JPH02123667A - 平板型固体電解質燃料電池の製造方法 - Google Patents
平板型固体電解質燃料電池の製造方法Info
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- JPH02123667A JPH02123667A JP63278123A JP27812388A JPH02123667A JP H02123667 A JPH02123667 A JP H02123667A JP 63278123 A JP63278123 A JP 63278123A JP 27812388 A JP27812388 A JP 27812388A JP H02123667 A JPH02123667 A JP H02123667A
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- JP
- Japan
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- electrode
- solid electrolyte
- fuel cell
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- fuel
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明は、平板型固体電解質燃料電池の製造方法に関
する。
する。
［従来技術］
固体電解質型燃料電池は、電極部分が形成された電極部
材を多数配し、これらの電極部材を電気的に連結するよ
うにして構成されている。
材を多数配し、これらの電極部材を電気的に連結するよ
うにして構成されている。
このうち電極部材が平板状のものとしては、工業技術院
化学技術研究所の資料（「日本における燃料電池の開発
」、燃料電池開発情報センター発行）に見られるものが
ある。これは第６図のように、平板状の固体電解質４１
の片面に平板状の空気電極４２を、他の面に燃料電極４
３を形成した電極部材４４の画電極面にガス通気性、導
電性、耐雰囲気性およびクツション性のある金属フェル
ト、金属発泡体、セラミックスフェルトおよびセラミッ
クス発泡体等からなるディストリビュータ４５を配置し
、このディストリビュータ４５の外側にディストリビュ
ータ４５を電極面に押し付けるようにセパレータ４６を
配備したものを一つの単位として多数積層するようにし
ている。そして最外部のセパレータ間を結線して電気回
路を構成するとともに、前記電極部材４４の空気電極４
２とセパレータ４６とが形成する空間には空気通路を、
また燃料電極４３とセパレータ４６とが形成する空間に
はＯリング４７を配して燃料通路を形成し、それぞれ空
気および燃料を供給するようにしている。この平板型固
体電解質燃料電池のディストリビュータ４５は、電極部
材４４を積層したときに電極部材４４とセパレータ４６
との電気的な空隙を埋め、燃料電池の通電性を確保する
上で重要なものである。
化学技術研究所の資料（「日本における燃料電池の開発
」、燃料電池開発情報センター発行）に見られるものが
ある。これは第６図のように、平板状の固体電解質４１
の片面に平板状の空気電極４２を、他の面に燃料電極４
３を形成した電極部材４４の画電極面にガス通気性、導
電性、耐雰囲気性およびクツション性のある金属フェル
ト、金属発泡体、セラミックスフェルトおよびセラミッ
クス発泡体等からなるディストリビュータ４５を配置し
、このディストリビュータ４５の外側にディストリビュ
ータ４５を電極面に押し付けるようにセパレータ４６を
配備したものを一つの単位として多数積層するようにし
ている。そして最外部のセパレータ間を結線して電気回
路を構成するとともに、前記電極部材４４の空気電極４
２とセパレータ４６とが形成する空間には空気通路を、
また燃料電極４３とセパレータ４６とが形成する空間に
はＯリング４７を配して燃料通路を形成し、それぞれ空
気および燃料を供給するようにしている。この平板型固
体電解質燃料電池のディストリビュータ４５は、電極部
材４４を積層したときに電極部材４４とセパレータ４６
との電気的な空隙を埋め、燃料電池の通電性を確保する
上で重要なものである。
このディストリビュータ４５によく使用される材料とし
てニッケルフェルトがあるが、ニッケルフェルトは燃料
電極４３とセパレータ４６間の通電性を確保することは
できるが、空気電極４２側には使用することができない
、セパレータ４６上に第６図のように燃料電極４３、固
体電解質４１および空気電極４２をこの順に成膜した電
極部材を積層して使用した燃料電池では、空気電極４２
の表面に形成される微少な凹凸を埋めて、空気電極４２
とセパレータ４６間の通電性を確保することはできない
。したがって、従来の平板型燃料電池においては、セパ
レータ４６の上に空気を極４２、固体電解質４１および
燃料電極４３をこの順に成膜した電極部材を使用した燃
料電池はあったが、逆の順に成膜した電極部材を使用し
た燃料電池はなかった。
てニッケルフェルトがあるが、ニッケルフェルトは燃料
電極４３とセパレータ４６間の通電性を確保することは
できるが、空気電極４２側には使用することができない
、セパレータ４６上に第６図のように燃料電極４３、固
体電解質４１および空気電極４２をこの順に成膜した電
極部材を積層して使用した燃料電池では、空気電極４２
の表面に形成される微少な凹凸を埋めて、空気電極４２
とセパレータ４６間の通電性を確保することはできない
。したがって、従来の平板型燃料電池においては、セパ
レータ４６の上に空気を極４２、固体電解質４１および
燃料電極４３をこの順に成膜した電極部材を使用した燃
料電池はあったが、逆の順に成膜した電極部材を使用し
た燃料電池はなかった。
［発明が解決しようとする課題］
従来の平板型固体電解質型燃料電池には次のような問題
点があった。すなわち燃料電極を！＆後に成膜しなけれ
ばならないので、比較的入手しやすいニッケル焼結板ま
たはニッケルジルコニアサーメット焼結板を燃料電極と
し、この上に固体電解質と空気電極を成膜するほうが燃
料電池の製作もしやすく、製造コストが安くなる可能性
があるにもかかわらず、この方法を採用することができ
ず、製造コストの高い燃料電池しか製作することができ
なかった。
点があった。すなわち燃料電極を！＆後に成膜しなけれ
ばならないので、比較的入手しやすいニッケル焼結板ま
たはニッケルジルコニアサーメット焼結板を燃料電極と
し、この上に固体電解質と空気電極を成膜するほうが燃
料電池の製作もしやすく、製造コストが安くなる可能性
があるにもかかわらず、この方法を採用することができ
ず、製造コストの高い燃料電池しか製作することができ
なかった。
本発明は、従来技術の以上のような問題点を解消し、製
造しやすく、製造コストも安くなる平板型固体電解質型
燃料電池の製造方法を提供することを目的とする。
造しやすく、製造コストも安くなる平板型固体電解質型
燃料電池の製造方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る平板型固体電解質型燃料電池の製造方法
は、セパレータの一面に燃料電極、固体電解質および空
気電極をこの順に成膜した電極部材を多数段積層して平
板型固体電解質燃料電池を製造する方法において、各空
気電極と次段のセパレータとの間にスラリー状の空気電
極用材料を塗布して積層したのち、積層した電極部材を
焼結することを特徴とする平板型固体電解質燃料電池の
製造方法である。
は、セパレータの一面に燃料電極、固体電解質および空
気電極をこの順に成膜した電極部材を多数段積層して平
板型固体電解質燃料電池を製造する方法において、各空
気電極と次段のセパレータとの間にスラリー状の空気電
極用材料を塗布して積層したのち、積層した電極部材を
焼結することを特徴とする平板型固体電解質燃料電池の
製造方法である。
［作用］
各空気電極と次段のセパレータとの間にスラリー状の空
気電極用材料を塗布して積層したのち、積層した電極部
材を焼結するので、空気電極とセパレータとの間の電気
的接触を高めることができる。
気電極用材料を塗布して積層したのち、積層した電極部
材を焼結するので、空気電極とセパレータとの間の電気
的接触を高めることができる。
［実施ＰＡ］
本発明の１実施例の平板型固体電解質燃料電池の製造方
法を第１図〜第５図により説明する。第１図（ａ）は、
本発明の１実施例の製造方法に使用する電極部材の断面
図、第１（ｂ）はその平面図である。この電極部材１は
、両面に周辺部を除いて溝部２を有する平板状のセパレ
ータ３の上に燃料電極４、固体電解質５および空気電極
６をこのＩ’ｌｌに成膜して製造している。さらにこの
電極部材１を詳述すると、セパレータ３の溝部２は第１
図（ｂ）に示すように複数のリング状にかつ放射状に構
成されており、燃料供給孔７より燃料がこの溝部２を通
って燃料電極４に供給され、余分の燃料は燃料排出孔８
から排出されるようになっている。なおセパレータ３上
にニッケルまたはニッケルジルコニアサーメット焼結板
を燃料電極４として固着配置し、この上に固体電解質５
および空気電極６をこの順に成膜してもよい。この電極
部材１を第３図のように数段に積層して（第３図の場合
には３段）平板型固体電解質燃料電池９と形成するので
あるが、電極部材１を積層するにあたり、第２図のよう
に各電極部材１の空気電極の表面にスラリー状の空気電
極材料１０を塗布した後、これを焼結させて平板型固体
電解質燃料電池９を形成するようにしている。スラリー
状の空気電極材料１０としては、適当な溶剤を加えたＬ
ＳＭ（ストロンチウムをドープしたランタンマンガナイ
ト）等がある。なお空気電極６を固体電解質５の上に成
膜しないで、固体電解質５の上に直接適当な溶剤を加え
なＬＳＭを塗布した後、焼結させるという方法でも同様
な目的を達成することができる。
法を第１図〜第５図により説明する。第１図（ａ）は、
本発明の１実施例の製造方法に使用する電極部材の断面
図、第１（ｂ）はその平面図である。この電極部材１は
、両面に周辺部を除いて溝部２を有する平板状のセパレ
ータ３の上に燃料電極４、固体電解質５および空気電極
６をこのＩ’ｌｌに成膜して製造している。さらにこの
電極部材１を詳述すると、セパレータ３の溝部２は第１
図（ｂ）に示すように複数のリング状にかつ放射状に構
成されており、燃料供給孔７より燃料がこの溝部２を通
って燃料電極４に供給され、余分の燃料は燃料排出孔８
から排出されるようになっている。なおセパレータ３上
にニッケルまたはニッケルジルコニアサーメット焼結板
を燃料電極４として固着配置し、この上に固体電解質５
および空気電極６をこの順に成膜してもよい。この電極
部材１を第３図のように数段に積層して（第３図の場合
には３段）平板型固体電解質燃料電池９と形成するので
あるが、電極部材１を積層するにあたり、第２図のよう
に各電極部材１の空気電極の表面にスラリー状の空気電
極材料１０を塗布した後、これを焼結させて平板型固体
電解質燃料電池９を形成するようにしている。スラリー
状の空気電極材料１０としては、適当な溶剤を加えたＬ
ＳＭ（ストロンチウムをドープしたランタンマンガナイ
ト）等がある。なお空気電極６を固体電解質５の上に成
膜しないで、固体電解質５の上に直接適当な溶剤を加え
なＬＳＭを塗布した後、焼結させるという方法でも同様
な目的を達成することができる。
本発明の１実施例の製造方法で製造した平板型固体電解
質燃料電池９は、上記のように製造されるので、空気電
極６とセパレータ３の間に存在する微少空隙が、スラリ
ー状空気！極材料が焼結されることにより消滅し、良好
な通電性を発揮することができるようになる。
質燃料電池９は、上記のように製造されるので、空気電
極６とセパレータ３の間に存在する微少空隙が、スラリ
ー状空気！極材料が焼結されることにより消滅し、良好
な通電性を発揮することができるようになる。
この燃料電池９の使用状態を第４図により説明する。第
４図は、上記のような製造方法により製造した平板型固
体電解質燃料電池９の斜視図である。この平板型面体電
解質燃料電池９は、電極部材１をスペーサー１１を介し
て多数段（第４区の場合は３段）積層している。そして
セパレータ３およびスペーサー１１には燃料通路１２が
、またスペーサーに空気道Ｆ！＠１３が形成されており
、燃料通路１２を通ってセパレータ３の上面に接する燃
料電極４に燃料が、空気通路１３を通ってセパレータ３
の下面に接する空気電極６に空気がセパレータ３の溝部
２を経由して供給されるようになっている。第５図（ａ
）は電極部材１が円形の場合の平板型固体電解質燃料電
池９の斜視図であり、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ
−Ａ矢視図である。この燃料電池９の構成は第４図の四
角形の場合と同じであり、燃料通路または空気通路とな
るセパレータ３の溝部２は、第５図（ｂ）のように複数
環状かつ放射状に形成されている。第５図の場合には、
セパレータ３の上面に接する燃料電極４への燃料の供給
および排出は外部配管１４および１５により行なわれる
。また空気がスペーサー１１に設けた空気供給孔（図示
せず）から供給され、同じくスペーサー１１に設けた空
気排出孔（図示せず）から排出される。
４図は、上記のような製造方法により製造した平板型固
体電解質燃料電池９の斜視図である。この平板型面体電
解質燃料電池９は、電極部材１をスペーサー１１を介し
て多数段（第４区の場合は３段）積層している。そして
セパレータ３およびスペーサー１１には燃料通路１２が
、またスペーサーに空気道Ｆ！＠１３が形成されており
、燃料通路１２を通ってセパレータ３の上面に接する燃
料電極４に燃料が、空気通路１３を通ってセパレータ３
の下面に接する空気電極６に空気がセパレータ３の溝部
２を経由して供給されるようになっている。第５図（ａ
）は電極部材１が円形の場合の平板型固体電解質燃料電
池９の斜視図であり、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ
−Ａ矢視図である。この燃料電池９の構成は第４図の四
角形の場合と同じであり、燃料通路または空気通路とな
るセパレータ３の溝部２は、第５図（ｂ）のように複数
環状かつ放射状に形成されている。第５図の場合には、
セパレータ３の上面に接する燃料電極４への燃料の供給
および排出は外部配管１４および１５により行なわれる
。また空気がスペーサー１１に設けた空気供給孔（図示
せず）から供給され、同じくスペーサー１１に設けた空
気排出孔（図示せず）から排出される。
［発明の効果］
本発明により、セパレータ上に燃料電極、固体電解質お
よび空気電極をこの順に成ｒｇＡした電極部材により平
板型固体電解質燃料電池が構成できるので、平板型固体
電解質型燃料電池が容易に製作でき、製造コストを大幅
に低減できる。
よび空気電極をこの順に成ｒｇＡした電極部材により平
板型固体電解質燃料電池が構成できるので、平板型固体
電解質型燃料電池が容易に製作でき、製造コストを大幅
に低減できる。
第１図（ａ）は本発明の一実施例の平板型固体電解質燃
料電池に使用するｔｉ部材の断面図、第１図（ｂ）はそ
の平面図、第２図は電極部材の空気電極にスラリー状空
気電極材料を塗布した状況を示す説明図、第３図は第２
図の状態の電極部材を多数段積層した状態を示す断面図
、第４図は平板型固体電解質燃料電池の使用状態の１例
を示す斜視図、第５図（ａ）は平板型固体電解質燃料電
池の使用状態の他の例を示す斜視図、第５図（ｂ）は第
５図（ａ）のＡ−Ａ矢視図、第６図は従来の平板型固体
電解質燃料電池の構成を示す説明図である。 １・・・電極部材、２・・・セパレータの溝部、３・・
・セパレータ、４・・・燃料電極、５・・・固体電解質
、６・・・空気電極、７・・・燃料供給孔、８・・・燃
料排出孔、９・・・平板型固体電解質燃料電池、 １０・・・スラリー状の空気電極材料、１１・・・スペ
ーサー １２・・・燃料通路、１３・・・空気通路、１
４・・・外部配管、１５・・・外部配管。
料電池に使用するｔｉ部材の断面図、第１図（ｂ）はそ
の平面図、第２図は電極部材の空気電極にスラリー状空
気電極材料を塗布した状況を示す説明図、第３図は第２
図の状態の電極部材を多数段積層した状態を示す断面図
、第４図は平板型固体電解質燃料電池の使用状態の１例
を示す斜視図、第５図（ａ）は平板型固体電解質燃料電
池の使用状態の他の例を示す斜視図、第５図（ｂ）は第
５図（ａ）のＡ−Ａ矢視図、第６図は従来の平板型固体
電解質燃料電池の構成を示す説明図である。 １・・・電極部材、２・・・セパレータの溝部、３・・
・セパレータ、４・・・燃料電極、５・・・固体電解質
、６・・・空気電極、７・・・燃料供給孔、８・・・燃
料排出孔、９・・・平板型固体電解質燃料電池、 １０・・・スラリー状の空気電極材料、１１・・・スペ
ーサー １２・・・燃料通路、１３・・・空気通路、１
４・・・外部配管、１５・・・外部配管。
Claims (1)
- セパレータの一面に燃料電極、固体電解質および空気電
極をこの順に成膜した電極部材を多数段積層して平板型
固体電解質燃料電池を製造する方法において、各空気電
極と次段のセパレータとの間にスラリー状の空気電極用
材料を塗布して積層したのち、積層した電極部材を焼結
することを特徴とする平板型固体電解質燃料電池の製造
方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278123A JPH02123667A (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 平板型固体電解質燃料電池の製造方法 |
| US07/410,335 US4937152A (en) | 1988-09-26 | 1989-09-20 | Fuel cell |
| NO89893805A NO893805L (no) | 1988-09-26 | 1989-09-25 | Brenselcelle. |
| CA000612842A CA1306494C (en) | 1988-09-26 | 1989-09-25 | Fuel cell |
| EP89117737A EP0361383A1 (en) | 1988-09-26 | 1989-09-26 | Fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278123A JPH02123667A (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 平板型固体電解質燃料電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02123667A true JPH02123667A (ja) | 1990-05-11 |
Family
ID=17592931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63278123A Pending JPH02123667A (ja) | 1988-09-26 | 1988-11-02 | 平板型固体電解質燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02123667A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007172848A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Toyota Motor Corp | 燃料電池およびその製造方法 |
| JP2009009951A (ja) * | 2008-09-09 | 2009-01-15 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池 |
-
1988
- 1988-11-02 JP JP63278123A patent/JPH02123667A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007172848A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Toyota Motor Corp | 燃料電池およびその製造方法 |
| JP2009009951A (ja) * | 2008-09-09 | 2009-01-15 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池 |
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