JPH0584031B2 - - Google Patents
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- JPH0584031B2 JPH0584031B2 JP1008999A JP899989A JPH0584031B2 JP H0584031 B2 JPH0584031 B2 JP H0584031B2 JP 1008999 A JP1008999 A JP 1008999A JP 899989 A JP899989 A JP 899989A JP H0584031 B2 JPH0584031 B2 JP H0584031B2
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- fuel cell
- metal
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- 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
- H01M4/9041—Metals or alloys
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8605—Porous electrodes
- H01M4/8621—Porous electrodes containing only metallic or ceramic material, e.g. made by sintering or sputtering
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8647—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
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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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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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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、溶融炭酸塩型等の燃料電池に係り、
特に電極の塑性変形及びクリープ変形と電極材料
の溶出を防止するために改良された電極並びにそ
の製造方法及び燃料電池に関する。
特に電極の塑性変形及びクリープ変形と電極材料
の溶出を防止するために改良された電極並びにそ
の製造方法及び燃料電池に関する。
例えば溶融炭酸塩型等の燃料電池では、電解質
板の両側にそれぞれ電極が配置され、この電極の
外側にスパレータが配置されて単位電池が形成さ
れている。この様な燃料電池に用いられる電極と
してニツケル金網又はステンレス金網等にニツケ
ル粉末を添着させたものが提案されている（特開
昭57−3466号報、特開昭52−136336号公報、特開
昭57−40866号公報）。
板の両側にそれぞれ電極が配置され、この電極の
外側にスパレータが配置されて単位電池が形成さ
れている。この様な燃料電池に用いられる電極と
してニツケル金網又はステンレス金網等にニツケ
ル粉末を添着させたものが提案されている（特開
昭57−3466号報、特開昭52−136336号公報、特開
昭57−40866号公報）。
上記従来の電極では、特にアノードにおいて電
池の運転中に経時的な塑性変形やクリープ変形を
したり、短時間の使用で焼結が進行して比表面積
が低下したり、電極細孔容積が減少して燃料電池
の性能低下につながるという問題があつた。一
方、カソードにおいては、電極材料が経時的に溶
出し、それに伴なつて電池性能が低下するという
問題があつた。
池の運転中に経時的な塑性変形やクリープ変形を
したり、短時間の使用で焼結が進行して比表面積
が低下したり、電極細孔容積が減少して燃料電池
の性能低下につながるという問題があつた。一
方、カソードにおいては、電極材料が経時的に溶
出し、それに伴なつて電池性能が低下するという
問題があつた。
この様な問題を解決するため、従来において
も、ニツケル電極にセラミツクス材料を混在させ
る方法（特開昭61−271749号公報、特開昭62−
2455号公報、特開昭61−267267号公報、特開昭62
−5566号公報）やセラミツクス粉末を電極材料で
コーテイングする方法（特開昭59−107543号公
報）等が開示されている。
も、ニツケル電極にセラミツクス材料を混在させ
る方法（特開昭61−271749号公報、特開昭62−
2455号公報、特開昭61−267267号公報、特開昭62
−5566号公報）やセラミツクス粉末を電極材料で
コーテイングする方法（特開昭59−107543号公
報）等が開示されている。
ところが、セラミツクス材料を混合した電極で
は、接触抵抗が増大する一方、不活性物質の共存
による電極活性の低下をまねき、充分な電池性能
が発揮できなくなる問題がある。また、セラミツ
クス粉末を電極材料でコーテイングした電極では
焼結性が悪く、電極製造工程において亀裂や、そ
りが発生するという問題がある。
は、接触抵抗が増大する一方、不活性物質の共存
による電極活性の低下をまねき、充分な電池性能
が発揮できなくなる問題がある。また、セラミツ
クス粉末を電極材料でコーテイングした電極では
焼結性が悪く、電極製造工程において亀裂や、そ
りが発生するという問題がある。
本発明の目的は、燃料電池の電極を安定化し、
電池運転中における電極の塑性変形及びクリープ
変形を防止すると共に、電極と集電板との接触抵
抗が少なく、長期にわたつて安定した電池性能を
発揮させ、かつ電極材料の溶出を防止するための
電極並びにその製造方法と、その電極を用いた燃
料電池を提供することにある。
電池運転中における電極の塑性変形及びクリープ
変形を防止すると共に、電極と集電板との接触抵
抗が少なく、長期にわたつて安定した電池性能を
発揮させ、かつ電極材料の溶出を防止するための
電極並びにその製造方法と、その電極を用いた燃
料電池を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る燃料電
池の電極は、金属の粒子を焼結して形成される燃
料電池の電極において、前記電極は多孔質に形成
されていると共に、前記粒子表面に金属複合酸化
物の固溶体層が形成されているものである。
池の電極は、金属の粒子を焼結して形成される燃
料電池の電極において、前記電極は多孔質に形成
されていると共に、前記粒子表面に金属複合酸化
物の固溶体層が形成されているものである。
また、本発明は、金属の粒子を焼結して形成さ
れる燃料電池の電極において、前記電極は多孔質
に形成されていると共に、前記粒子間に金属複合
酸化物の固溶体粒子が分散されているものであ
る。ここで、金属の粒子径は、固溶体粒子の粒子
径より大きいものがよい。
れる燃料電池の電極において、前記電極は多孔質
に形成されていると共に、前記粒子間に金属複合
酸化物の固溶体粒子が分散されているものであ
る。ここで、金属の粒子径は、固溶体粒子の粒子
径より大きいものがよい。
前記金属複合酸化物は、Mg，Ca，Ta，Ti，
Mo，Nb，Al，Li，Laから選ばれた１つ以上の
成分と、Ni，Co，Cuから選ばれた１つ以上の成
分を含むものである。
Mo，Nb，Al，Li，Laから選ばれた１つ以上の
成分と、Ni，Co，Cuから選ばれた１つ以上の成
分を含むものである。
前記電極において、金属複合酸化物の固溶体
は、AxB1-xOy（ここでＡ，Ｂは金属原子）から
なる金属複合酸化物であるものが挙げられる。こ
こで、金属原子ＡはMg，Al，Li，La，Ca，
Ta，Ti，Mo，Nbの少なくとも１つであり、金
属原子ＢはNi，Co，Cuから選ばれた１つ以上の
成分であるものが挙げられる。ここで金属複合酸
化物の固溶体AxB1-xOyにおいてｘの値は原子比
で0.01〜0.8の範囲にあり、ｙの値は１〜３の範
囲にあるものがよい。金属原子Ａ及びＢのイオン
半径は0.6〜0.7Åとすることが望ましい。更に金
属複合酸化物固溶体は置換型金属酸化物固溶体が
望ましい。各種金属原子のイオン半径を下記に示
す。
は、AxB1-xOy（ここでＡ，Ｂは金属原子）から
なる金属複合酸化物であるものが挙げられる。こ
こで、金属原子ＡはMg，Al，Li，La，Ca，
Ta，Ti，Mo，Nbの少なくとも１つであり、金
属原子ＢはNi，Co，Cuから選ばれた１つ以上の
成分であるものが挙げられる。ここで金属複合酸
化物の固溶体AxB1-xOyにおいてｘの値は原子比
で0.01〜0.8の範囲にあり、ｙの値は１〜３の範
囲にあるものがよい。金属原子Ａ及びＢのイオン
半径は0.6〜0.7Åとすることが望ましい。更に金
属複合酸化物固溶体は置換型金属酸化物固溶体が
望ましい。各種金属原子のイオン半径を下記に示
す。
金属原子ＡとしてはMg2+(6)0.66，Ca3+(6)0.62，
Ta5+(6)0.68，Ti4+(6)0.68，Mo6+(6)0.62，Nb3+
0.69，Li+(6)0.68，Al3+(6)0.51，La3+(8)1.18Åであ
り、 金属原子ＢとしてはNi2+(4)0.65，Co2+(4)0.68，
Cu2+(4)0.68Åである。ここで（ ）は予想配位を
示す。前記金属原子Ａと金属原子Ｂにおいてイオ
ン半径の差が0.1Å以内の組合せにおいて金属複
合酸化物固溶体を形成し易い。
Ta5+(6)0.68，Ti4+(6)0.68，Mo6+(6)0.62，Nb3+
0.69，Li+(6)0.68，Al3+(6)0.51，La3+(8)1.18Åであ
り、 金属原子ＢとしてはNi2+(4)0.65，Co2+(4)0.68，
Cu2+(4)0.68Åである。ここで（ ）は予想配位を
示す。前記金属原子Ａと金属原子Ｂにおいてイオ
ン半径の差が0.1Å以内の組合せにおいて金属複
合酸化物固溶体を形成し易い。
本発明に係る燃料電池の電極製造方法は、金属
の粒子を原料スラリーとして成形、焼成して多孔
質の電極を形成する工程と、この電極を金属複合
酸化物固溶体原料溶液に浸漬して細孔内部に含浸
させる工程と、該電極を乾燥させた後で酸化雰囲
気中で酸化焼成して多孔質電極の粒子表面に金属
複合酸化物固溶体層を形成する工程と、を含むも
のである。
の粒子を原料スラリーとして成形、焼成して多孔
質の電極を形成する工程と、この電極を金属複合
酸化物固溶体原料溶液に浸漬して細孔内部に含浸
させる工程と、該電極を乾燥させた後で酸化雰囲
気中で酸化焼成して多孔質電極の粒子表面に金属
複合酸化物固溶体層を形成する工程と、を含むも
のである。
多孔質電極がNi，Co，Cuのいずれかであると
きはMg，Ca，Ta，Ti，Mo，Nb，Al，Li，La
から選ばれた１つ以上の成分を含有する溶液を前
記孔内に含浸させ、乾燥した後、酸化焼成するこ
とにより置換型の複合酸化物固溶体が形成され
る。また、多孔質電極がNi，Co，Cu以外である
ときは、前記Mg，Ca，Al等と、ニツケル
（Ni）、コバルト（Co）、銅（Cu）から選ばれた
１つ以上の成分を用いて混合溶液を作製し、これ
を多孔質電極に含浸して乾燥後、酸化焼成するこ
とによつて電極表面に金属複合酸化物固溶体層を
形成することもできる。
きはMg，Ca，Ta，Ti，Mo，Nb，Al，Li，La
から選ばれた１つ以上の成分を含有する溶液を前
記孔内に含浸させ、乾燥した後、酸化焼成するこ
とにより置換型の複合酸化物固溶体が形成され
る。また、多孔質電極がNi，Co，Cu以外である
ときは、前記Mg，Ca，Al等と、ニツケル
（Ni）、コバルト（Co）、銅（Cu）から選ばれた
１つ以上の成分を用いて混合溶液を作製し、これ
を多孔質電極に含浸して乾燥後、酸化焼成するこ
とによつて電極表面に金属複合酸化物固溶体層を
形成することもできる。
また、本発明に係る電極製造方法は、金属の粒
子表面に予め金属複合酸化物固溶体層を形成する
工程と、この工程後に成形、焼成して多孔質電極
を形成する工程と、を含むものである。
子表面に予め金属複合酸化物固溶体層を形成する
工程と、この工程後に成形、焼成して多孔質電極
を形成する工程と、を含むものである。
また、本発明に係る電極製造方法は、金属複合
酸化物固溶体の粒子に金属の粒子をコーテイング
する工程と、この工程後に成形、焼成して多孔質
電極を形成する工程と、を含むものである。これ
により接触抵抗の小さい電極を容易に製造でき
る。
酸化物固溶体の粒子に金属の粒子をコーテイング
する工程と、この工程後に成形、焼成して多孔質
電極を形成する工程と、を含むものである。これ
により接触抵抗の小さい電極を容易に製造でき
る。
本発明に係る燃料電池は、電解質体と、この電
解質体の両側に配設されたカソード及びアノード
と、このカソード及びアノードの外側に配設され
たセパレータと、を備えた単位電池にて形成され
る燃料電池において、前記カソード及び又は／又
はアノードは前記いずれかの電極にて形成されて
いるものである。
解質体の両側に配設されたカソード及びアノード
と、このカソード及びアノードの外側に配設され
たセパレータと、を備えた単位電池にて形成され
る燃料電池において、前記カソード及び又は／又
はアノードは前記いずれかの電極にて形成されて
いるものである。
金属の粒子が部分焼結して構成される多孔質電
極の粒子表面に形成される金属複合酸化物固溶体
層又は前記金属粒子間に分散された金属複合酸化
物の固溶体粒子は、還元雰囲気中においてもきわ
めて安定しており、アノードとして水素雰囲気で
使用しても多孔質電極のシンタリングや塑性変
形、クリープ変形を防止し、かつ電気抵抗の増大
も少なく高い電極活性を維持する。一方、カソー
ドとして使用する場合には、金属複合酸化物固溶
体層が電極材料の溶出を抑制する。これは、マグ
ネシウム（Mg）やリチウム（Li）が共存するこ
とにより、電極の塩基性が高くなること、または
金属複合酸化物を形成するため耐アルカリ性が向
上することもその因子であると考えられる。
極の粒子表面に形成される金属複合酸化物固溶体
層又は前記金属粒子間に分散された金属複合酸化
物の固溶体粒子は、還元雰囲気中においてもきわ
めて安定しており、アノードとして水素雰囲気で
使用しても多孔質電極のシンタリングや塑性変
形、クリープ変形を防止し、かつ電気抵抗の増大
も少なく高い電極活性を維持する。一方、カソー
ドとして使用する場合には、金属複合酸化物固溶
体層が電極材料の溶出を抑制する。これは、マグ
ネシウム（Mg）やリチウム（Li）が共存するこ
とにより、電極の塩基性が高くなること、または
金属複合酸化物を形成するため耐アルカリ性が向
上することもその因子であると考えられる。
以下本発明に係る電極について第１図により説
明する。多孔質電極は以下の工程により作成し
た。最初に、金属スラリー製造工程１０では、金
属粉末１１を出発原料とし、有機バインダ１２と
混合攪拌１３し、次に減圧脱気１４して粘度調整
１５し、所定の原料スラリー１６を得る。
明する。多孔質電極は以下の工程により作成し
た。最初に、金属スラリー製造工程１０では、金
属粉末１１を出発原料とし、有機バインダ１２と
混合攪拌１３し、次に減圧脱気１４して粘度調整
１５し、所定の原料スラリー１６を得る。
次に、この原料スラリー１６を成形・焼成工程
３０でニツケル等の金網２０に添着させ、厚さ約
1.0mmに成形３２した後、室温で乾燥３３し、水
素雰囲気中で750℃で１時間還元焼成３４した。
これにより多孔質電極３５を得た。
３０でニツケル等の金網２０に添着させ、厚さ約
1.0mmに成形３２した後、室温で乾燥３３し、水
素雰囲気中で750℃で１時間還元焼成３４した。
これにより多孔質電極３５を得た。
次に、この多孔質電極３５を金属複合酸化物固
溶体層形成工程４０で金属複合酸化物固溶体原料
溶液４１に浸漬して多孔質電極の細孔内部に含浸
４２し、50〜150℃で５〜20時間乾燥４３する。
溶体層形成工程４０で金属複合酸化物固溶体原料
溶液４１に浸漬して多孔質電極の細孔内部に含浸
４２し、50〜150℃で５〜20時間乾燥４３する。
次に酸化雰囲気中で400〜1000℃の温度で１〜
10時間酸化焼成４４したのち、600〜900℃の温度
で１〜10時間還元焼成して燃料電池用電極を得
る。酸化焼成温度400℃以下では金属酸化物固溶
体層が十分に形成されない。一方、1000℃以上で
は電極細孔容積が著しく減少して好しくない。ま
た、還元焼成温度が600℃以下では十分な活性が
得られない。また900℃以上では電極のシンタリ
ングが起り電極比表面積が低下し好ましくない。
10時間酸化焼成４４したのち、600〜900℃の温度
で１〜10時間還元焼成して燃料電池用電極を得
る。酸化焼成温度400℃以下では金属酸化物固溶
体層が十分に形成されない。一方、1000℃以上で
は電極細孔容積が著しく減少して好しくない。ま
た、還元焼成温度が600℃以下では十分な活性が
得られない。また900℃以上では電極のシンタリ
ングが起り電極比表面積が低下し好ましくない。
多孔質電極の粒子表面に金属複合酸化物固溶体
層を形成するが、その固溶体層の厚さは、0.01〜
1μｍが良い。0.01μｍ以下では電池運転時におけ
る電極の塑性変形やクリープ変形を抑制できな
い。一方1μｍ以上となると電極と集電板間の接
触抵抗が増大し、電池性能が低下するという問題
が発生する。また金属複合酸化物固溶体層を備え
た電極をカソードに適用した場合、その層の厚さ
が0.01μｍ以上であれば電極材料の溶出を抑制す
ることができる。また、前記固溶体原料溶液４１
の濃度、酸化焼成および還元焼成の条件等を適宜
変えることにより、前記粒子間に金属複合酸化物
の固溶体粒子が分散される。
層を形成するが、その固溶体層の厚さは、0.01〜
1μｍが良い。0.01μｍ以下では電池運転時におけ
る電極の塑性変形やクリープ変形を抑制できな
い。一方1μｍ以上となると電極と集電板間の接
触抵抗が増大し、電池性能が低下するという問題
が発生する。また金属複合酸化物固溶体層を備え
た電極をカソードに適用した場合、その層の厚さ
が0.01μｍ以上であれば電極材料の溶出を抑制す
ることができる。また、前記固溶体原料溶液４１
の濃度、酸化焼成および還元焼成の条件等を適宜
変えることにより、前記粒子間に金属複合酸化物
の固溶体粒子が分散される。
また、第１図に示した製造工程とは別に、予め
金属の粒子表面に金属複合酸化物固溶体層を形成
し、それから成形、焼成して多孔質電極を形成し
ても同様の電極を製造できる。あるいは、金属複
合酸化物固溶体の粒子に金属の粒子をコーテイン
グし、それから成形、焼成して多孔質電極を形成
してもよい。
金属の粒子表面に金属複合酸化物固溶体層を形成
し、それから成形、焼成して多孔質電極を形成し
ても同様の電極を製造できる。あるいは、金属複
合酸化物固溶体の粒子に金属の粒子をコーテイン
グし、それから成形、焼成して多孔質電極を形成
してもよい。
金属複合酸化物固溶体としてはMg，Ca，Ta，
Ti，Mo，Nb，Al，Li又はLaから選ばれたＡ成
分と、Ni，Co，Cuから選ばれた１種以上のＢ成
分が、AxB1-xOyの組成比であり、Ｘの原子比が
0.01から0.8，ｙは１〜３の範囲において置換型
の複合酸化物固溶体を形成するのが好ましい。第
２図はMg／Ni組成比と（200）面のピーク変化
の関係を示す図である。尚、ここで「置換型」と
は結晶格子の格子点のNiがMgと部分的に入れ替
わつたものをいう。ここでｘの値が0.01以下の場
合では、電極の塑性変形及びクリープ変形を抑制
するには不十分であり、電極の厚みや、細孔容積
が経時的に減少し、電池性能の低下をまねく。一
方、ｘの値が0.8以上の場合では、電気抵抗が増
大すると共に電極活性が低下して好ましくない。
Ti，Mo，Nb，Al，Li又はLaから選ばれたＡ成
分と、Ni，Co，Cuから選ばれた１種以上のＢ成
分が、AxB1-xOyの組成比であり、Ｘの原子比が
0.01から0.8，ｙは１〜３の範囲において置換型
の複合酸化物固溶体を形成するのが好ましい。第
２図はMg／Ni組成比と（200）面のピーク変化
の関係を示す図である。尚、ここで「置換型」と
は結晶格子の格子点のNiがMgと部分的に入れ替
わつたものをいう。ここでｘの値が0.01以下の場
合では、電極の塑性変形及びクリープ変形を抑制
するには不十分であり、電極の厚みや、細孔容積
が経時的に減少し、電池性能の低下をまねく。一
方、ｘの値が0.8以上の場合では、電気抵抗が増
大すると共に電極活性が低下して好ましくない。
多孔質電極の出発原料がNi，Co，Cuのいずれ
かである場合Mg，Ta，Ti，Mo，Nb，Li，Al，
La含有溶液を含浸したあと乾燥し、酸化焼成し、
次に還元焼成して所望の燃料電極を得ることがで
きる。
かである場合Mg，Ta，Ti，Mo，Nb，Li，Al，
La含有溶液を含浸したあと乾燥し、酸化焼成し、
次に還元焼成して所望の燃料電極を得ることがで
きる。
一方、多孔質電極の出発原料がNi，Co，Cu以
外の成分で作製される場合においては、あらかじ
めMg，Ta，Ti，Mo，Nb，Li，Al，Laから選
ばれた１つ以上とNi，Co及びCuから選ばれた１
つ以上の混合溶液を作成し、これを多孔質電極に
含浸したあと、金属複合酸化物固溶体層形成工程
４０に準じて作成することができる。
外の成分で作製される場合においては、あらかじ
めMg，Ta，Ti，Mo，Nb，Li，Al，Laから選
ばれた１つ以上とNi，Co及びCuから選ばれた１
つ以上の混合溶液を作成し、これを多孔質電極に
含浸したあと、金属複合酸化物固溶体層形成工程
４０に準じて作成することができる。
実施例 １
電極の出発原料にニツケル粉末（平均粒子径
2.5μｍ）を用いて、これにカルボキシメチルセル
ロース（CMC）0.2％溶液を加えて攪拌混合した
あと、減圧脱気し、スラリー粘度を約120ポイズ
に調整した。これを原料スラリーとしてニツケル
金属（20メツシユ）に厚さ１mmに添着して形成
し、室温で約20時間乾燥したあと、70％水素−30
％窒素混合ガス中で750℃、１時間焼成して多孔
質電極を作成した。得られた多孔質電極の厚みは
0.8mm、気孔率72Vol％、比表面積0.9m2／ｇであ
つた。この多孔質電極を硝酸マグネシウム｛Mg
（NO3）2・6H2O｝492ｇを蒸留水１に溶解した
マグネシウム溶液に浸漬して多孔質電極細孔内に
マグネシウムを含浸した。これを120℃で約10時
間乾燥したあと空気雰囲気中で600℃で７時間酸
化焼成した。次に70％水素−30％室素雰囲気中で
800℃で１時間還元焼成して本発明に係る燃料電
池用電極を得た。
2.5μｍ）を用いて、これにカルボキシメチルセル
ロース（CMC）0.2％溶液を加えて攪拌混合した
あと、減圧脱気し、スラリー粘度を約120ポイズ
に調整した。これを原料スラリーとしてニツケル
金属（20メツシユ）に厚さ１mmに添着して形成
し、室温で約20時間乾燥したあと、70％水素−30
％窒素混合ガス中で750℃、１時間焼成して多孔
質電極を作成した。得られた多孔質電極の厚みは
0.8mm、気孔率72Vol％、比表面積0.9m2／ｇであ
つた。この多孔質電極を硝酸マグネシウム｛Mg
（NO3）2・6H2O｝492ｇを蒸留水１に溶解した
マグネシウム溶液に浸漬して多孔質電極細孔内に
マグネシウムを含浸した。これを120℃で約10時
間乾燥したあと空気雰囲気中で600℃で７時間酸
化焼成した。次に70％水素−30％室素雰囲気中で
800℃で１時間還元焼成して本発明に係る燃料電
池用電極を得た。
得られた電極のＸ線回折パターンを第３図に示
す。Ｘ線回折ピークからマグネシウム−ニツケル
複合酸化物固溶体が形成していることが確認され
た。回折ピーク値から求めた格子定数（200面）
は4.204Åであり、これによりMgxNii-xＯのＸ値
を求めたところ、Ｘ＝0.7であつた。この結果よ
り電極表面に形成された複合酸化物固溶体の結晶
構造式はMg0
す。Ｘ線回折ピークからマグネシウム−ニツケル
複合酸化物固溶体が形成していることが確認され
た。回折ピーク値から求めた格子定数（200面）
は4.204Åであり、これによりMgxNii-xＯのＸ値
を求めたところ、Ｘ＝0.7であつた。この結果よ
り電極表面に形成された複合酸化物固溶体の結晶
構造式はMg0
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属の粒子を焼結して形成される燃料電池の
電極において、前記電極は多孔質に形成されてい
ると共に、前記金属粒子表面に、Mg，Ca，Ta，
Ti，Mo，Nb，Al，Li，Laから選ばれた１つ以
上の成分と、Ni，Co，Cuから選ばれた１つ以上
の成分からなる金属複合酸化物の固溶体層が形成
されていることを特徴とする燃料電池の電極。 ２ 金属の粒子を焼結して形成される燃料電池の
電極において、前記電極は多孔質に形成されてい
ると共に、前記金属粒子間に、Mg，Ca，Ta，
Ti，Mo，Nb，Al，Li，Laから選ばれた１つ以
上の成分と、Ni，Co，Cuから選ばれた１つ以上
の成分からなる金属複合酸化物の固溶体粒子が分
散されていることを特徴とする燃料電池の電極。 ３ 請求項２において、金属の粒子径は、固溶体
粒子の粒子径より大きい燃料電池の電極。 ４ 金属の粒子を焼結して形成される燃料電池の
電極において、前記電極は多孔質に形成されてい
ると共に、前記金属粒子表面に、Mg，Ca，Ta，
Ti，Mo，Nb，Al，Li，Laから選ばれた１つ以
上の成分と、Ni，Co，Cuから選ばれた１つ以上
の成分からなる金属複合酸化物の固溶体層が0.01
〜1μｍの厚みで形成されていることを特徴とす
る燃料電池の電極。 ５ 請求項１、２又は４において、金属複合酸化
物の固溶体は、AxB1-xOy（ここでＡ，Ｂは金属原
子）からなり、金属原子ＡはMg，Ca，Ta，Ti，
Mo，Nb，Al，Li，Laから選ばれた１つ以上の
成分であり、金属原子ＢはNi，Co，Cuから選ば
れた１つ以上の成分であり、ｘの値は原子比で
0.01〜0.8の範囲にあり、ｙの値は１〜３の範囲
にある燃料電池の電極。 ６ 請求項５において、前記金属原子Ａ及びＢの
イオン半径が0.6〜0.7Åからなる燃料電池の電
極。 ７ 請求項５において、前記金属複合酸化物固溶
体が置換型金属酸化物固溶体からなる燃料電池の
電極。 ８ 金属の粒子を原料スラリーとして成形、焼成
して多孔質の電極を形成する工程と、この電極を
Mg，Ca，Ta，Ti，Mo，Nb，Al，Li，Laから
選ばれた１つ以上の成分と、Ni，Co，Cuから選
ばれた１つ以上の成分からなる金属複合酸化物固
溶体原料溶液に浸漬して細孔内部に含浸させる工
程と、該電極を乾燥させた後で酸化雰囲気中で酸
化焼成して多孔質電極の金属粒子表面に金属複合
酸化物固溶体層を形成する工程と、を含む燃料電
池の電極製造方法。 ９ 金属の粒子表面に、予めMg，Ca，Ta，Ti，
Mo，Nb，Al，Li，Laから選ばれた１つ以上の
成分と、Ni，Co，Cuから選ばれた１つ以上の成
分からなる金属複合酸化物固溶体層を形成する工
程と、この工程後に成形、焼成して多孔質電極を
形成する工程と、を含む燃料電池の電極製造方
法。 １０ Mg，Ca，Ta，Ti，Mo，Nb，Al，Li，
Laから選ばれた１つ以上の成分と、Ni，Co，Cu
から選ばれた１つ以上の成分からなる金属複合酸
化物固溶体の粒子に金属の粒子をコーテイングす
る工程と、この工程後に成形、焼成して多孔質電
極を形成する工程と、を含む燃料電池の電極製造
方法。 １１ 電解質体と、この電解質体の両側に配設さ
れたカソード及びアノードと、このカソード及び
アノードの外側に配設されたセパレータと、を備
えた単位電池を積層して構成される燃料電池にお
いて、前記カソード及び／又はアノードは請求項
１、２又は４に記載の電極にて構成されているこ
とを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1008999A JPH02189865A (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 燃料電池の電極並びにその製造方法及び燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1008999A JPH02189865A (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 燃料電池の電極並びにその製造方法及び燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02189865A JPH02189865A (ja) | 1990-07-25 |
| JPH0584031B2 true JPH0584031B2 (ja) | 1993-11-30 |
Family
ID=11708382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1008999A Granted JPH02189865A (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 燃料電池の電極並びにその製造方法及び燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02189865A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100314513B1 (ko) * | 1999-10-25 | 2001-11-30 | 박호군 | 용융탄산염 연료전지용 합금 연료극 및 그의 제조 방법 |
| US7222406B2 (en) | 2002-04-26 | 2007-05-29 | Battelle Memorial Institute | Methods for making a multi-layer seal for electrochemical devices |
| JP5971672B2 (ja) * | 2010-07-30 | 2016-08-17 | 株式会社東芝 | 固体酸化物型燃料電池、及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1008999A patent/JPH02189865A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02189865A (ja) | 1990-07-25 |
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