JPH0689727A - Solid oxide fuel cell - Google Patents

Solid oxide fuel cell

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JPH0689727A
JPH0689727A JP4238649A JP23864992A JPH0689727A JP H0689727 A JPH0689727 A JP H0689727A JP 4238649 A JP4238649 A JP 4238649A JP 23864992 A JP23864992 A JP 23864992A JP H0689727 A JPH0689727 A JP H0689727A
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JP
Japan
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cell
electrode
power generation
gas inlet
reaction
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Application number
JP4238649A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Matsushima
敏雄 松島
Isao Nemoto
勲 根本
Toshitaka Yumiba
利恭 弓場
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は単セル内における発電反応の均一化
を図ることにより、面内での電流の密度の均一化とセル
面内の温度分布の抑制を達成し、熱反応に基づいたセル
の破損が無く、信頼性の高いSOFCを提供する。 【構成】 固体電解質、空気極、および燃料極からなる
固体電解質型燃料電池(SOFC)において、少なくと
も一方の電極において、ガス入口側の電極面積をガス出
口側に比較して減少させたことを特徴とする。すなわ
ち、本発明では、ガス入口部付近の電極面積を減少させ
ているので、この部分における発電量は減少し、この結
果、電流密度を小さくすることができる。 この時、ガ
ス入口部近傍では反応量が小さく抑えられる結果、ガス
入口側と出口側でのガスの濃度差が小さくなり、ガス出
口付近まで、発電反応を均一化することができる。従っ
て、面内での発電量の総和を変化させることなく、セル
面内全体での電流密度の均一化が図られる。この結果、
セル面内の温度の均一化が達成され、熱応力によるセル
の破損を効果的に防止することができる。
(57) [Summary] [Object] The present invention achieves uniform current density in the surface and suppression of temperature distribution in the cell surface by achieving uniform power generation reaction in a single cell. It provides a highly reliable SOFC without cell damage due to reaction. [Configuration] In a solid oxide fuel cell (SOFC) including a solid electrolyte, an air electrode, and a fuel electrode, at least one of the electrodes has a smaller electrode area on the gas inlet side than on the gas outlet side. And That is, in the present invention, since the electrode area near the gas inlet is reduced, the amount of power generation in this portion is reduced, and as a result, the current density can be reduced. At this time, as a result of the reaction amount being suppressed small near the gas inlet, the difference in gas concentration between the gas inlet side and the outlet side becomes small, and the power generation reaction can be made uniform to the vicinity of the gas outlet. Therefore, the current density can be made uniform in the entire cell surface without changing the total amount of power generation in the surface. As a result,
Uniformization of the temperature within the cell surface is achieved, and the damage of the cell due to thermal stress can be effectively prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質型燃料電池
に係り、特に単セル構造の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid oxide fuel cell, and more particularly to improvement of a single cell structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように燃料電池は、化学反応エネ
ルギーを直接、電気エネルギーに変換する装置であり、
その中の1つである固体電解質型燃料電池(以下、SO
FC)は全ての構成物質にセラミック材料を使用した全
固体化燃料電池である。
As is well known, a fuel cell is a device for directly converting chemical reaction energy into electric energy,
One of them is a solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as SO
FC) is an all-solidified fuel cell that uses ceramic materials for all constituent materials.

【0003】上述のSOFCに用いる材料としては、具
体的に、電解質にはイットリア等を添加して結晶構造の
安定化を図った安定化ジルコニア(YSZ)、燃料極に
はニッケルジルコニアサーメット(Ni−YSZ)、そ
して空気極にはランタンマンガナイトが使用されてい
る。
As a material used for the above SOFC, specifically, stabilized zirconia (YSZ) in which yttria or the like is added to the electrolyte to stabilize the crystal structure, and nickel zirconia cermet (Ni-) is used for the fuel electrode. YSZ), and lanthanum manganite is used for the air electrode.

【0004】このような材料で構成した単セルを、約10
00℃に加熱しておき、両電極に各々の反応ガスを供給す
ることで発電反応が進行し、電力の取り出しが行なえ
る。
A unit cell made of such a material is
By heating to 00 ° C and supplying the respective reaction gases to both electrodes, the power generation reaction proceeds and power can be taken out.

【0005】SOFCの単セルの構造例を図5に示す。
図中1は固体電解質,2は燃料極,3は空気極である。
FIG. 5 shows an example of the structure of a single cell of SOFC.
In the figure, 1 is a solid electrolyte, 2 is a fuel electrode, and 3 is an air electrode.

【0006】本図は、SOFCを構成する3つの層が全
て平板状であり、平板型と称されているものである。
In this figure, all three layers constituting the SOFC have a flat plate shape, which is called a flat plate type.

【0007】このSOFCから得られる出力電圧は、セ
ル1個あたりで0.5 〜1V(発電電流による)なので、
所定の電圧を得るためには、このような単セルを積層す
ることが必要である。
The output voltage obtained from this SOFC is 0.5 to 1 V per cell (depending on the generated current).
It is necessary to stack such single cells in order to obtain a predetermined voltage.

【0008】単セルを積層したスタックの構造例を図6
に示した。図中5はインタコネクタである。
An example of the structure of a stack in which single cells are laminated is shown in FIG.
It was shown to. In the figure, 5 is an interconnector.

【0009】このようなスタックにおいては、2つのガ
スはセル間の供給口に流入されるが、その供給方法とし
ては、各ガスの流れが直交するものと並行するものの2
つがある。
In such a stack, the two gases are introduced into the supply port between the cells, and the method of supplying the gas is such that the flow of each gas is orthogonal or parallel.
There is one.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
平板型SOFCにおいては、ガスの供給方法が2つのう
ちのいずれであっても、各ガスの入口側に近い方がガス
濃度が高いため、この部分から優先的に発電反応が進行
し電流密度が高くなることが指摘されている(「電気化
学」平野 Vol158,p842(1990) )。SOFCにおける発
電反応は水素と酸素から水を生成する反応であり、この
反応には発熱を伴う。
In such a flat plate SOFC, however, the gas concentration is higher near the inlet side of each gas regardless of which of the two gas supply methods is used. It has been pointed out that the power generation reaction proceeds preferentially from this part and the current density becomes high ("Electrochemistry" Hirano Vol 158, p842 (1990)). The power generation reaction in SOFC is a reaction that produces water from hydrogen and oxygen, and this reaction is accompanied by heat generation.

【0011】従って、発電反応が進行する部分の温度は
上昇し、その結果セルの面内において大きな温度分布が
生じるという問題があった。
Therefore, there is a problem in that the temperature of the portion where the power generation reaction proceeds rises, resulting in a large temperature distribution in the plane of the cell.

【0012】また、セラミックスは熱伝導率が低いの
で、加熱されるとその部分の温度のみが上昇し、他の部
分との間での熱膨張率差が現れ易く、熱膨脹率差による
応力が材料の強度を上回れば材料の破壊に至る。
Further, since ceramics have a low thermal conductivity, when heated, only the temperature of that part rises, and a difference in the coefficient of thermal expansion with other parts is likely to appear. If the strength is exceeded, the material will be destroyed.

【0013】SOFCの単セルを構成する材料には3種
類もあり、材料が異なると、熱膨脹特性も異なるので、
単セル作製にあたっては、熱膨張率差を極力抑えるよう
に配慮して材料設計が行なわれている。
There are three types of materials constituting a single cell of SOFC. Different materials have different thermal expansion characteristics.
When manufacturing a single cell, the material is designed in consideration of minimizing the difference in coefficient of thermal expansion.

【0014】しかるに、膨脹率差が全く0という訳では
なく、大なり小なり差が生じている(例えば酸化イット
リウムを8モル%添加したYSZ;10×10−6)、Ni
−YSZ;12×10−6、ランタンマンガナイト;11〜12
×10−6)。
However, the difference in expansion coefficient is not 0 at all, but a difference is larger or smaller (for example, YSZ containing 8 mol% of yttrium oxide; 10 × 10 −6 ), Ni.
-YSZ; 12 x 10-6 , lanthanum manganite; 11-12
× 10 -6 ).

【0015】この結果、セル内に温度差が生じて、部分
的に高温部が発生するとこの部分ではセラミックス材料
の界面に熱膨張率に基づく内部応力が拡大され、これが
セラミックス板の機械的強度を上回った時にセルの破壊
に至る。
As a result, when a temperature difference occurs in the cell and a high temperature portion is partially generated, the internal stress based on the coefficient of thermal expansion is expanded at the interface of the ceramic material in this portion, which increases the mechanical strength of the ceramic plate. When it exceeds, it leads to the destruction of the cell.

【0016】従って、発電反応の不均一化を抑制するこ
とが必要であった。
Therefore, it was necessary to suppress the non-uniformity of the power generation reaction.

【0017】しかしながら、従来のSOFCにおいて
は、いかに出力密度の高いセルを作製するかといった点
に重点がおかれ、このような設計は行なわれていなかっ
た。
However, in the conventional SOFC, such a design has not been made since the emphasis is placed on how to manufacture a cell having a high output density.

【0018】従来の平板型セルの形成にあたっては、ド
クターブレードシートの積層と共焼結による方法や、ド
クターブレード法等で作成したシート状電解質板へのス
ラリー塗布と焼結等によって電極膜が作成されている。
In forming a conventional flat plate type cell, an electrode film is formed by a method of laminating and co-sintering a doctor blade sheet, or by applying slurry and sintering to a sheet-like electrolyte plate prepared by a doctor blade method or the like. Has been done.

【0019】これらの方法は、いずれも平面上に均一な
厚みの電極を作成することを主目的とした方法である。
All of these methods are methods whose main purpose is to form an electrode having a uniform thickness on a plane.

【0020】従来は、単セルの作製と性能向上を主な目
的として、薄膜化等の試みが行なわれていただけで、ス
タックを形成した際の発電反応の抑制に関する検討はほ
とんど行なわれていなかった。
Heretofore, attempts have been made to reduce the thickness of a single cell mainly for the purpose of producing a single cell and improving its performance, but almost no study has been conducted on the suppression of power generation reaction when a stack is formed. .

【0021】わずかに、電極の形成法として溶射法を採
用した場合、反応の均一化のために、溶射条件のコント
ロールにより電極内に気孔率の分布を持たせることも検
討されているが(特開平3-222261)、溶射法において、
溶射条件をかえて部分的に気孔率を変えることは実行上
かなり困難であった。
When a thermal spraying method is adopted as a method for forming electrodes, it has been considered to control the spraying conditions to have a distribution of porosity in the electrodes in order to homogenize the reaction. Kaihei 3-222261), in the thermal spray method,
It was quite difficult in practice to change the porosity partially by changing the thermal spraying conditions.

【0022】なお、気孔率はセラミック材料の焼結度を
変えれば変化させることもでき、具体的には同一材料の
場合には焼結温度が同じであっても材料の粒径を変える
ことで対応できる。
The porosity can be changed by changing the degree of sintering of the ceramic material. Specifically, when the same material is used, the particle size of the material can be changed even if the sintering temperature is the same. Can handle.

【0023】しかし、均一に作成したシートを積層した
ものや、均一なスラリーを塗布して焼結させる方法で
は、部分的に焼結度を変えるような対策を施すことは不
可能であった。
However, it is impossible to take a measure to partially change the degree of sintering by a method in which uniformly prepared sheets are laminated or a method in which a uniform slurry is applied and sintered.

【0024】そこで、本発明は、以上のような点に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、SOFC
の単セルにおける電極の配置構造に関わり、単セル内に
おける発電反応の均一化を図るため、電極反応部の面積
をガス導入口近傍では小さくし、これによって面内での
電流密度の均一化とセル面内の温度分布の抑制を達成
し、熱反応に基づいたセルの破損が無く、信頼性の高い
SOFCを提供することにある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is SOFC.
In order to make the power generation reaction in the unit cell uniform, the area of the electrode reaction area is made small near the gas inlet, which makes the current density in the plane uniform. An object of the present invention is to provide a highly reliable SOFC that achieves suppression of the temperature distribution in the cell plane and does not damage the cell due to thermal reaction.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は上記
課題を解決するために、固体電解質、空気極、および燃
料極からなる固体電解質型燃料電池において、少なくと
も一方の電極において、ガス入口側の電極面積をガス出
口側に比較して減少させたことを特徴とする。
That is, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a solid oxide fuel cell comprising a solid electrolyte, an air electrode, and a fuel electrode, in which at least one electrode has a gas inlet side It is characterized in that the electrode area is reduced as compared with the gas outlet side.

【0026】[0026]

【作用】本発明は、以上のように固体電解質型燃料電池
において、少なくとも一方の電極において、ガス導入口
側の電極有効面積を減少させることを特徴としている。
すなわち、本発明では、ガス入口部付近の電極面積を減
少させているので、この部分における発電量は減少し、
この結果、電流密度を小さくすることができる。
As described above, the present invention is characterized in that in the solid oxide fuel cell, the effective electrode area on the gas inlet side is reduced in at least one of the electrodes.
That is, in the present invention, since the electrode area in the vicinity of the gas inlet is reduced, the power generation amount in this portion is reduced,
As a result, the current density can be reduced.

【0027】このとき、ガス入口部近傍では反応量が小
さく抑えられる結果、ガス入口側と出口側でのガスの濃
度差が小さくなり、ガス出口付近まで、発電反応を均一
化することができる。
At this time, as a result of the reaction amount being kept small near the gas inlet, the difference in gas concentration between the gas inlet side and the outlet side becomes small, and the power generation reaction can be made uniform up to the vicinity of the gas outlet.

【0028】従って、面内での発電量の総和を変化させ
ることなく、セル面内全体での電流密度の均一化が図ら
れる。この結果、セル面内の温度の均一化が達成され、
熱応力によるセルの破損を効果的に防止することができ
る。
Therefore, the current density can be made uniform in the entire cell surface without changing the total amount of power generation in the surface. As a result, temperature uniformity in the cell plane is achieved,
Cell damage due to thermal stress can be effectively prevented.

【0029】従来のSOFCは、このような対策をとっ
ておらず、全面に均一に電極を形成していたためガス導
入口近傍において発電反応が優先的に進行し、このため
にセル面内に大きな温度分布が生じ、熱膨脹差に基づく
セルの破損が生じるという重大な欠点があった。
The conventional SOFC does not take such a measure, and since the electrodes are formed uniformly on the entire surface, the power generation reaction preferentially proceeds in the vicinity of the gas introduction port, which causes a large in-cell surface. There is a serious drawback in that a temperature distribution is generated and a cell is broken due to a difference in thermal expansion.

【0030】[0030]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】図1は、本発明の第1の実施例を示す単セ
ルの平面図である。図中、1は固体電解質、2は燃料
極、3は1の表面側に形成された空気極である。
FIG. 1 is a plan view of a single cell showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a solid electrolyte, 2 is a fuel electrode, and 3 is an air electrode formed on the surface side of 1.

【0032】本実施例は固体電解質1の薄板をセルの支
持体とする自己支持薄形単セルである。
The present embodiment is a self-supporting thin unit cell in which a thin plate of the solid electrolyte 1 is used as a support for the cell.

【0033】本実施例は、空気極3について、ガス入口
側近傍の面積を減少させたものである。本セルの製造
は、(1) 固体電解質シートを1300〜1400℃で焼結後この
各面にそれぞれ電極スラリーを塗布して1200〜1300℃で
焼結させる方法と、(2) 固体電解質シートと燃料極シー
トを加熱・加圧積層して1300〜1400℃で共焼結したもの
に、空気極スラリーを塗布して1200〜1300℃で焼結させ
る方法によって行なった。
In the present embodiment, the area of the air electrode 3 near the gas inlet side is reduced. This cell is manufactured by (1) a method in which the solid electrolyte sheet is sintered at 1300 to 1400 ° C, and then electrode slurry is applied to each of these surfaces and sintered at 1200 to 1300 ° C, and (2) a solid electrolyte sheet. The fuel electrode sheets were laminated under heating and pressure and co-sintered at 1300 to 1400 ° C, and the air electrode slurry was applied and sintered at 1200 to 1300 ° C.

【0034】従って、セルを作製する際に、いずれの方
法とも空気極のスラリーの塗布にあたって、空気(又は
酸化剤ガス)の入口側に相当する部分における電極の塗
布面積をガス出口側に比較して減少させている。
Therefore, when manufacturing a cell, in any method, when applying the slurry of the air electrode, the coating area of the electrode in the portion corresponding to the inlet side of air (or oxidant gas) is compared with the gas outlet side. Are decreasing.

【0035】従って、単セルの作製工程の中で、作製プ
ロセスそのものを全く変更させることなく、電極部の面
積を変えることができる。
Therefore, in the manufacturing process of the single cell, the area of the electrode portion can be changed without changing the manufacturing process itself.

【0036】なお、本実施例のセル作製方法において
は、燃料電極のみ、又は燃料電極と空気極の双方につい
て、電極部の面積を変化させることも可能である。
In the cell manufacturing method of this embodiment, it is possible to change the area of the electrode portion only for the fuel electrode or for both the fuel electrode and the air electrode.

【0037】この場合、(1) の方法では燃料極の塗布面
積の制御、(2) の方法では積層する燃料極シートの大き
さ・形状と重ね方を工夫するだけで良い。
In this case, in the method (1), it is only necessary to control the application area of the fuel electrode, and in the method (2), the size and shape of the fuel electrode sheets to be stacked and the stacking method should be devised.

【0038】図2は、第2の実施例を示す単セルの平面
図である。
FIG. 2 is a plan view of a single cell showing the second embodiment.

【0039】本実施例ではニッケルジルコニアサーメッ
トで作製した燃料電極をセルの支持体4とし、この上側
に電解質膜1と空気極3とを順次形成すると共に下側に
燃料極(図示せず)を形成した構成の支持膜型のセルで
ある。
In this embodiment, the fuel electrode made of nickel zirconia cermet is used as the support 4 of the cell, the electrolyte membrane 1 and the air electrode 3 are sequentially formed on the upper side, and the fuel electrode (not shown) is formed on the lower side. It is a supporting film type cell having a formed structure.

【0040】上記支持体4は、NiOを30〜70wt%の比
でYSZと混合して、バインダ処理したNi−YSZ粉
末を1t/cmの圧力でプレス成形し、これを、1250〜
1300℃で焼結して作製し、電解質膜1はプラズマ溶射に
よって作製した。
For the support 4, NiO was mixed with YSZ in a ratio of 30 to 70 wt%, and binder-treated Ni-YSZ powder was press-molded at a pressure of 1 t / cm 2 , which was then pressed at 1250-
The electrolyte membrane 1 was produced by sintering at 1300 ° C. and plasma spraying.

【0041】そして、最後に空気極のスラリーを塗布
し、実施例1と同様の条件で焼結させた。
Finally, the air electrode slurry was applied and sintered under the same conditions as in Example 1.

【0042】本実施例においても、やはり、空気極スラ
リーの塗布にあたって空気(又は酸化剤ガス)の導入口
側に位置する部分について塗布面積を調節することで反
応に関与する電極面積を減少させている。
Also in this embodiment, when the air electrode slurry is applied, the electrode area involved in the reaction is reduced by adjusting the application area of the portion located on the air (or oxidant gas) inlet side. There is.

【0043】なお、いずれの実施例とも空気極はスラリ
ー塗布・焼結で作製しており、ここではスラリー塗布時
のスクリーンマスクの型によって、塗布面積を変えた。
In each of the examples, the air electrode was produced by slurry coating and sintering, and the coating area was changed depending on the mold of the screen mask at the time of slurry coating.

【0044】図3(a),(b),(c) はそれぞれ空気極電極部
の異なるパターンの例を示す。
FIGS. 3 (a), (b) and (c) show examples of different patterns of the air electrode part.

【0045】ガスの入口側近傍において、塗布部分をま
ばらにすることによって、この部分における単位面積あ
たりの平均電流密度の低減が図られている。ガス入口近
傍の電極部の形状としては、本発明のように、まばらに
することに意義がある。単に塗布部を下流側にシフトさ
せただけでは、電流密度の高い部分が下流側にそのまま
移動するだけであり、本発明の効果を期待することがで
きなくなるためである。
By making the coating portion sparse near the gas inlet side, the average current density per unit area in this portion is reduced. As the shape of the electrode portion near the gas inlet, it is significant to make it sparse as in the present invention. This is because if the coating portion is simply shifted to the downstream side, the portion having a high current density will move to the downstream side as it is, and the effect of the present invention cannot be expected.

【0046】従来例と本実施例でのセル面内における発
電電流密度の比較を図4に示す。
FIG. 4 shows a comparison of the generated current density in the cell surface between the conventional example and this example.

【0047】なお、本発明では、ガス入口部の電極は面
内で相互に接続されていないが、本発明の単セルにおい
ては、インタコネクタをセル全面に接触させて配置して
積層するので、電流はセルに垂直に流れ電極が互いに接
触した状態になくとも、実際の発電にあたっても全く支
障は無かった。
In the present invention, the electrodes at the gas inlet are not connected to each other in the plane, but in the single cell of the present invention, the interconnector is placed in contact with the entire surface of the cell and laminated, so that The current flowed perpendicularly to the cell, and even if the electrodes were not in contact with each other, there was no problem in actual power generation.

【0048】このように、第1および第2の実施例とも
ガス入口部付近の電極面積を減少させているので、この
部分における発電量は減少し、この結果、電流密度を小
さくすることができる。
As described above, since the electrode area in the vicinity of the gas inlet is reduced in both the first and second embodiments, the power generation amount in this portion is reduced, and as a result, the current density can be reduced. .

【0049】この時、ガス入口部近傍では反応量が小さ
く抑えられる結果、ガス入口側と出口側でのガスの濃度
差が小さくなり、ガス出口付近まで、発電反応を均一化
することができる。
At this time, as a result of the reaction amount being suppressed small near the gas inlet, the difference in gas concentration between the gas inlet side and the outlet side becomes small, and the power generation reaction can be made uniform up to the gas outlet.

【0050】従って、面内での発電量の総和を変化させ
ることなく、セル面内全体での電流密度の均一化が図ら
れる。この結果、セル面内の温度の均一化が達成され、
熱応力によるセルの破損を効果的に防止することができ
る。
Therefore, the current density can be made uniform in the entire cell surface without changing the total amount of power generation in the surface. As a result, temperature uniformity in the cell plane is achieved,
Cell damage due to thermal stress can be effectively prevented.

【0051】なお、本発明の実施例は空気極について、
スラリー塗布法の例で示したが、平板型SOFCは3種
のシートを積層して共焼結する方法でも作成可能であ
る。
In the embodiment of the present invention, regarding the air electrode,
Although an example of the slurry coating method has been shown, the flat plate type SOFC can also be prepared by a method of laminating three types of sheets and co-sintering.

【0052】この場合には、面積を減少させたい電極シ
ートを細切断して、これを積層して焼結することによっ
て実施することができる。
In this case, the electrode sheet whose area is desired to be reduced can be cut into small pieces, laminated and sintered.

【0053】また、溶射法によって電極を形成する場合
にも有効であり、この場合、溶射ガンの走査位置や回数
を制御することで容易に実施することができる。
It is also effective when the electrodes are formed by the thermal spraying method. In this case, it can be easily carried out by controlling the scanning position and the number of times of the thermal spraying gun.

【0054】なお、以上の実施例では空気極3における
ガス入口側の電極面積をガス出口側に比較して減少させ
る場合について示したが、これは燃料極2側に同様の主
旨で適用することができる。
In the above embodiment, the case where the electrode area on the gas inlet side of the air electrode 3 is reduced as compared with the gas outlet side is shown, but this should be applied to the fuel electrode 2 side with the same purpose. You can

【0055】[0055]

【発明の効果】以上、述べたように、本発明では電極の
多孔度を極板の位置によって変えるというような難しい
プロセスをとることなく、ガスの入口側での電極の反応
面積を減少させるだけで多孔度を変化させたと同様の電
流密度の均一化効果を得ることができる。
As described above, according to the present invention, only the reaction area of the electrode on the gas inlet side is reduced without taking the difficult process of changing the porosity of the electrode depending on the position of the electrode plate. The same effect of equalizing the current density can be obtained by changing the porosity with.

【0056】しかも、本発明では電極の形成にあたって
スラリー塗布と焼結による方法を用いるのであれば、塗
布する際に予めスクリーン印刷機のマスクパターンを電
極のパターンにしておくだけで良く、通常のセル作製プ
ロセスをなんら変更する必要も無い。
Further, in the present invention, if the method of applying slurry and sintering is used for forming the electrode, it is sufficient to make the mask pattern of the screen printing machine into the pattern of the electrode in advance when applying, and the ordinary cell is used. There is no need to change the manufacturing process.

【0057】また、シート形成体を積層して共焼結する
方法にもシートの大きさを変えるだけで、対応できる。
Further, the method of laminating the sheet forming bodies and co-sintering can be dealt with only by changing the size of the sheets.

【0058】このように、本発明ではこれまでのセル作
製方法にのっとった方法で、単にマスクパターンを変更
するだけで、信頼性の高いSOFCセルを実現すること
ができ、産業上からも甚大な効果を得ることができる。
As described above, according to the present invention, a highly reliable SOFC cell can be realized by simply changing the mask pattern by the method based on the conventional cell manufacturing method, which is very industrially significant. The effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す図、FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention,

【図2】本発明の第2の実施例を示す図、FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention,

【図3】本発明を実施した電極パターンの例を示す図、FIG. 3 is a view showing an example of an electrode pattern embodying the present invention,

【図4】本発明を実施したセルの電流密度分布を従来と
の対比において示す図、
FIG. 4 is a diagram showing a current density distribution of a cell embodying the present invention in comparison with a conventional one;

【図5】従来の平板型SOFC単セルの構造例を示す
図、
FIG. 5 is a view showing a structural example of a conventional flat plate SOFC single cell;

【図6】従来の平板型SOFCのスタック構造例を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a stack structure of a conventional flat plate SOFC.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…固体電解質、 2…燃料極、 3…空気極、 4…支持体。 1 ... Solid electrolyte, 2 ... Fuel electrode, 3 ... Air electrode, 4 ... Support body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質、空気極、および燃料極から
なる固体電解質型燃料電池において、少なくとも一方の
電極において、ガス入口側の電極面積をガス出口側に比
較して減少させたことを特徴とする固体電解質型燃料電
池。
1. A solid oxide fuel cell comprising a solid electrolyte, an air electrode, and a fuel electrode, characterized in that at least one of the electrodes has a smaller electrode area on the gas inlet side than on the gas outlet side. Solid oxide fuel cell.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005050814A (en) * 2003-07-28 2005-02-24 Hewlett-Packard Development Co Lp Doped substrate and method for producing the same
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JP2015195205A (en) * 2014-03-28 2015-11-05 佐賀県 Solid oxide type fuel cell

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