JPH0719363U - セル構造体 - Google Patents
セル構造体Info
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- JPH0719363U JPH0719363U JP048036U JP4803693U JPH0719363U JP H0719363 U JPH0719363 U JP H0719363U JP 048036 U JP048036 U JP 048036U JP 4803693 U JP4803693 U JP 4803693U JP H0719363 U JPH0719363 U JP H0719363U
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- interconnector
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Links
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Classifications
-
- Y02E60/525—
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この考案は、電解質の熱応力による破損を防止
することを主要な目的とする。 【構成】高温水蒸気電解装置又は固体電解質燃料電池に
用いられるセル構造体において、電解質(12)とインター
コネクタ(15)の間に部分安定化ＺｒＯ2 (16)を介在させ
たことを特徴とするセル構造体。
することを主要な目的とする。 【構成】高温水蒸気電解装置又は固体電解質燃料電池に
用いられるセル構造体において、電解質(12)とインター
コネクタ(15)の間に部分安定化ＺｒＯ2 (16)を介在させ
たことを特徴とするセル構造体。
Description
【０００１】
この考案はセル構造体に関し、特に高温水蒸気電解装置や固体電解質燃料電池 のセル構造体に関する。
【０００２】
図２は、従来の高温水蒸気電解装置（以下、ＳＯＳＥと略称する）の構造を示 す。 このＳＯＳＥは、電解質１、アノード電極２、カソード電極３からなる水蒸気 電解部をインターコネクタ４を介して直列につないだ構成になっている。ここで 、各部材の材料としては、前記電解質１に線膨脹係数が１０．０×１０-6℃-1の ＺｒＯ2 −８Ｙ2 Ｏ3 （完全安定化ＺｒＯ2 ），アノード電極２に線膨脹係数が ９．２×１０-6℃-1のＬａＳｒＣａＭｎＯ3 ，カソード電極３にＮｉＯ，イ ンタ−コネクタ４にＬａＳｒＣｒＯ3 が使用されている。なお、図中の符番５は 空気、符番６は水蒸気を示す。 そして、前記ＳＯＳＥは、アノード電極２側に空気５、カソード電極３側に水 蒸気６を流し、作動温度約１０００℃で電気を流して、水素を発生させるもので ある。
【０００３】
しかしながら、図３のＳＯＳＥを用いて水蒸気を電解すると、電解質１が破損 することがある。これは、インターコネクタの線膨脹係数と電解質のそれとが異 なり、電解温度の１０００℃に昇温すると、熱応力により破損するためのと考え られる。 この対策としては、電解質の線膨脹係数に近いインターコネクタを用いること が考えられるが、インターコネクタの機能（緻密さ，高導電率等）を満足する材 料の系では、上記対策は困難である。
【０００４】 この考案はこうした事情を考慮してなされたもので、電解質とインターコネク タの間に部分安定化ＺｒＯ2 を介在させる構成にすることにより、電解質の熱応 力による破損を防止しえるセル構造体を提供することを目的とする。
【０００５】
この考案は、高温水蒸気電解装置又は固体電解質燃料電池に用いられるセル構 造体において、電解質とインターコネクタの間に部分安定化ＺｒＯ2 を介在させ たことを特徴とするセル構造体である。
【０００６】
この考案において、インターコネクタとの熱伸び差により熱応力が生じても、 高強度の部分安定化ＺｒＯ2 を介在させているので、電解セルは破損しない。な お、部分安定化ＺｒＯ2 に生じる熱応力σは、下記のようになる。 σ＝｛１／（１−ν）｝・Ｅ・Δα・ΔＴ ＝｛１／（１−０．３）｝×２００００×（１０−９）×１０-6×１０００ ＝２９Ｋｇｆ／mm2 但し、上記式において、νはポアソン比、Ｅはヤング率（Ｋｇｆ／mm2 ）、Δα は線膨脹係数差（℃-1）、ΔＴは昇温温度である。 上記熱応力に対し、部分安定化ＺｒＯ2 の強度は約４０〜１００Ｋｇｆ／mm2 と十分強い強度を有している。
【０００７】
以下、この考案の一実施例を図１を参照して説明する。 図中の符番11は水蒸気電解部であり、電解質12、アノード電極13、カソード電 極14からなる。これら水蒸気電解部11は、インターコネクタ15，該インターコネ クタ15と電解質12間の高強度の部分安定化ＺｒＯ2 （ＺｒＯ2 −３Ｙ2 Ｏ3 ）16 を介して直列につないだ構成になっている。ここで、前記インターコネクタ15と 部分安定化ＺｒＯ2 16，部分安定化ＺｒＯ2 16と電解質12の接合は、各部材の間 に未焼結のセラミックシート（膜厚約２０nmで絶縁性を有するＡｌ2 Ｏ3 系の材 料など）を接着剤として用い、約１５００℃の高温状態で加圧接合することによ って行われる。また、各部材の材料としては、前記電解質12に線膨脹係数が１０ ．０×１０-6℃-1で曲げ強度が約１５〜２５Ｋｇｆ／mm2 のＺｒＯ2 −８Ｙ2 Ｏ3 （完全安定化ＺｒＯ2 ），アノード電極13に線膨脹係数が９．２×１０-6℃-1 のＬａＳｒＣａＭｎＯ3 ，カソード電極14にＮｉＯ，インタ−コネクタ15にＬａ ＳｒＣｒＯ3 ，部分安定化ＺｒＯ2 16に線膨脹係数が１０×１０-6℃-1で曲げ強 度が約４０〜２００Ｋｇｆ／mm2 のＺｒＯ2 −３Ｙ2 Ｏ3 が使用されている。な お、図中の符番17は空気、符番18は水蒸気を示す。 そして、前記ＳＯＳＥは、アノード電極13側に空気17、カソード電極14側に水 蒸気18を流し、作動温度約１０００℃で電気を流して、水素を発生させるもので ある。
【０００８】 上記実施例によれば、電解質12とインターコネクタ15の間に、高強度の部分安 定化ＺｒＯ2 を配置した構成になっているため、電解時例えば１０００℃に昇温 しても、セルが破損するのを回避できる。事実、部分安定化ＺｒＯ2 に生じる熱 応力は２９Ｋｇｆ／mm2 であるのに対し、部分部分安定化ＺｒＯ2 の強度は約 ４０〜１００Ｋｇｆ／mm2 と十分強い強度を有している（「作用」の欄参照）。 なお、上記実施例では、高温水蒸気電解装置（ＳＯＳＥ）である場合について 述べたが、これに限らず、固体電解質燃料電池についても同様に適用できる。
【０００９】
以上詳述したようにこの考案によれば、電解質とインターコネクタの間に部分 安定化ＺｒＯ2 を介在させる構成にすることにより、電解質の熱応力による破損 を防止しえ、高温水蒸気電解装置又は固体電解質燃料電池に用いられるるセル構 造体を提供できる。
【図１】この考案の一実施例に係るＳＯＳＥの説明図。
【図２】従来のＳＯＳＥの説明図。
【図３】ＳＯＳＥの原理の説明図。
11…水蒸気電解部、 12…電解質、 13…
アノード電極、14…カソード電極、 15…インターコネ
クタ、 16…部分安定化ＺｒＯ2 、17…空気、
18…水蒸気。
アノード電極、14…カソード電極、 15…インターコネ
クタ、 16…部分安定化ＺｒＯ2 、17…空気、
18…水蒸気。
Claims (1)
- 【請求項１】高温水蒸気電解装置又は固体電解質燃料電
池に用いられるセル構造体において、電解質とインター
コネクタの間に部分安定化ＺｒＯ2 を介在させたことを
特徴とするセル構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP048036U JPH0719363U (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | セル構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP048036U JPH0719363U (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | セル構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719363U true JPH0719363U (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=12792092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP048036U Withdrawn JPH0719363U (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | セル構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719363U (ja) |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP048036U patent/JPH0719363U/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980305 |