JPH0414762A - 固体電解質型燃料電池 - Google Patents
固体電解質型燃料電池Info
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- JPH0414762A JPH0414762A JP2115817A JP11581790A JPH0414762A JP H0414762 A JPH0414762 A JP H0414762A JP 2115817 A JP2115817 A JP 2115817A JP 11581790 A JP11581790 A JP 11581790A JP H0414762 A JPH0414762 A JP H0414762A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
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- 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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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は固体電解質型燃料電池（Ｓｏｌｉｄ ０ｘｉｄ
ｅＦｕｅｌ Ｃｅ１ｌ：以下５ＯＦＣと略称する）に関
する。
ｅＦｕｅｌ Ｃｅ１ｌ：以下５ＯＦＣと略称する）に関
する。
５ＯＦＣは燃料に含有される化学エネルギーを燃焼によ
る熱エネルギーの形態を経由することなく電気化学的手
段を利用して等温下で連続的に電気エネルギーへ直接変
換する装置でカルノー効率の制約を受けないため、本質
的に高いエネルギー変換率を有し、更に良好な環境保全
性が、期待されるなどの特徴を有している。
る熱エネルギーの形態を経由することなく電気化学的手
段を利用して等温下で連続的に電気エネルギーへ直接変
換する装置でカルノー効率の制約を受けないため、本質
的に高いエネルギー変換率を有し、更に良好な環境保全
性が、期待されるなどの特徴を有している。
この５ＯＦＣの空気極材料としては耐酸化性、高導電性
の点からＬａＭｎＬ系又はＬａＣｏＯｓ系のペロブスカ
イト型酸化物が用いられている。
の点からＬａＭｎＬ系又はＬａＣｏＯｓ系のペロブスカ
イト型酸化物が用いられている。
しかしながら、従来技術によれば、性能を重視し、導電
率や触媒能を増すためにＬａＭｎ０ａ系又はしａＣｏＬ
系ペロブスカイト型酸化物単独で用いられるが、この場
合、電解質膜に比べ熱膨張率が大きく、割れや剥離が生
じやすい。一方、ＬａＭｎＬ系又はＬａＣｏ０ａ系ペロ
ブスカイト型酸化物にイツトリア安定化ジルコニア（以
下、ＹＳＺと略称する）を添加すると熱膨張率は他の構
成材の値に近くなり膜の割れは少なく、また膜間の接着
性も増大するが、逆に導電率、触媒能は低下する。
率や触媒能を増すためにＬａＭｎ０ａ系又はしａＣｏＬ
系ペロブスカイト型酸化物単独で用いられるが、この場
合、電解質膜に比べ熱膨張率が大きく、割れや剥離が生
じやすい。一方、ＬａＭｎＬ系又はＬａＣｏ０ａ系ペロ
ブスカイト型酸化物にイツトリア安定化ジルコニア（以
下、ＹＳＺと略称する）を添加すると熱膨張率は他の構
成材の値に近くなり膜の割れは少なく、また膜間の接着
性も増大するが、逆に導電率、触媒能は低下する。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので膜の割れ剥離
が少なく、高導電性を有する空気極膜を有する固体電解
質型燃料電池を提供しようとするものである。
が少なく、高導電性を有する空気極膜を有する固体電解
質型燃料電池を提供しようとするものである。
本発明は燃料極、電解質、空気極を積層させた固体電解
質型燃料電池において、空気極をしａＭｎｏｓ系ペロブ
スカイト型酸化物とイツトリア安定化ジルコニアとの配
合量の異なる多層膜で構成し、該多層膜の各層のＬａＭ
ｎ０．系ペロブスカイト型酸化物の配合割合が電解質側
から外側へ向うにつれて増加していることを特徴とする
固体電解質型燃料電池である。
質型燃料電池において、空気極をしａＭｎｏｓ系ペロブ
スカイト型酸化物とイツトリア安定化ジルコニアとの配
合量の異なる多層膜で構成し、該多層膜の各層のＬａＭ
ｎ０．系ペロブスカイト型酸化物の配合割合が電解質側
から外側へ向うにつれて増加していることを特徴とする
固体電解質型燃料電池である。
本発明は空気極膜をＬａＭｎＯｓ系ペロブスカイト型酸
化物とＹＳＺの量を変えた数層の膜で構成するもので電
解質膜側の空気極膜は電解質膜との熱膨張率を近くし、
接着性の向上を重視してＬａＭｎＯｓ系ペロブスカイト
型酸化物の量を少なくする。外側は導電率、触媒能を重
視してＬａＭｎＯｓ系ペロブスカイト型酸化物単独ある
いは少量のＹＳＺの添加をし、望ましくは電解質膜側か
ら外側へＬａＭｎＯｓ系ペロブスカイト型酸化物を徐々
に増した組成の膜を数層重ねて膜間剥離、割れがなくか
つ高導電性を有する空気極膜を成膜した固体電解質型燃
料電池である。
化物とＹＳＺの量を変えた数層の膜で構成するもので電
解質膜側の空気極膜は電解質膜との熱膨張率を近くし、
接着性の向上を重視してＬａＭｎＯｓ系ペロブスカイト
型酸化物の量を少なくする。外側は導電率、触媒能を重
視してＬａＭｎＯｓ系ペロブスカイト型酸化物単独ある
いは少量のＹＳＺの添加をし、望ましくは電解質膜側か
ら外側へＬａＭｎＯｓ系ペロブスカイト型酸化物を徐々
に増した組成の膜を数層重ねて膜間剥離、割れがなくか
つ高導電性を有する空気極膜を成膜した固体電解質型燃
料電池である。
〔作 用］
本発明によれば、従来と比べ成膜時の割れや剥離が少な
く、かつ高導電性を有する空気極膜ができる。
く、かつ高導電性を有する空気極膜ができる。
また、酸素ガスの反応点とされている気相、ペロブスカ
イト型酸化物、電解質材（ＹＳＺ）の３境界点も増すこ
とにより反応性も増大する。
イト型酸化物、電解質材（ＹＳＺ）の３境界点も増すこ
とにより反応性も増大する。
以下、本発明の一実施例を従来の態様のものと比較して
あげ、本発明の効果を立証する。
あげ、本発明の効果を立証する。
電解質材としてはｙｓｚ、燃料極材としてはＮｉ／ＹＳ
Ｚ、空気極材としてはＬａＳｒＭｎ０ａとＹＳＺの混合
物を用いた。
Ｚ、空気極材としてはＬａＳｒＭｎ０ａとＹＳＺの混合
物を用いた。
第１図に本発明の一実施例の模式図を示す。
第１図において、ａは燃料極膜、ｂは電解質膜、Ｃ−１
は空気極Ｗｌ（ＬａＳｒＭｎＯｓ ： ５ （１％、ｙ
ｓｚ＝５０％）、Ｃ−２は空気極膜（ＬａＳｒＭｎＯｓ
： ８０％、ＹＳＺ：２０％）、Ｃ−３は空気極膜（
ＬａＳｒＭｎ０３： １００％）である。
は空気極Ｗｌ（ＬａＳｒＭｎＯｓ ： ５ （１％、ｙ
ｓｚ＝５０％）、Ｃ−２は空気極膜（ＬａＳｒＭｎＯｓ
： ８０％、ＹＳＺ：２０％）、Ｃ−３は空気極膜（
ＬａＳｒＭｎ０３： １００％）である。
また、従来の固体電解質型燃料電池の一態様の模式図を
第２図に示す。第２図において、０１は燃料極膜（Ｎｉ
／ＹＳＺ）、０２は電解質膜（ＹＳＺ）、０３は空気極
膜（ｌａＭｎｓｒＯｓ）である。
第２図に示す。第２図において、０１は燃料極膜（Ｎｉ
／ＹＳＺ）、０２は電解質膜（ＹＳＺ）、０３は空気極
膜（ｌａＭｎｓｒＯｓ）である。
直径２０ｍｍの円筒型の上記２種の５ＯＦＣの発、電試
験を実施した結果、従来のものが最初出力１．ＩＷであ
るのに比べ、本発明によるものが１、６ Ｗと約４５％
高い出力を呈した。この差は本発明による５ＯＦＣの電
解質／空気極膜界面の抵抗及び空気極膜そのものの抵抗
の低減によるものである。
験を実施した結果、従来のものが最初出力１．ＩＷであ
るのに比べ、本発明によるものが１、６ Ｗと約４５％
高い出力を呈した。この差は本発明による５ＯＦＣの電
解質／空気極膜界面の抵抗及び空気極膜そのものの抵抗
の低減によるものである。
第１図の固体電解質型燃料電池において、空気極膜Ｃ−
１，Ｃ−２，Ｃ−３の組成を変化させた結果を上記実施
例の場合を含め下表に示す。
１，Ｃ−２，Ｃ−３の組成を変化させた結果を上記実施
例の場合を含め下表に示す。
上記表より、電解質側と接する空気極膜はしａＭ口０．
系ペロブスカイト型酸化物とＹＳＺとが同量程度である
ことが好ましく、中間層の空気極膜はＹＳＺの割合は２
０％程度が好ましいことが判る。
系ペロブスカイト型酸化物とＹＳＺとが同量程度である
ことが好ましく、中間層の空気極膜はＹＳＺの割合は２
０％程度が好ましいことが判る。
以上、空気極膜を３層にした例をあげて説明したが、こ
れは−例であり更に多層にすることを妨げるものではな
い。
れは−例であり更に多層にすることを妨げるものではな
い。
また、本発明はＬａＭｎＯｓ系ペロブスカイト型酸化物
を空気極とした例をあげたが、空気極としてＬａＣｏＯ
ｓ系ペロブスカイト型酸化物を用いる場合にも応用でき
ると推定される。
を空気極とした例をあげたが、空気極としてＬａＣｏＯ
ｓ系ペロブスカイト型酸化物を用いる場合にも応用でき
ると推定される。
また、更に本発明は５ＯＦＣ以外に高温水電解装置、酸
素センサー、酸素ポンプにも適用できる。
素センサー、酸素ポンプにも適用できる。
〔発明の効果〕
以上に述べた如く、本発明によれば、従来と比べて膜間
の接着性がよく、膜自体の導電性も高い、空気極膜がで
き、優れた固体電解質型燃料電池が提案される。
の接着性がよく、膜自体の導電性も高い、空気極膜がで
き、優れた固体電解質型燃料電池が提案される。
第１図は本発明の一実施例の固体電解質型燃料電池の断
面模式図、第２図は従来の同電池の−態様の断面模式図
である。
面模式図、第２図は従来の同電池の−態様の断面模式図
である。
Claims (1)
- 燃料極、電解質、空気極を積層させた固体電解質型燃料
電池において、空気極をＬａＭｎＯ＿３系ペロブスカイ
ト型酸化物とイットリア安定化ジルコニアとの配合量の
異なる多層膜で構成し、該多層膜の各層のＬａＭｎＯ＿
３系ペロブスカイト型酸化物の配合割合が電解質側から
外側へ向うにつれて増加していることを特徴とする固体
電解質型燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115817A JPH0414762A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 固体電解質型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115817A JPH0414762A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 固体電解質型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414762A true JPH0414762A (ja) | 1992-01-20 |
Family
ID=14671840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2115817A Pending JPH0414762A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 固体電解質型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0414762A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059523A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| JP2003092113A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-28 | Toto Ltd | 固体電解質型燃料電池燃料極膜およびその製造方法 |
| JP2005135889A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Kyocera Corp | 燃料電池セル及び燃料電池 |
| JP2005327637A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池 |
| JP2008300075A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 固体酸化物型燃料電池およびその製造方法 |
| JP2010267631A (ja) * | 2010-07-28 | 2010-11-25 | Kyocera Corp | 燃料電池セル及び燃料電池 |
| JP2018112494A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ素子及びガスセンサ |
-
1990
- 1990-05-07 JP JP2115817A patent/JPH0414762A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003059523A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-28 | Nissan Motor Co Ltd | 固体電解質型燃料電池 |
| JP2003092113A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-28 | Toto Ltd | 固体電解質型燃料電池燃料極膜およびその製造方法 |
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| JP2010267631A (ja) * | 2010-07-28 | 2010-11-25 | Kyocera Corp | 燃料電池セル及び燃料電池 |
| JP2018112494A (ja) * | 2017-01-12 | 2018-07-19 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサ素子及びガスセンサ |
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