JPH0287471A - 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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JPH0287471A
JPH0287471A JP63240336A JP24033688A JPH0287471A JP H0287471 A JPH0287471 A JP H0287471A JP 63240336 A JP63240336 A JP 63240336A JP 24033688 A JP24033688 A JP 24033688A JP H0287471 A JPH0287471 A JP H0287471A
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JP
Japan
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electrode
solid electrolyte
electrolyte layer
fuel cells
fuel
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JP63240336A
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Hirotaka Nakagawa
中川　大隆
Hiroshi Mihara
三原　浩
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
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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］ 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、りん酸水溶液型燃料電池に始ま
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
に改害されている。
固体電解質型燃料電池は、第５図に示されるように、イ
ツトリア安定化ジルコニア（（２口０□）ＶＺＯ，＋）
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ＩＡ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ＷＪ１の他方の面ＩＢ　ヒにフレー
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℃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（Ｈ２Ｏ）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（０２）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中を燃料極
２に向って移動する。
Ｈ，＋Ｏ−−−−Ｉ□Ｏ＋２ｅ−・・−ａ）０□＋　２
８−ｍ−→０−　　　　　　・・・（２）上記（１）の
反応は、固体電解質層１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ＦＶＪ１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率の差によって、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、固体電解質店の一方の面上に、燃料極を形
成し、そして、前記固体電解質層の他方の面上に空気極
を形成するに際して、前記燃料極および前記空気極を、
前記固体電解質層の前記−方および他方の面上に印刷に
よって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
からなる厚さ約１００μｍ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をフォトリン
グラフィによって形成する。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１０μｍの空気極
用皮膜６を、固体電解質層１の他方の面上に同じくフォ
トリングラフィによって形成する。このようにして、例
えば、第４図（Ａ）から（Ｃ）に示すような’ｔｉｌｔ
極パターンを有する。電極、即ち、燃料極２（空気極３
）が、固体電解質層１上に形成されろ。
上記型・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０．１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。
［発明の効果コ 以上説明したように、この発明によれば、印刷によって
電極を形成することによって電爆を薄膜化できるので、
熱膨張差によって電極が固体電解質層から剥離すること
が防止でき、且つ、電極の強度を低下させることなく、
電極の空孔率を十分に高くできるので、発電効率の向上
を図ることができる等、種々の有用な効果がもたらされ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図から第３図は、この発明の固体電解質型燃料電池
用電極の製造工程を示す断面図、第４図（Ａ）から（Ｃ
）は、電極パターンを示す平面図、第５図は、固体電解
質型燃料電池の原理図である。 図面において、 １・・・固体電解質層、２・・・燃料極、３・・・空気
極、　　　４・・・外部回路、５・・・燃料極用皮膜、
　６・・・空気極用皮膜。 出願人　　日本ｊｌＱ管株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １　固体電解質層の一方の面上に、燃料極を形成し、そ
    して、前記固体電解質層の他方の面上に空気極を形成す
    るに際して、前記燃料極および前記空気極を、前記固体
    電解質層の前記一方および他方の面上に印刷によって形
    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。
JP63240336A 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 JPH0287471A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002019445A3 (en) * 2000-09-01 2003-01-16 Global Thermoelectric Inc Electrode pattern for solid oxide fuel cells
WO2007064044A1 (ja) * 2005-12-02 2007-06-07 Nagasaki Institute Of Applied Science 燃料電池用触媒

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