als Ganzes mit Grübchen versehen ist. Diese Anforderung erschwert die Fertigung einer Energieerzeugungsschicht weiter, da sich die Energieerzeugungsschicht, verglichen mit derselben vor einer Sinterung, während des Sinterungsverfahrens auf ungefähr 70% zusammenzieht, um eine vorgeschriebene Zelle zu erhalten.
  • Von dem aus der Technik bekannten Dokument JP-U-04008259 ist eine Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt bekannt, die eine Grübchen-Struktur aufweist, die aus einer Festelektrolytschicht besteht, die an jeder Seite jeweils Elektroden trägt, die sich dem Grübchen-Profil der Schicht anpassen. In einer derartigen Struktur können der Gasdurchgang und die elektrische Verbindung durch die Energieerzeugungsschicht als solche gebildet werden.
  • Das vorbekannte Dokument WO-A-920916 offenbart eine Festoxidbrennstoffzelle mit einer Energieerzeugungsschicht und Ver bindern in Form einer Platte zusammen mit einem jeweiligen Abdichtbereich. Da sich ein bestimmter Gasdurchgang zwischen der Energieerzeugungsschicht und dem Verbinder unter Verwendung eines speziellen Elementes bildet, ist es notwendig, eine plattenförmige Dichtung dazwischen einzufügen, die die gleiche Höhe aufweist wie das Element in dem Kanten- Dichtungsabschnitt.
  • Derartige herkömmliche Brennstoffzellen mit Festelektrolyt(SOFC) weisen schwerwiegende Dichtungsprobleme aufgrund der folgenden Tatsachen auf. Ein SOFC erzeugt eine Leistung durch eine elektrochemische Reaktion bei der atmosphärischen Umgebung von 1000ºC. Aufgrund einer solchen hohen Temperatur ist eine sehr hochentwickelte Technik hinsichtlich der Struktur des Abdichtbereiches derselben erforderlich. Da unterschiedliche Materialien für die jeweilige Festelektrolytschicht, den Verbinder, die Brennstoffelektrode und die Sauerstoffelektrode verwendet werden müssen, wird außerdem die Art des verwendeten Materials neben der Struktur des Abdichtbereiches zu einem ernsten Problem.
    • (Aufgabe der Erfindung)
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Probleme zu lösen und eine Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt, die verbesserte Abdichteigenschaften aufweist, zu schaffen, wobei dieselbe das Herstellungsverfahren bei dem dazugehörigen Herstellungsprozeß vereinfacht. Zudem benötigen, selbst wenn Luft und Brennstoff von den Seiten der Zelle eingelassen und ausgelassen wird, die Öffnungen für den Einlaß und Auslaß keine besondere Abstützung bzw. Halterung.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt weist eine Energieerzeugungsschicht auf, die aus einer Festoxidelektrolyt schicht, einer Sauerstoffelektrode, die auf einer Seite der Festoxidelektrolytschicht gebildet ist, und einer Brennstoffelektrode, die auf der anderen Seite der Festoxidelektrolytschicht gebildet ist, besteht, ein Paar von Verbindern, das an beiden Seiten der Energieerzeugungsschicht angebracht ist, und einen Abdichtbereich, der an einem Randbereich der Energieerzeugungsschicht und in einem Gebiet, um einen Abdichtbereich zwischen den Verbindern zu erzeugen, formiert ist. Die Festoxidelektrolytschicht der Brennstoffzelle ist mit einer Grübchenstruktur auf beiden Seiten derselben versehen und auf beinahe dem gesamten Oberflächenbereich auf beiden Seiten der Energieerzeugungsschicht ausgebildet. Die Sauerstoffelektrode und die Brennstoffelektrode sind beide so ausgeführt, daß dieselben sich der Gestalt der Festoxidelektrolytschicht jeweils auf einer Seite und auf der anderen Seite davon anpassen. Außerdem ist der Abdichtbereich so ausgeführt, daß derselbe nahezu in der gleichen Ebene wie die Grübchen liegt und aus einem Material hergestellt ist, das beinahe den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die Festoxidelektrolytschicht aufweist.
  • Gemäß der Erfindung wird die Festoxidelektrolytschicht verarbeitet, um eine Grübchenstruktur auf fast dem gesamten Oberflächenbereich derselben aufzuweisen, und gebrannt. Nach dem Brennen, wird unter Berücksichtigung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten, ein Brei aus einem gleichen Material wie das der Festoxidelektrolytschicht oder aus einer Mischung mit dem Material des Verbinders oder aus einem diesen ähnlichen Material in die konkave Zone zum Bilden einer gasdichten Zone eingefüllt und gesintert, um einen Abdichtbereich zu bilden. Die Verbindung bzw. das Zusammenfügen mit dem Verbinder wird durch eines der folgenden zwei Hauptverfahren ausgeführt.
  • (1) Zusammenfügen mit einem Haftmittel (normalerweise wird ein Glashaftmittel verwendet).(2) Verbindungsherstellung durch Diffusion, die durch Zusammenpressen und Erhitzen des Abdichtbereiches während der ganzen Sinterungsphase durchgeführt wird.
  • Mit den obigen Mitteln wird eine SOFC mit einer vereinfachten Zellstruktur und verbesserter Zuverlässigkeit erhalten.
  • Da diese Erfindung ein Lösungsmittel und ein Aushärtemittel sowie feine YSZ-Partikel während des Fertigungsverfahrens der in der SOFC verwendeten Festoxidelektrolytschicht verwendet, zieht sich die Rohlingsform um ungefähr 30% während des gesamtem Sinterungsstadiums zusammen.
  • Diese Erfindung schafft eine SOFC, die keine besondere Packung benötigt und die das Herstellungsverfahren für den Herstellungsprozeß derselben vereinfacht, wobei selbst dann, wenn Luft und Brennstoff von den Seiten der Zelle eingelassen und ausgelassen wird, die Öffnungen für den Einlaß und Auslaß von Luft und Brennstoff keine besondere Abstützung bzw. Halterung benötigen.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 eine erklärende Zeichnung einer SOFC eines Beispiels dieser Erfindung. Fig. 1(A) eine perspektivische Ansicht einer auseinandergebauten SOFC. Fig. 1(B) eine Schnittansicht der Energieerzeugungsschicht der Fig. 1(A) längs Linie X-X.
  • Fig. 2 eine Aufbauzeichnung einer SOFC der Fig. 1. Fig. 2(A) ist eine Schnittansicht der SOFC nach einer Laminierung. Fig. 2(B) die X-Ansicht der Fig. 2(A). Fig. 2(D) die Y-Ansicht der Fig. 2(B). Fig. 2(C) die Z-Ansicht der Fig. 2(B).
  • Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer auseinandergebauten SOFC nach dem Stand der Technik.
  • Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der zusammengebauten SOFC der Fig. 3.
  • Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer auseinandergebauten SOFC eines anderen Typs nach dem Stand der Technik.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung ist im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 21 eine Energieerzeugungsschicht, die aus einer Festoxidelektrolytschicht 22, die mit einer konvexen Grübchenzone 22a und einer konkaven Grübchenzone 22b auf beiden Seiten derselben versehen ist, einer Brennstoffelektrode 23 bzw. einer Sauerstoffelektrode, die auf beiden Seiten der Festoxidelektrodenschicht gebildet sind, besteht. Die konvexe Grübchenzone 22a und die konkave Grübchenzone 22b weisen fast die gleiche Form auf. Am Umfang der Energieerzeugungsschicht 21 sind Abdichtbereiche 26 gelegen, die die Abdichtflächen 26a bilden, um die Verbinder 25a, 25b, und 25c abzudichten. Die Abdichtfläche 26a an dem Abdichtbereich ist eben geformt, um fast die gleiche Ebene mit dem Scheitelpunkt der konvexen Grübchenzone 22a beizubehalten. Die Abdichtfläche 26a ist aus einem Material hergestellt, das fast den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die Festoxidelektrolytschicht 22 aufweist.
  • Die SOFC, die die oben beschriebene Struktur aufweist, wird durch die folgende Verfahrensweise hergestellt.
  • Zuerst wird die Oxidelektrolytschicht 22 angefertigt. Die feinen YSZ-Partikel, ein Bindemittel, wie zum Beispiel PVB, ein Plastifizierungsmittel, ein Dispergiermittel und ein Lösungsmittel, wie zum Beispiel Ethanol, werden miteinander vermischt. Die Mischung wird getrocknet, um eine ebene Rohlingsschicht unter Verwendung einer Rakeleinheit zu bilden.
  • Die Rohlingsschicht wird in einer Form ausgeformt, um eine vorgeschriebene Grübchenstruktur zu ergeben, die dann einer temporären Kalzinierung bei ungefähr 1250ºC unterworfen wird.
  • Als nächstes wird die Brennstoffelektrode 23 an einer Seite der fertiggestellten Festoxidbrennstoffschicht 22 gebildet. Das Material der Brennstoffelektrode 23 besteht üblicherweise aus Ni, gemischt mit YSZ mit einem Anteil von 30% bis 60% an der Gesamtmenge. Die Mischung wird vermengt und auf die eine Seite der Festoxidelektrolytschicht mit einer Dicke von etwa 50 um (nach dem Sintern) aufgebracht. Nach einem Trocknen der aufgebrachten Mischung wird diese gesintert. Da die Sintertemperatur 1400ºC beträgt, wird das Sintern vorzugsweise nach beendetem Sintern der Festoxidelektrolytschicht 22 durchgeführt. Ferner wird die Sauerstoffelektrode an der anderen Seite der Festoxidelektrolytschicht 22 gebildet. Das Material der Sauerstoffelektrode 24 besteht aus LSM, gemischt mit YSM mit einem Anteil von 20% an der Gesamtmenge. In einer ähnlichen Art und Weise wie derjenigen für die Anfertigung der Brennstoffelektrode 23 wird die Mischung aus LSM und YSM vermengt und auf die andere Seite der Festoxidelektrolytschicht 22 mit einer Dicke von etwa 50 um (nach dem Sintern) aufgebracht. Nach Trocknen der aufgebrachten Mischung wird diese gesintert. Da die Sintertemperatur 1300ºC beträgt, kann das Sintern gleichzeitig mit dem später beschriebenen Erhitzen eines Haftmittels oder eines Dispergiermittels an der Abdichtfläche 26a durchgeführt werden.
  • Als nächstes erfolgt die Bildung eines Abdichtbereiches am Umfang der Energieerzeugungsschicht 21, die durch die oben beschriebene Verfahrensweise angefertigt wurde. Der Abdichtbereich wird unter Verwendung einer Mischung ähnlich derjenigen, die verwendet wurde, um die Festoxidelektrolytschicht zu bilden, gefertigt.
  • Der Abdichtbereich 26 weist Zwischenräume an den Punkten auf, die dem Wasserstoffeinlaß 27, dem Wasserstoffauslaß 28, dem Lufteinlaß 29 und dem Luftauslaß 30 entsprechen. Da die Durchgänge von Wasserstoff und Luft so gebildet sind, daß dieselben sich kreuzen, wird die Mischung an beiden Seiten der Energieerzeugungsschicht 21 in einem gestrichelten Bereich in Fig. 2 angebracht. Demgemäß wird jede Zone des Wasserstoffeinlasses 27, des Wasserstoffauslasses 28, des Lufteinlasses 29 und des Luftauslasses 30 durch Aufbringen der Mischung auf nur einer Seite der Energieerzeugungsschicht 21 und durch Sicherstellen einer glatten Beschaffenheit unter Verwendung einer Auflagenplatte aus Gewichtsgründen geformt. Nach dem Trocknen wird der Abdichtbereich durch Sintern bei einem Temperaturbereich von 1400 bis 1500ºC gebildet.
  • Der somit erhaltene Zustand ist in Fig. 1 gezeigt.
  • Die Abdichtfläche 26a wird dann mit einem Haftmittel (Glas- Gruppe) oder einem Dispergiermittel beschichtet (YSZ plus LSC, verwendet im Verbinder) beschichtet, ferner mit einem Dispergiermittel für Elektroden auf der konvexen Grübchenzone 22a und der konkaven Grübchenzone 22b beschichtet, wobei dieselbe dann erhitzt und bei 1200 bis 1300ºC druckbeaufschlagt wird, um die Energieerzeugungsschicht 21 und den Abdichtbereich 26 mit den Verbindern 26a, 26b und 26c miteinander zu verkleben oder durch Dispersion einstückig zusammenzufügen.
  • Wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt ist, weist die SOFC dieser Ausführungsform die Struktur mit einer Energieerzeugungsschicht 21 auf, die aus der Festoxidelekrolytschicht 22, die mit der konvexen Grübchenzone 22a und der konkaven Grübchenzone 23 über fast den gesamtem Oberflächenbereich auf beiden Seiten derselben versehen ist, der Brennstoffelektrode bzw. der Sauerstoffelektrode, die auf jeder Seite der Festoxidelektrolytschicht geformt ist, sowie aus den Verbindern 25a bis 25c, die auf beiden Seiten der Energieerzeugungsschicht 21 angeordnet sind, und dem Abdichtbereich 26, der in dem Be reich zur Bildung der Abdichtfläche an dem Umfang der Energieerzeugungsschicht 21 und zwischen den Verbindern 25a bis 25c gebildet ist, besteht, und die aus einem Material, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der fast gleich dem der Festoxidelektrolytschicht 22 ist, hergestellt ist.
  • Demgemäß ergibt die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen.
  • Die SOFC dieser Erfindung gewährleistet eine hochgenaue Abdichtfläche, ermöglicht eine feste Adhäsion zwischen den Verbindern 25a bis 25c und der Festoxidelektrolytschicht, und verbessert die Genauigkeit der Adhäsion zwischen der Elektrode der Energieerzeugungsschicht und den Verbindern 25a bis 25c, was eine Zelle mit einer hohen Zuverlässigkeit liefert. Hinsichtlich des Verfahrens eine Festoxidelektrolytschicht 22 mit einer Grübchenstruktur aufzubringen, vereinfacht die oben beschriebene Ausführungsform, die die Grübchen-Struktur auf fast den gesamten Oberflächenbereich aufbringt, die Herstellung der Festoxidelektrolytschicht 22 verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren beträchtlich, das einen ebenen Bereich beläßt, um die Abdichtfläche zu sichern. Die Produktionausbeute des herkömmlichen Verfahrens beträgt nur 30 bis 50%, während das in dem Ausführungsbeispiel beschriebene Verfahren fast 100% ergibt. Da es keine Notwendigkeit zum Befestigen einer speziellen Komponente an dem Einlaß und dem Auslaß von Gasen gibt, wird außerdem die Zuverlässigkeit des Herstellungsprozesses verbessert und die Anzahl der Verarbeitungs- Mannstunden reduziert.
  • Da der Abstand zwischen den Grübchen mit ungefähr 3 mm relativ klein ist, und da eine einzelne Festoxidelektrolytschichtfläche viele Grübchen enthält, sind die Höhen jeder der Scheitelpunkte der konvexen Grübchenzone in manchen Fällen nicht aneinander angepaßt. Falls die Packung aus einem starren Material zum sandwichartigen Anbringen eines Festoxidelektrolyten (Energieerzeugungsschicht) zwischen Verbindern hergestellt ist, um dieselben zusammenzufügen, dann entsteht ein Problem durch eine elektrische Verbindung zwischen der Elektrode und dem Verbinder. Demgegenüber ist die Packung selber gasdurchlässig, falls die Packung aus einem weichen Material hergestellt ist. Folglich weist der Stand der Technik verschiedene Schwierigkeiten hinsichtlich der Abdichtfähigkeit auf.
  • Andererseits wird gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform eine Festoxidelektrolytschicht zuerst gebrannt, dann wird ein vermengtes Material, das den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie derjenige der Festoxidelektrolytschicht aufweist, ein YSZ oder ein LSC des gleichen Materials wie bei dem Verbinder, oder eine Mischung derselben in diesem Fall, auf die vorgeschriebene Abdichtfläche aufgebracht, und eine Auflagenplatte wird an der aufgebrachten Mischungsschicht plaziert, um dann bis zu einem vollständigen Sintern aufzuheizen. Somit wird eine Festoxidelektrolytschicht geschaffen, die mit einer Abdichtfläche von gleichförmiger Höhe über die gesamte Oberfläche davon versehen ist.

Claims (4)

1. Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt, die aufweist,
eine Energieerzeugungsschicht (21), die aus einer Festoxidelektrolytschicht (22), einer Sauerstoffelektrode (24), die auf einer Seite der Festoxidelektrolytschicht (22) gebildet ist, und einer Brennstoffelektrode (23), die auf der anderen Seite der Festoxidelektrolytschicht gebildet ist, besteht,
ein Paar Verbinder (25a, 25b und 25c), das an beiden Seiten der Energieerzeugungsschicht angebracht ist, und
einen Abdichtbereich (26), der an einem Randbereich der Energieerzeugungsschicht (21) und in einem Gebiet, um einen Abdichtbereich zwischen den Verbindern (25a, 25b und 25c) zu erzeugen, formiert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Festoxidelektrolytschicht (22) mit einer Grübchenstruktur bzw. einer Struktur mit Vertiefungen auf beiden Seiten derselben versehen ist und auf beinahe der gesamten Oberfläche beider Seiten der Energieerzeugungsschicht (21) ausgebildet ist,
die Sauerstoffelektrode (24) und die Brennstoffelektrode (23) beide so ausgeführt sind, daß sie sich der Form der Festoxidelektrolytschicht (22) jeweils auf einer Seite und auf der anderen Seite davon anpassen, und
der Abdichtbereich (26) so ausgeführt ist, daß er nahezu in der gleichen Ebene wie die Grübchen (22a, 22b) liegt und aus einem Material hergestellt ist, das beinahe den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die Festoxidelektrolytschicht (22) aufweist.
2. Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtbereich (26) aus einem gleichen Material hergestellt ist wie die Festoxidelektrolytschicht (22).
3. Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtbereich (26) aus einem gleichen Material wie die Verbinder (25a, 25b und 25c) hergestellt ist.
4. Brennstoffzelle mit Festoxidelektrolyt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Abdichtbereich (26) ein Haftmittel oder ein Dispergiermittel aufgebracht ist, und auf die konvexe Zone (22a) und die konkave Zone (22b) des Grübchens ein Haftmittel für eine Elektrode aufgebracht ist, um die Energieerzeugungsschicht (21), den Abdichtbereich (26) und die Verbinder (25a, 25b und 25c) miteinander zusammenzufügen.
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