JPH0287470A - 固体電解質型燃料電池用電極の製造方法 - Google Patents

固体電解質型燃料電池用電極の製造方法

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JPH0287470A
JPH0287470A JP63240335A JP24033588A JPH0287470A JP H0287470 A JPH0287470 A JP H0287470A JP 63240335 A JP63240335 A JP 63240335A JP 24033588 A JP24033588 A JP 24033588A JP H0287470 A JPH0287470 A JP H0287470A
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Hirotaka Nakagawa
中川　大隆
Hiroshi Mihara
三原　浩
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Nippon Kokan Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、固体電解質型燃料電池用電極の製造方法に
関するものである。
［従来の技術］ 燃料電池による発電は、火力発電や原子力発電と異なり
、化石燃料の化学エネルギーを電気化学反応により、直
接電気エネルギーに変換するものであって、発電効率が
高く且つ発、！！設備の規模に制約がない等の利点を有
している。
このような燃料電池は、りん酸水溶液）！１燃料電池に
始まり、溶融アルカリ炭酸塩型燃料電池、そして、固体
電解質型燃料電池へと、その発電効率および経済性は飛
躍的に改善されている。
固体電解質型燃料電池は、第５図に示すように、イソ１
−リア安定化ジルコニア（（ＺｎＯ□）Ｙ−０３）等か
らなる固体電解質層１と、固体電解質層１の一方の面１
＾上にフレーム溶射等によって形成されたランタンコバ
ルタイト（ＬａＭｎＯ，（Ｓｒ））等からなる燃料極２
と、固体電解質層１の他方の面ＩＢ上にフレーム溶射等
によって形成された酸化ニッケル（Ｎｉｐ）等からなる
空気極３からなっている。
このように構成されている固体電解質型燃料電池におい
て、電池全体を約１０００°Ｃに加熱し、そして、燃料
極２と空気極３との間に外部回路４を接続すると、以下
のようにして電流が外部回路４に流れる。
即ち、燃料極２に水素（Ｈ２）や−酸化炭素（ＣＯ）等
の燃料を供給する。例えば、水素を燃料極２に供給する
と、水素は、燃料極２において固体電解質層１中の酸素
イオンと下記（１）式に従って反応して、電子（ｅ−）
を奪われ、この結果、水素は、水（）１２０）になって
外部に排出される。そして、空気極３においては、空気
中の酸素（０□）と外部回路４を経た前記電子（ｅ−）
とが下記（２）式に従って反応して、酸素イオン（０−
）が生じ、この酸素イオンは、固体電解質層１中を燃料
へ２に向って移動する。
Ｈ２＋Ｏ−−−一→Ｉ（２０＋２ｅ−・・・（１）０２
＋２ｅ−−−→０″−・・・（２）上記（１）の反応は
、固体電解質Ｗｊ１と燃料極２との間の一方の境界面に
おいて起こり、そして。
上記（２）の反応は、固体電解質層１と空気極３との間
の他方の境界面において起る。従って、燃料極２は、水
素等のガスが前記一方の境界面に容易に到達できるよう
に多孔質でなければならず、また、空気極３も、空気等
のガスが前記他方の境界面に容易に到達できるように多
孔質でなければならない。しかも、画電極２，３は、電
子が効率良く移動できるように導電性に富んでいる必要
がある。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述した従来の固体電解質型燃料電池用電極は
、以下のような問題点を有している。
（１）発電効率を上げるには、電極のガス通気性を向上
させれば良いが、このために、電極の空孔率を、溶射条
件を調整することによって高くすると、電極の強度が低
下すると共に、電極の電気抵抗が増加して導電性が低下
する。
（２）電極の膜厚を薄く形成することができないので、
電極と固体電解質層との熱膨張皐の差によって、電極が
剥離する虞れがある。
従って、この発明の目的は、発電効率が良く、強度が高
く且つ固体電解質層から剥離しにくい固体電解質型燃料
電池用電極の製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ この発明は、固体電解質層の一方の゛面上に、燃料極用
皮膜を蒸着により形成し、前記固体電解質層の他方の面
上に、空気極用皮膜を蒸着により形成し、そして、この
ようにして形成された前記燃料極用皮膜および前記空気
極用皮膜の不用部分にレーザを照射して、前記不用部分
を消失させ、かくして、所望形状の電極パターンを前記
固体電解質層上に形成することに特徴を有するものであ
る。
次に、この発明の、固体電解質型燃料電池用電極の製造
方法の一実施態様を図面を参照しながら説明する。
第１から３図は、この発明の、固体電解質型燃料電池用
電極の製造方法の工程図である。
先ず、第１図に示すようなイツトリア安定化ジルコニア
からなるＪゾさ約１．００μｍの固体電解質層１の一方
の面上に、第２図に示すように、ランタンコバルタイト
からなる厚さ５から１０μｍの燃料極用皮膜５を蒸着に
よって形成する。次いで、第３図に示すように、酸化ニ
ッケルからなる厚さ５から１０μＩｌ＋の空気極用皮膜
６を、固体電解質層１の他方の面上に蒸着によって形成
する。次いで、燃料極用皮膜５および空気極用皮膜６に
レーザを照射して、不用な皮膜を気化して消失させろ。
これによって１例えば、第４図（Ａ）から（Ｃ）に示す
ような電極パターンを有する、電極、即ち。
燃料極２（空気極３）が、固体電解質ｒｆ！１１上に形
成される。
上記電極パターンにおいて、線状電極（第４図Ａ、Ｂ）
の幅や点状電極（第４図Ｃ）の直径は、何れも０．１か
ら１０μｍの範囲内で自由にコントロールできる。また
、線状電極間の距離および点状電極間の距離も、何れも
０．２から１０μｍの範囲内で自由にコントロールでき
る。
上記線状または点状電極の両側面は、固体電解質層１と
の間の電解反応の促進を図るために、凹凸に形成するの
が好ましい。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、蒸着によって
電極を形成することにより、電極と固体電解質層との間
の密着力を高くでき、且つ、熱膨張率の差によって電極
が固体電解質層から剥離することを防止でき、しかも、
電極は、固体電解質層上の皮膜をレーザ加工することに
よって形成されるので、電極の空孔率を高くでき、これ
によって１発電効率の向上が図れる等、種々の有用な効
果がもたらされる。
３・・空気極。
５・・・燃料極用皮膜、 ４・・外部回路、 ６・・・空気填用皮膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １　固体電解質層の一方の面上に、燃料極用皮膜を蒸着
    により形成し、前記固体電解質層の他方の面上に、空気
    極用皮膜を蒸着により形成し、そして、このようにして
    形成された前記燃料極用皮膜および前記空気極用皮膜の
    不用部分にレーザを溶射して、前記不用部分を消失させ
    、かくして、所望形状の電極パターンを前記固体電解質
    層上に形成することを特徴とする、固体電解質型燃料電
    池用電極の製造方法。
JP63240335A 1988-09-26 1988-09-26 固体電解質型燃料電池用電極の製造方法 Pending JPH0287470A (ja)

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