JPH08264197A - 固体電解質型電気化学セルの基体管の製造方法 - Google Patents
固体電解質型電気化学セルの基体管の製造方法Info
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- JPH08264197A JPH08264197A JP7069525A JP6952595A JPH08264197A JP H08264197 A JPH08264197 A JP H08264197A JP 7069525 A JP7069525 A JP 7069525A JP 6952595 A JP6952595 A JP 6952595A JP H08264197 A JPH08264197 A JP H08264197A
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- electrolyte type
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/50—Fuel cells
-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質型燃料電池や固体電解質型高温水
蒸気電解装置のような固体電解質型電気化学セルの基体
管の製造方法に関する。 【構成】 ＣａＯ安定化ＺｒＯ2 系材料：１００重量部
に対して、メチルセルロース：３〜５重量部、ステアリ
ン酸エマルジョン：０．１〜０．５重量部、水：８〜１
２重量部およびグリセリン：３〜８重量部を添加、混合
することにより粘土化し、押出成形した後に乾燥、焼成
して固体電解質型電気化学セルの基体管を製造する方
法。
蒸気電解装置のような固体電解質型電気化学セルの基体
管の製造方法に関する。 【構成】 ＣａＯ安定化ＺｒＯ2 系材料：１００重量部
に対して、メチルセルロース：３〜５重量部、ステアリ
ン酸エマルジョン：０．１〜０．５重量部、水：８〜１
２重量部およびグリセリン：３〜８重量部を添加、混合
することにより粘土化し、押出成形した後に乾燥、焼成
して固体電解質型電気化学セルの基体管を製造する方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質型燃料電池
（ＳＯＦＣ）や固体電解質型高温水蒸気電解装置（ＳＯ
ＳＥ）のような固体電解質型電気化学セルの基体管の製
造方法に関する。
（ＳＯＦＣ）や固体電解質型高温水蒸気電解装置（ＳＯ
ＳＥ）のような固体電解質型電気化学セルの基体管の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より固体電解質型電気化学セルの基
体管は静水圧プレス法により作られたものが使用されて
いる。
体管は静水圧プレス法により作られたものが使用されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】静水圧プレス法は基本
的に単品の製造技術であり、量産性が低く、このため価
格が高い欠点がある。この点を改善する方法が量産性に
優れた押出成形法である。ところが、押出成形法ではセ
ラミックス粉体に有機添加物と液分を加え、粘土状に混
練してから成形するが、混練物の組成によっては焼成後
の基体管に割れが発生し、歩留りが低下する。
的に単品の製造技術であり、量産性が低く、このため価
格が高い欠点がある。この点を改善する方法が量産性に
優れた押出成形法である。ところが、押出成形法ではセ
ラミックス粉体に有機添加物と液分を加え、粘土状に混
練してから成形するが、混練物の組成によっては焼成後
の基体管に割れが発生し、歩留りが低下する。
【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、押出成形法
により固体電解質型電気化学セル用の基体管を歩留りよ
く製造しうる方法を提供しようとするものである。
により固体電解質型電気化学セル用の基体管を歩留りよ
く製造しうる方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はＣａＯ安定化Ｚ
ｒＯ2 系材料：１００重量部に対して、メチルセルロー
ス：３〜５重量部、ステアリン酸エマルジョン：０．１
〜０．５重量部、水：８〜１２重量部およびグリセリ
ン：３〜８重量部を添加、混合することにより粘土化
し、押出成形した後に乾燥、焼成することを特徴とする
固体電解質型電気化学セルの基体管の製造方法である。
ｒＯ2 系材料：１００重量部に対して、メチルセルロー
ス：３〜５重量部、ステアリン酸エマルジョン：０．１
〜０．５重量部、水：８〜１２重量部およびグリセリ
ン：３〜８重量部を添加、混合することにより粘土化
し、押出成形した後に乾燥、焼成することを特徴とする
固体電解質型電気化学セルの基体管の製造方法である。
【０００６】本発明の上記構成中におけるＣａＯ安定化
ＺｒＯ2 系材料としてはＣａＯ：１７ｍｏｌ％、ＺｒＯ
2 ：８３ｍｏｌ％のものがあげられ、ステアリン酸エマ
ルジョンとしては固形分濃度：１５ｗｔ％、粒径：５μ
ｍ、溶媒：水よりなるものが好ましい。
ＺｒＯ2 系材料としてはＣａＯ：１７ｍｏｌ％、ＺｒＯ
2 ：８３ｍｏｌ％のものがあげられ、ステアリン酸エマ
ルジョンとしては固形分濃度：１５ｗｔ％、粒径：５μ
ｍ、溶媒：水よりなるものが好ましい。
【０００７】
【作用】押出成形法において、セラミックス原料（Ｃａ
Ｏ安定化ＺｒＯ2 ）の粘土化が重要な工程となる。通常
押出成形用の粘土を作る際には有機添加物であるメチル
セルロースを添加する。メチルセルロースの役割はセラ
ミックス粒子の間に入りこんでセラミックス粒子の接着
を行っており、同時にセラミックス粒子同志の直接接触
を防せぎ潤滑性を発現するものと考えられる。しかし、
メチルセルロースの添加量が多すぎると焼成後の基体管
に割れが発生し、添加量が少ないと潤滑性が不足して押
出圧力が高くなり金型の磨耗が著しくなるので、セラミ
ックス原料：１００重量部に対するメチルセルロースの
添加量を３〜５重量部とした。ステアリン酸エマルジョ
ン（固形分濃度：１５ｗｔ％、粒径：５μｍ、溶媒：
水）は潤滑性を補うために添加されるもので、セラミッ
クス原料：１００重量部に対して０．１〜０．５重量％
添加する。また、水の添加もセラミックス原料の粘土化
に有効であるが、水の量が多すぎると押出後の基体管が
つぶれてしまい、水の添加量が少なすぎると粘土が硬く
押出性が低下するので、セラミックス原料：１００重量
部に対して８〜１２重量部の範囲の添加量とする。ま
た、乾燥割れの抑制にはグリセリンの添加が有効である
ことが新たに判明したが、これは沸点の高いグリセリン
は乾燥速度が遅いために、溶媒の水が蒸発した後にも基
体管に残留し、乾燥時の基体管に可塑性を残すためと考
えられる。但し、添加量が多くなり過ぎると、乾燥時に
残留応力と自重のために変形するため、セラミックス原
料：１００重量部に対して３〜８重量部の添加量とす
る。
Ｏ安定化ＺｒＯ2 ）の粘土化が重要な工程となる。通常
押出成形用の粘土を作る際には有機添加物であるメチル
セルロースを添加する。メチルセルロースの役割はセラ
ミックス粒子の間に入りこんでセラミックス粒子の接着
を行っており、同時にセラミックス粒子同志の直接接触
を防せぎ潤滑性を発現するものと考えられる。しかし、
メチルセルロースの添加量が多すぎると焼成後の基体管
に割れが発生し、添加量が少ないと潤滑性が不足して押
出圧力が高くなり金型の磨耗が著しくなるので、セラミ
ックス原料：１００重量部に対するメチルセルロースの
添加量を３〜５重量部とした。ステアリン酸エマルジョ
ン（固形分濃度：１５ｗｔ％、粒径：５μｍ、溶媒：
水）は潤滑性を補うために添加されるもので、セラミッ
クス原料：１００重量部に対して０．１〜０．５重量％
添加する。また、水の添加もセラミックス原料の粘土化
に有効であるが、水の量が多すぎると押出後の基体管が
つぶれてしまい、水の添加量が少なすぎると粘土が硬く
押出性が低下するので、セラミックス原料：１００重量
部に対して８〜１２重量部の範囲の添加量とする。ま
た、乾燥割れの抑制にはグリセリンの添加が有効である
ことが新たに判明したが、これは沸点の高いグリセリン
は乾燥速度が遅いために、溶媒の水が蒸発した後にも基
体管に残留し、乾燥時の基体管に可塑性を残すためと考
えられる。但し、添加量が多くなり過ぎると、乾燥時に
残留応力と自重のために変形するため、セラミックス原
料：１００重量部に対して３〜８重量部の添加量とす
る。
【０００８】
【実施例】基体管原料としては、セラミックス基材とし
て平均粒径：３０μｍのＣａＯで安定化したＺｒＯ
2 （以下、ＣＳＺと略す）を用いた。有機添加物として
は、メチルセルロース、ステアリン酸エマルジョン（固
形分濃度：１５ｗｔ％、粒径：５μｍ、溶媒：水）及び
グリセリンを準備し、他の添加物として水も準備した。
て平均粒径：３０μｍのＣａＯで安定化したＺｒＯ
2 （以下、ＣＳＺと略す）を用いた。有機添加物として
は、メチルセルロース、ステアリン酸エマルジョン（固
形分濃度：１５ｗｔ％、粒径：５μｍ、溶媒：水）及び
グリセリンを準備し、他の添加物として水も準備した。
【０００９】基体管の押し出しは、まずＣＳＺとメチル
セルロースを乾式ミキサーで混合した後に水とステアリ
ン酸エマルジョンを混合した液体及びグリセリンをＣＳ
Ｚとメチルセルロースの混合物に添加する。このように
して作った混合物は最終的にニーダを用いて粘土化した
後に、外径：２２ｍｍ、内径：１６ｍｍの円筒状の金型
を用いて基体管の押出し成形を行った。成形後の基体管
は乾燥の後焼成を行った。焼成後の基体管は割れの発生
を目視にして、また変形をノギス（長径と短径の差）に
て調査した。その結果を表１に示す。表１には他の基体
管の特性として、押出性（押出速度、押出圧力）を併せ
て示した。押出速度は５０ｍｍ／ｍｉｎ以下では経済性
が著しく悪化することが予想される。さらに、押出圧力
が６０ｋｇ／ｃｍ2 を越えると基体管表面が灰色に変化
し、金型の磨耗が著しく進行する。このため、押出性の
評価は押出速度、押出圧力にて行い、それぞれ５０ｍｍ
／ｍｉｎと６０ｋｇ／ｃｍ2 を基準とした。また焼成後
の基体管の変形は長径と短径の差が１ｍｍ以上では、Ｓ
ＯＦＣ素子の製造が難しくなる。
セルロースを乾式ミキサーで混合した後に水とステアリ
ン酸エマルジョンを混合した液体及びグリセリンをＣＳ
Ｚとメチルセルロースの混合物に添加する。このように
して作った混合物は最終的にニーダを用いて粘土化した
後に、外径：２２ｍｍ、内径：１６ｍｍの円筒状の金型
を用いて基体管の押出し成形を行った。成形後の基体管
は乾燥の後焼成を行った。焼成後の基体管は割れの発生
を目視にして、また変形をノギス（長径と短径の差）に
て調査した。その結果を表１に示す。表１には他の基体
管の特性として、押出性（押出速度、押出圧力）を併せ
て示した。押出速度は５０ｍｍ／ｍｉｎ以下では経済性
が著しく悪化することが予想される。さらに、押出圧力
が６０ｋｇ／ｃｍ2 を越えると基体管表面が灰色に変化
し、金型の磨耗が著しく進行する。このため、押出性の
評価は押出速度、押出圧力にて行い、それぞれ５０ｍｍ
／ｍｉｎと６０ｋｇ／ｃｍ2 を基準とした。また焼成後
の基体管の変形は長径と短径の差が１ｍｍ以上では、Ｓ
ＯＦＣ素子の製造が難しくなる。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、押出成形により歩留り
よく、変形の少なく、かつ割れのない固体電解質型電気
化学セルの基体管が製造でき、その工業的効果は顕著で
ある。
よく、変形の少なく、かつ割れのない固体電解質型電気
化学セルの基体管が製造でき、その工業的効果は顕著で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＣａＯ安定化ＺｒＯ2 系材料：１００重
量部に対して、メチルセルロース：３〜５重量部、ステ
アリン酸エマルジョン：０．１〜０．５重量部、水：８
〜１２重量部およびグリセリン：３〜８重量部を添加、
混合することにより粘土化し、押出成形した後に乾燥、
焼成することを特徴とする固体電解質型電気化学セルの
基体管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7069525A JPH08264197A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 固体電解質型電気化学セルの基体管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7069525A JPH08264197A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 固体電解質型電気化学セルの基体管の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264197A true JPH08264197A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13405235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7069525A Withdrawn JPH08264197A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 固体電解質型電気化学セルの基体管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08264197A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016031884A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-07 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 円筒型固体酸化物形燃料電池とハーフセルグリーン体およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP7069525A patent/JPH08264197A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016031884A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-07 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 円筒型固体酸化物形燃料電池とハーフセルグリーン体およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |