JPH0554899A - 電極−固体電解質複合体の製造方法 - Google Patents
電極−固体電解質複合体の製造方法Info
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- JPH0554899A JPH0554899A JP3240466A JP24046691A JPH0554899A JP H0554899 A JPH0554899 A JP H0554899A JP 3240466 A JP3240466 A JP 3240466A JP 24046691 A JP24046691 A JP 24046691A JP H0554899 A JPH0554899 A JP H0554899A
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Classifications
-
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質燃料電池などに用いられる電極−
固体電解質複合体の高性能化を図る。 【構成】 固体電解質粉末を混合したスラリーと、電極
粉末を混合したスラリーとを連続して吸水性を有する型
２に流し込んで電解質成形体３と電極成形体４とが一体
化されてなる複合成形体を得た後、この複合成形体を焼
成して電極−固体電解質複合体を得る製造方法におい
て、前記型２の、少なくともスラリーが流し込まれる表
面に多孔性の高分子膜１を設ける。 【効果】 型の成分である硫酸カルシウムが電極−固体
電解質複合体中に混入するのを防止することができる。
固体電解質複合体の高性能化を図る。 【構成】 固体電解質粉末を混合したスラリーと、電極
粉末を混合したスラリーとを連続して吸水性を有する型
２に流し込んで電解質成形体３と電極成形体４とが一体
化されてなる複合成形体を得た後、この複合成形体を焼
成して電極−固体電解質複合体を得る製造方法におい
て、前記型２の、少なくともスラリーが流し込まれる表
面に多孔性の高分子膜１を設ける。 【効果】 型の成分である硫酸カルシウムが電極−固体
電解質複合体中に混入するのを防止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電極−固体電解質複合体
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質燃料電池、水素や有機化合物
を製造するための高温電解セル、酸素センサーには、安
定化材を添加したジルコニアからなる固体電解質に電極
を形成した電極−固体電解質複合体が用いられている。
を製造するための高温電解セル、酸素センサーには、安
定化材を添加したジルコニアからなる固体電解質に電極
を形成した電極−固体電解質複合体が用いられている。
【０００３】一方、上記のような電極−固体電解質複合
体の製造方法としては、吸水性を有する型に電極粉末を
混合したスラリーと固体電解質粉末を混合したスラリー
とを連続して流し込んで電極成形体と電解質成形体とが
一体化されてなる複合成形体を形成し、この複合成形体
を焼成する方法が本発明者によって提案されている。
体の製造方法としては、吸水性を有する型に電極粉末を
混合したスラリーと固体電解質粉末を混合したスラリー
とを連続して流し込んで電極成形体と電解質成形体とが
一体化されてなる複合成形体を形成し、この複合成形体
を焼成する方法が本発明者によって提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した電極−固体電
解質複合体の製造方法では、吸水性を有する型として用
いる石膏中の硫酸カルシウムが複合成形体中に混入して
電極または固体電解質膜の特性を劣化させるという問題
があった。
解質複合体の製造方法では、吸水性を有する型として用
いる石膏中の硫酸カルシウムが複合成形体中に混入して
電極または固体電解質膜の特性を劣化させるという問題
があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、電極粉末を混合したスラリーを吸水性を
有する型に流し込んで電極成形体とする工程と、前記吸
水性を有する型に固体電解質粉末を混合したスラリーを
流し込んで電解質成形体とする工程とを有し、前記電極
成形体と電解質成形体とが一体化されてなる複合成形体
を焼成して電極−固体電解質複合体を得る電極−固体電
解質複合体の製造方法において、前記吸水性を有する型
の、少なくともスラリーが流し込まれる表面に多孔性の
高分子膜を設けたことを特徴とするものである。
め、本発明は、電極粉末を混合したスラリーを吸水性を
有する型に流し込んで電極成形体とする工程と、前記吸
水性を有する型に固体電解質粉末を混合したスラリーを
流し込んで電解質成形体とする工程とを有し、前記電極
成形体と電解質成形体とが一体化されてなる複合成形体
を焼成して電極−固体電解質複合体を得る電極−固体電
解質複合体の製造方法において、前記吸水性を有する型
の、少なくともスラリーが流し込まれる表面に多孔性の
高分子膜を設けたことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上記のように、本発明は、型の表面に多孔性を
高分子膜を設けているので、複合成形体中に硫酸カルシ
ウムのような型の成分が混入するという問題を解消する
ことができる。
高分子膜を設けているので、複合成形体中に硫酸カルシ
ウムのような型の成分が混入するという問題を解消する
ことができる。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の電極−固体電解質複合体の
製造方法によって形成した電解質成形体３の断面図で、
固体電解質粉末としてのイットリアを添加したジルコニ
アを混合したスラリーを、吸水性を有する型２に流し込
んで一定時間放置した後、余剰のスラリーを除去した状
態を示す。なお、前記型２の、少なくともスラリーが流
し込まれる表面には多孔性の高分子膜１としてのセルロ
ース系樹脂被膜が設けられている。
製造方法によって形成した電解質成形体３の断面図で、
固体電解質粉末としてのイットリアを添加したジルコニ
アを混合したスラリーを、吸水性を有する型２に流し込
んで一定時間放置した後、余剰のスラリーを除去した状
態を示す。なお、前記型２の、少なくともスラリーが流
し込まれる表面には多孔性の高分子膜１としてのセルロ
ース系樹脂被膜が設けられている。
【０００８】図２は、前記電解質成形体３の一方の面、
すなわち内側の面に電極成形体４を形成した状態の断面
図で、電極粉末としての酸化ニッケルまたは酸化コバル
トを混合したスラリーを、前記電解質成形体３の内側の
面に流し込んで一定時間放置した後、余剰のスラリーを
除去して電解質成形体３と電極成形体４とを一体化した
複合成形体を形成した状態を示す。
すなわち内側の面に電極成形体４を形成した状態の断面
図で、電極粉末としての酸化ニッケルまたは酸化コバル
トを混合したスラリーを、前記電解質成形体３の内側の
面に流し込んで一定時間放置した後、余剰のスラリーを
除去して電解質成形体３と電極成形体４とを一体化した
複合成形体を形成した状態を示す。
【０００９】前記多孔性の高分子膜１は、セルロース系
樹脂を吹き付けることによって設けることができる。な
お、セルロース系樹脂に代えてテフロン系樹脂、ポリビ
ニル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリアミド系樹脂を用い
てもよい。
樹脂を吹き付けることによって設けることができる。な
お、セルロース系樹脂に代えてテフロン系樹脂、ポリビ
ニル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリアミド系樹脂を用い
てもよい。
【００１０】図３は、図２の複合成形体を乾燥させて型
２を除去した後焼成して得た電極−固体電解質複合体の
断面図で、外側に緻密な固体電解質膜５が、内側に多孔
性の電極６が形成される。
２を除去した後焼成して得た電極−固体電解質複合体の
断面図で、外側に緻密な固体電解質膜５が、内側に多孔
性の電極６が形成される。
【００１１】前記電極成形体４中に含有される電極粉末
は、酸化ニッケルもしくは酸化コバルトであるが、これ
は電極を固体電解質燃料電池の燃料極として作用させる
場合であり、電極粉末としてＬａＭｎＯ3 、ＬａＣｏＯ
3、ＣａＭｎＯ3 を含有させると、電極を固体電解質燃
料電池の空気極として作用させることができ、上記以外
の電極粉末を含有させることにより、固体電解質燃料電
池以外の用途にも利用できる。
は、酸化ニッケルもしくは酸化コバルトであるが、これ
は電極を固体電解質燃料電池の燃料極として作用させる
場合であり、電極粉末としてＬａＭｎＯ3 、ＬａＣｏＯ
3、ＣａＭｎＯ3 を含有させると、電極を固体電解質燃
料電池の空気極として作用させることができ、上記以外
の電極粉末を含有させることにより、固体電解質燃料電
池以外の用途にも利用できる。
【００１２】こうして得られた本発明の電極−固体電解
質複合体の外側に空気極を設けてなる固体電解質燃料電
池と、多孔性の高分子膜１を設けない型２を用いて製造
した従来の電極−固体電解質複合体の外側に空気極を設
けてなる固体電解質燃料電池とを１０００℃の作動温度
下に配し、燃料極側に燃料としての３％加湿水素を、空
気極側に空気を供給して出力電流密度と出力電圧との関
係を調査したところ、図４のような結果が得られた。
質複合体の外側に空気極を設けてなる固体電解質燃料電
池と、多孔性の高分子膜１を設けない型２を用いて製造
した従来の電極−固体電解質複合体の外側に空気極を設
けてなる固体電解質燃料電池とを１０００℃の作動温度
下に配し、燃料極側に燃料としての３％加湿水素を、空
気極側に空気を供給して出力電流密度と出力電圧との関
係を調査したところ、図４のような結果が得られた。
【００１３】図４から、本発明の製造方法によって製造
された電極−固体電解質複合体を用いた固体電解質燃料
電池の方がその出力電流密度と出力電圧との関係が良好
であることがわかる。
された電極−固体電解質複合体を用いた固体電解質燃料
電池の方がその出力電流密度と出力電圧との関係が良好
であることがわかる。
【００１４】次に、上記各電池を解体したところ、従来
の製造方法によって製造された電極−固体電解質複合体
中にはカルシウムの存在が認められ、特に空気極と固体
電解質との界面にはＣａＺｒＯ3 の生成が認められた。
そして、図４の出力電流密度と出力電圧との関係は、こ
のＣａＺｒＯ3 が電気抵抗層として作用したためと考え
られる。一方、本発明の製造方法によって製造された電
極−固体電解質複合体中にはカルシウムの存在が認めら
れず、空気極と固体電解質との界面にＣａＺｒＯ3 の生
成も認められなかった。
の製造方法によって製造された電極−固体電解質複合体
中にはカルシウムの存在が認められ、特に空気極と固体
電解質との界面にはＣａＺｒＯ3 の生成が認められた。
そして、図４の出力電流密度と出力電圧との関係は、こ
のＣａＺｒＯ3 が電気抵抗層として作用したためと考え
られる。一方、本発明の製造方法によって製造された電
極−固体電解質複合体中にはカルシウムの存在が認めら
れず、空気極と固体電解質との界面にＣａＺｒＯ3 の生
成も認められなかった。
【００１５】このことは、本発明の製造方法は、型２に
設けた高分子膜によって複合成形体中に硫酸カルシウム
が混入するのを防止できると考えることができる。
設けた高分子膜によって複合成形体中に硫酸カルシウム
が混入するのを防止できると考えることができる。
【００１６】
【発明の効果】上記した如く、本発明は高性能な電極−
固体電解質複合体を製造することができ、固体電解質燃
料電池の性能の向上に寄与するところが大である。
固体電解質複合体を製造することができ、固体電解質燃
料電池の性能の向上に寄与するところが大である。
【図１】型２にスラリーを流し込んで一定時間放置して
電解質成形体３とした後、余剰のスラリーを除去した状
態の断面図である。
電解質成形体３とした後、余剰のスラリーを除去した状
態の断面図である。
【図２】図１の電解質成形体３の上にスラリーを流し込
んで一定時間放置して電極成形体４とした後、余剰のス
ラリーを除去して複合成形体とした状態の断面図であ
る。
んで一定時間放置して電極成形体４とした後、余剰のス
ラリーを除去して複合成形体とした状態の断面図であ
る。
【図３】図２の複合成形体から型２を除去した後焼成し
て得た電極−固体電解質複合体の断面図である。
て得た電極−固体電解質複合体の断面図である。
【図４】本発明の製造方法と従来の製造方法とによって
製造された電極−固体電解質複合体を用いて製作した固
体電解質燃料電池の出力電流密度と出力電圧との関係を
示す図である。
製造された電極−固体電解質複合体を用いて製作した固
体電解質燃料電池の出力電流密度と出力電圧との関係を
示す図である。
１ 多孔性の高分子膜 ２ 型 ３ 電解質成形体 ４ 電極成形体 ５ 固体電解質膜 ６ 電極
Claims (5)
- 【請求項１】 電極粉末を混合したスラリーを吸水性を
有する型に流し込んで電極成形体とする工程と、前記吸
水性を有する型に固体電解質粉末を混合したスラリーを
流し込んで電解質成形体とする工程とを有し、前記電極
成形体と電解質成形体とが一体化されてなる複合成形体
を焼成して電極−固体電解質複合体を得る電極−固体電
解質複合体の製造方法において、前記吸水性を有する型
の、少なくともスラリーが流し込まれる表面に多孔性の
高分子膜を設けたことを特徴とする電極−固体電解質複
合体の製造方法。 - 【請求項２】 高分子膜は、セルロース系樹脂、テフロ
ン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリア
ミド系樹脂であることを特徴とする請求項第１項記載の
電極−固体電解質複合体の製造方法。 - 【請求項３】 電極粉末は、少なくとも酸化ニッケルも
しくは酸化コバルトを含有することを特徴とする請求項
第１項記載の電極−固体電解質複合体の製造方法。 - 【請求項４】 電極粉末は、少なくともＬａＭｎＯ3 、
ＬａＣｏＯ3 、ＣａＭｎＯ3 を含有することを特徴とす
る請求項第１項記載の電極−固体電解質複合体の製造方
法。 - 【請求項５】 固体電解質粉末は、安定化剤を添加した
ジルコニアであることを特徴とする請求項第１項記載の
電極−固体電解質複合体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240466A JPH0554899A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 電極−固体電解質複合体の製造方法 |
| US07/915,699 US5290323A (en) | 1990-12-10 | 1991-12-09 | Manufacturing method for solid-electrolyte fuel cell |
| PCT/JP1991/001701 WO1992010862A1 (fr) | 1990-12-10 | 1991-12-09 | Procede de production d'une pile a combustible electrolytique a l'etat solide |
| EP92900502A EP0514552B1 (en) | 1990-12-10 | 1991-12-09 | Method for manufacturing solid-state electrolytic fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240466A JPH0554899A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 電極−固体電解質複合体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0554899A true JPH0554899A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=17059932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240466A Pending JPH0554899A (ja) | 1990-12-10 | 1991-08-26 | 電極−固体電解質複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0554899A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116247290A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-09 | 贵阳学院 | 一种固态电解质及其制备方法和应用 |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP3240466A patent/JPH0554899A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116247290A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-09 | 贵阳学院 | 一种固态电解质及其制备方法和应用 |
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