JPH0837018A - 固体電解質型燃料電池における発電方法 - Google Patents
固体電解質型燃料電池における発電方法Info
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- JPH0837018A JPH0837018A JP6170632A JP17063294A JPH0837018A JP H0837018 A JPH0837018 A JP H0837018A JP 6170632 A JP6170632 A JP 6170632A JP 17063294 A JP17063294 A JP 17063294A JP H0837018 A JPH0837018 A JP H0837018A
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】燃料電池セルの運転停止の繰り返しによる発電
特性の低下を防止することを目的とする。 【構成】固体電解質の片側にＬａＭｎＯ3 系またはＬａ
ＣｏＯ3 系材料、あるいはこれらの材料におけるＬａの
一部をＣａ，Ｓｒ，Ｂａ等で置換してなる空気極を形成
し、他方側に燃料極を形成してなる固体電解質型燃料電
池を高温の電池作動温度に維持し、前記空気極側に酸素
含有ガスを供給するとともに、燃料極側に燃料ガスを供
給して電流を発生させる固体電解質型燃料電池における
発電方法において、電池作動温度までの昇温時および電
池作動温度からの降温時に、空気極側に窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガスを供給する。
特性の低下を防止することを目的とする。 【構成】固体電解質の片側にＬａＭｎＯ3 系またはＬａ
ＣｏＯ3 系材料、あるいはこれらの材料におけるＬａの
一部をＣａ，Ｓｒ，Ｂａ等で置換してなる空気極を形成
し、他方側に燃料極を形成してなる固体電解質型燃料電
池を高温の電池作動温度に維持し、前記空気極側に酸素
含有ガスを供給するとともに、燃料極側に燃料ガスを供
給して電流を発生させる固体電解質型燃料電池における
発電方法において、電池作動温度までの昇温時および電
池作動温度からの降温時に、空気極側に窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガスを供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質型燃料電池
を高温に維持し、空気極側に酸素含有ガスを供給すると
ともに、燃料極側に燃料ガスを供給して電力を発生させ
る固体電解質型燃料電池における発電方法に関するもの
である。
を高温に維持し、空気極側に酸素含有ガスを供給すると
ともに、燃料極側に燃料ガスを供給して電力を発生させ
る固体電解質型燃料電池における発電方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来技術】通常、固体電解質型燃料電池セルとして
は、例えば図１に示すような平板型燃料電池セルが一般
的に用いられている。この平板型燃料電池セルは、Ｙ2
Ｏ3 で安定化したＺｒＯ2 からなる固体電解質１の一方
の面に空気極２としてＬａの一部をＣａ、Ｓｒ等で置換
したＬａＭｎＯ3 やＬａＣｏＯ3 が形成され、他方の面
にはＮｉ−ＺｒＯ2 （Ｙ2 Ｏ3 含有）からなる燃料極３
が形成され、単セルが構成されている。さらにこの単セ
ルは、セパレータ４と呼ばれるＬａＣｒＯ3 系材料で電
気的に接続されている。
は、例えば図１に示すような平板型燃料電池セルが一般
的に用いられている。この平板型燃料電池セルは、Ｙ2
Ｏ3 で安定化したＺｒＯ2 からなる固体電解質１の一方
の面に空気極２としてＬａの一部をＣａ、Ｓｒ等で置換
したＬａＭｎＯ3 やＬａＣｏＯ3 が形成され、他方の面
にはＮｉ−ＺｒＯ2 （Ｙ2 Ｏ3 含有）からなる燃料極３
が形成され、単セルが構成されている。さらにこの単セ
ルは、セパレータ４と呼ばれるＬａＣｒＯ3 系材料で電
気的に接続されている。
【０００３】一方、平板型燃料電池セルの他に円筒型燃
料電池セルも知られている。円筒型燃料電池セルは、Ｃ
ａＯ安定化ＺｒＯ2 を支持管として、その上に平板型燃
料電池セルと同様な材料を用いて空気極、電解質、燃料
極が形成されている。
料電池セルも知られている。円筒型燃料電池セルは、Ｃ
ａＯ安定化ＺｒＯ2 を支持管として、その上に平板型燃
料電池セルと同様な材料を用いて空気極、電解質、燃料
極が形成されている。
【０００４】そして、いずれの形状のセルとも発電する
際には、空気極側に空気（酸素）を、燃料極側に水素ガ
スあるいはメタンガスの改質ガス（燃料ガス）を供給す
ることにより空気極と燃料極間に電力が発生する。
際には、空気極側に空気（酸素）を、燃料極側に水素ガ
スあるいはメタンガスの改質ガス（燃料ガス）を供給す
ることにより空気極と燃料極間に電力が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、燃料
電池を高温の電池作動温度、例えば、１０００℃付近で
維持した状態での定常発電については何ら問題はない
が、１９９４年６月第１回燃料電池シンポジウム講演予
稿集Ｐ３１４に示されるように、燃料電池の運転停止を
繰り返すと燃料電池セルの発電特性が劣化し易いという
問題があった。この結果、燃料電池の長期安定性に欠け
るという問題があった。
電池を高温の電池作動温度、例えば、１０００℃付近で
維持した状態での定常発電については何ら問題はない
が、１９９４年６月第１回燃料電池シンポジウム講演予
稿集Ｐ３１４に示されるように、燃料電池の運転停止を
繰り返すと燃料電池セルの発電特性が劣化し易いという
問題があった。この結果、燃料電池の長期安定性に欠け
るという問題があった。
【０００６】本発明は、このような燃料電池セルの熱運
転停止の繰り返しによる発電特性の低下を確実に防止す
ることができる固体電解質型燃料電池における発電方法
を提供することを目的とする。
転停止の繰り返しによる発電特性の低下を確実に防止す
ることができる固体電解質型燃料電池における発電方法
を提供することを目的とする。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明者は、上記問題
点の原因について検討した結果、空気極材料であるＬａ
ＭｎＯ3 ，ＬａＣｏＯ3 あるいはＬａの一部をＳｒ，Ｂ
ａあるいはＣａを置換したＬａＭｎＯ3 系材料やＬａＣ
ｏＯ3 系材料の結晶構造が６００〜８００℃付近で変化
し、空気（酸素含有ガス）を空気極側に供給している状
態で前記６００〜８００℃の温度範囲を横切る運転停止
を繰り返すと空気極が次第に粒成長して、空気極を構成
している粒子が固体電解質から徐々に剥離するため発電
特性が劣化することを突き止めた。
点の原因について検討した結果、空気極材料であるＬａ
ＭｎＯ3 ，ＬａＣｏＯ3 あるいはＬａの一部をＳｒ，Ｂ
ａあるいはＣａを置換したＬａＭｎＯ3 系材料やＬａＣ
ｏＯ3 系材料の結晶構造が６００〜８００℃付近で変化
し、空気（酸素含有ガス）を空気極側に供給している状
態で前記６００〜８００℃の温度範囲を横切る運転停止
を繰り返すと空気極が次第に粒成長して、空気極を構成
している粒子が固体電解質から徐々に剥離するため発電
特性が劣化することを突き止めた。
【０００８】さらに、本発明者は、上記ＬａＭｎＯ3 系
およびＬａＣｏＯ3 系材料の結晶構造の変化が、酸素の
結晶内への吸収や系外への放出に起因し、結晶内におい
て成分イオンの拡散が促進され、いわゆるヘッドバール
効果により成分イオンの拡散が促進されることにより空
気極の粒成長が起こることを解明した。
およびＬａＣｏＯ3 系材料の結晶構造の変化が、酸素の
結晶内への吸収や系外への放出に起因し、結晶内におい
て成分イオンの拡散が促進され、いわゆるヘッドバール
効果により成分イオンの拡散が促進されることにより空
気極の粒成長が起こることを解明した。
【０００９】そこで、本発明者は、燃料電池の起動加熱
過程あるいは停止冷却過程において、不活性ガスを導入
し空気極への酸素の供給を抑制することにより、上記Ｌ
ａＭｎＯ3 系およびＬａＣｏＯ3 系材料からなる空気極
の粒成長を抑制し、さらにその結果空気極の剥離が抑制
されることを見出し、本発明に至った。
過程あるいは停止冷却過程において、不活性ガスを導入
し空気極への酸素の供給を抑制することにより、上記Ｌ
ａＭｎＯ3 系およびＬａＣｏＯ3 系材料からなる空気極
の粒成長を抑制し、さらにその結果空気極の剥離が抑制
されることを見出し、本発明に至った。
【００１０】即ち、本発明の固体電解質型燃料電池にお
ける発電方法は、固体電解質の片側に空気極を形成し、
他方側に燃料極を形成してなる固体電解質型燃料電池を
高温の電池作動温度に維持し、前記空気極側に酸素含有
ガスを供給するとともに、前記燃料極側に燃料ガスを供
給して電力を発生させる固体電解質型燃料電池における
発電方法において、前記電池作動温度までの昇温時およ
び前記電池作動温度からの降温時に、特に３００〜９０
０℃の温度範囲において前記空気極側に不活性ガスを供
給することを特徴とするもので、空気極材料としては少
なくともＬａと、Ｍｎおよび／またはＣｏを含む複合酸
化物、あるいはそれらの金属成分の一部をアルカリ土類
金属で置換したものからなる場合に特に有効である。
ける発電方法は、固体電解質の片側に空気極を形成し、
他方側に燃料極を形成してなる固体電解質型燃料電池を
高温の電池作動温度に維持し、前記空気極側に酸素含有
ガスを供給するとともに、前記燃料極側に燃料ガスを供
給して電力を発生させる固体電解質型燃料電池における
発電方法において、前記電池作動温度までの昇温時およ
び前記電池作動温度からの降温時に、特に３００〜９０
０℃の温度範囲において前記空気極側に不活性ガスを供
給することを特徴とするもので、空気極材料としては少
なくともＬａと、Ｍｎおよび／またはＣｏを含む複合酸
化物、あるいはそれらの金属成分の一部をアルカリ土類
金属で置換したものからなる場合に特に有効である。
【００１１】
【作用】本発明では、電池作動温度までの昇温時および
電池作動温度からの降温時に、空気極側に不活性ガスを
供給することにより、空気極への酸素の供給を抑制し、
酸素の結晶内への吸収や系外への放出を抑制し、これに
より、６００〜８００℃の温度範囲を横切る運転停止を
繰り返した場合でもＬａＭｎＯ3 、ＬａＣｏＯ3あるい
はそれらの複合酸化物のそれらのＬａをＳｒ，Ｂａある
いはＣａで置換したＬａＭｎＯ3 系材料およびＬａＣｏ
Ｏ3 系材料の結晶構造の変化を抑制することが可能とな
り、その結果、空気極の固体電解質からの剥離を防止
し、起動停止の繰り返し運転においても発電特性を長期
に安定して維持できる。
電池作動温度からの降温時に、空気極側に不活性ガスを
供給することにより、空気極への酸素の供給を抑制し、
酸素の結晶内への吸収や系外への放出を抑制し、これに
より、６００〜８００℃の温度範囲を横切る運転停止を
繰り返した場合でもＬａＭｎＯ3 、ＬａＣｏＯ3あるい
はそれらの複合酸化物のそれらのＬａをＳｒ，Ｂａある
いはＣａで置換したＬａＭｎＯ3 系材料およびＬａＣｏ
Ｏ3 系材料の結晶構造の変化を抑制することが可能とな
り、その結果、空気極の固体電解質からの剥離を防止
し、起動停止の繰り返し運転においても発電特性を長期
に安定して維持できる。
【００１２】
【実施例】本発明の固体電解質型燃料電池における発電
方法を以下に詳細に説明する。本発明の発電方法に使用
される固体電解質型燃料電池は、例えば、図１に示すよ
うな平板型燃料電池セルにより構成されている。この固
体電解質１は、例えばＹ2 Ｏ3 などで安定化したジルコ
ニアからなる電解質の一方の表面に、ＬａをＳｒ，Ｂａ
あるいはＣａで一部置換したＬａＭｎＯ3 系材料あるい
はＬａＣｏＯ3系材料からなる空気極２を形成し、他方
の面にＮｉ−ジルコニアサーメットからなる燃料極３を
形成した構造からなる。
方法を以下に詳細に説明する。本発明の発電方法に使用
される固体電解質型燃料電池は、例えば、図１に示すよ
うな平板型燃料電池セルにより構成されている。この固
体電解質１は、例えばＹ2 Ｏ3 などで安定化したジルコ
ニアからなる電解質の一方の表面に、ＬａをＳｒ，Ｂａ
あるいはＣａで一部置換したＬａＭｎＯ3 系材料あるい
はＬａＣｏＯ3系材料からなる空気極２を形成し、他方
の面にＮｉ−ジルコニアサーメットからなる燃料極３を
形成した構造からなる。
【００１３】そして燃料電池は、この単セルを例えばＬ
ａＣｒＯ3 系材料からなるセパレータ４を介して直列に
電気的に接続して構成されている。燃料電池セルはこれ
を基本構造としてこれを数１０〜１００層積層してモジ
ュールを形成する。また、燃料電池セルの近傍には、有
効に電力を発生させる電池作動温度まで燃料電池を加熱
する加熱装置と、空気極側に酸素含有ガス（例えば空
気）を供給する酸素供給装置と、燃料極側に燃料ガス
（例えば水素）を供給する燃料ガス供給装置と、電池作
動温度までの昇温時および電池作動温度からの降温時
に、空気極側に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装
置が配置され、燃料電池の発電装置が構成されている。
ａＣｒＯ3 系材料からなるセパレータ４を介して直列に
電気的に接続して構成されている。燃料電池セルはこれ
を基本構造としてこれを数１０〜１００層積層してモジ
ュールを形成する。また、燃料電池セルの近傍には、有
効に電力を発生させる電池作動温度まで燃料電池を加熱
する加熱装置と、空気極側に酸素含有ガス（例えば空
気）を供給する酸素供給装置と、燃料極側に燃料ガス
（例えば水素）を供給する燃料ガス供給装置と、電池作
動温度までの昇温時および電池作動温度からの降温時
に、空気極側に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装
置が配置され、燃料電池の発電装置が構成されている。
【００１４】このような固体電解質型燃料電池による電
力の発生は、固体電解質型燃料電池を、加熱装置によ
り、例えば約１０００℃の電池作動温度に維持した状態
で、酸素供給装置により空気極側に酸素含有ガス（例え
ば空気）を供給するとともに、燃料ガス供給装置により
燃料極側に燃料ガス（例えば水素）を供給し、空気極と
燃料極との間に電力を発生させることにより行われる。
力の発生は、固体電解質型燃料電池を、加熱装置によ
り、例えば約１０００℃の電池作動温度に維持した状態
で、酸素供給装置により空気極側に酸素含有ガス（例え
ば空気）を供給するとともに、燃料ガス供給装置により
燃料極側に燃料ガス（例えば水素）を供給し、空気極と
燃料極との間に電力を発生させることにより行われる。
【００１５】そして、本発明では、電池作動温度までの
昇温時（起動加熱過程）および電池作動温度からの降温
時（停止冷却過程）に、不活性ガス供給装置により、空
気極側に不活性ガスを供給することに特徴がある。即
ち、電力が有効に発生する電池作動温度では空気極側に
酸素含有ガスが供給されるが、電池作動温度までの加熱
時および電池作動温度からの降温時には空気極側に不活
性ガスが供給される。不活性ガスとしては、アルゴンガ
ス，窒素ガス，ヘリウムガスおよびネオンガス、または
それらの混合ガス等があり、特に１０００℃における酸
素分圧が１０-3ａｔｍ以下の低酸素分圧の高純度ガスで
あることが望ましい。
昇温時（起動加熱過程）および電池作動温度からの降温
時（停止冷却過程）に、不活性ガス供給装置により、空
気極側に不活性ガスを供給することに特徴がある。即
ち、電力が有効に発生する電池作動温度では空気極側に
酸素含有ガスが供給されるが、電池作動温度までの加熱
時および電池作動温度からの降温時には空気極側に不活
性ガスが供給される。不活性ガスとしては、アルゴンガ
ス，窒素ガス，ヘリウムガスおよびネオンガス、または
それらの混合ガス等があり、特に１０００℃における酸
素分圧が１０-3ａｔｍ以下の低酸素分圧の高純度ガスで
あることが望ましい。
【００１６】上述したような発電方法によれば、電池作
動温度までの昇温時および電池作動温度からの降温時
に、空気極側に不活性ガスを供給することにより、空気
極への酸素の供給を抑制して、酸素の結晶内への吸収や
系外への放出を抑制し、これにより、ＬａＭｎＯ3 ，Ｌ
ａＣｏＯ3 あるいはそれらの複合酸化物のＬａの一部を
Ｓｒ，ＢａあるいはＣａで一部置換したＬａＭｎＯ3 系
材料およびＬａＣｏＯ3系材料の結晶構造が変化する温
度である６００〜８００℃の温度範囲を横切る運転停止
を繰り返した場合でも、それらの材料の結晶構造の変化
を抑制することができる。従って、結晶構造の変化に伴
う成分イオンの拡散が低減され、空気極の粒成長を抑制
することができることができるため、燃料電池セルの発
電特性の劣化を確実に防止することができる。
動温度までの昇温時および電池作動温度からの降温時
に、空気極側に不活性ガスを供給することにより、空気
極への酸素の供給を抑制して、酸素の結晶内への吸収や
系外への放出を抑制し、これにより、ＬａＭｎＯ3 ，Ｌ
ａＣｏＯ3 あるいはそれらの複合酸化物のＬａの一部を
Ｓｒ，ＢａあるいはＣａで一部置換したＬａＭｎＯ3 系
材料およびＬａＣｏＯ3系材料の結晶構造が変化する温
度である６００〜８００℃の温度範囲を横切る運転停止
を繰り返した場合でも、それらの材料の結晶構造の変化
を抑制することができる。従って、結晶構造の変化に伴
う成分イオンの拡散が低減され、空気極の粒成長を抑制
することができることができるため、燃料電池セルの発
電特性の劣化を確実に防止することができる。
【００１７】本発明は円筒型燃料電池セルにも応用で
き、更には円筒型燃料電池セルの空気極からの電解質お
よび集電材料（インターコネクタ）の剥離も抑制するこ
とができる。
き、更には円筒型燃料電池セルの空気極からの電解質お
よび集電材料（インターコネクタ）の剥離も抑制するこ
とができる。
【００１８】次に、電池作動温度までの昇温時および電
池作動温度からの降温時に、空気極側に不活性ガスを供
給することによる空気極の粒成長抑制効果を確認すべ
く、本発明者は以下の実験を行った。
池作動温度からの降温時に、空気極側に不活性ガスを供
給することによる空気極の粒成長抑制効果を確認すべ
く、本発明者は以下の実験を行った。
【００１９】実験１ 市販の純度９９．９％のＬａ2 Ｏ3 ，ＣｏＯ，ＣａＣＯ
3 ，ＢａＣＯ3 ，ＳｒＣＯ3 ，ＭｎＯを用いて、所定の
材料組成になるように調合し、１３００℃で１０時間固
相反応を行わせ、Ｌａ0.9 Ｃａ0.1 Ｏ3 、Ｌａ0.9 Ｓｒ
0.1 Ｏ3 、Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｏＯ3 粉末をそれぞれ作
製した。その後、ジルコニアボールを用いて２０時間粉
砕を行い、平均粒子径約２μｍの空気極粉末を作製し
た。また、市販の純度９９．８％のＬａ0.8 Ｃａ0.21Ｃ
ｒＯ3 粉末を成形し、１５００℃で５時間焼成し、図１
のように溝を有する幅１００ｍｍ、厚み３ｍｍの相対密
度９９．８％のセパレータ板を作製した。
3 ，ＢａＣＯ3 ，ＳｒＣＯ3 ，ＭｎＯを用いて、所定の
材料組成になるように調合し、１３００℃で１０時間固
相反応を行わせ、Ｌａ0.9 Ｃａ0.1 Ｏ3 、Ｌａ0.9 Ｓｒ
0.1 Ｏ3 、Ｌａ0.9 Ｓｒ0.1 ＣｏＯ3 粉末をそれぞれ作
製した。その後、ジルコニアボールを用いて２０時間粉
砕を行い、平均粒子径約２μｍの空気極粉末を作製し
た。また、市販の純度９９．８％のＬａ0.8 Ｃａ0.21Ｃ
ｒＯ3 粉末を成形し、１５００℃で５時間焼成し、図１
のように溝を有する幅１００ｍｍ、厚み３ｍｍの相対密
度９９．８％のセパレータ板を作製した。
【００２０】市販の純度９９．９％の８モル％Ｙ2 Ｏ3
を含有したＺｒＯ2 粉末を押し出し成形し１４５０℃で
５時間焼結して幅１００ｍｍ、厚み０．３ｍｍの相対密
度９９．５％の電解質シートを作製した。この電解質シ
ートの一方の面に上述の空気極粉末を約３０μｍの厚み
にそれぞれ印刷した。また、他方の面に７０重量％Ｎｉ
Ｏ−３０重量％ＺｒＯ2 （８モル％Ｙ2 Ｏ3 含有）の混
合粉末を同様に約３０μｍの厚みに印刷して燃料極を形
成した。この後、この電解質シートを１２００℃で２時
間熱処理して電極を電解質に焼付け単セルを形成した。
を含有したＺｒＯ2 粉末を押し出し成形し１４５０℃で
５時間焼結して幅１００ｍｍ、厚み０．３ｍｍの相対密
度９９．５％の電解質シートを作製した。この電解質シ
ートの一方の面に上述の空気極粉末を約３０μｍの厚み
にそれぞれ印刷した。また、他方の面に７０重量％Ｎｉ
Ｏ−３０重量％ＺｒＯ2 （８モル％Ｙ2 Ｏ3 含有）の混
合粉末を同様に約３０μｍの厚みに印刷して燃料極を形
成した。この後、この電解質シートを１２００℃で２時
間熱処理して電極を電解質に焼付け単セルを形成した。
【００２１】この単セルを図１に示したように上述のセ
パレータで挟み込み、空気極側に酸素ガスを、燃料極側
に水素ガスを流しながら室温から１０００℃まで１００
℃／ｈの速度で昇温し、１０００℃で１時間発電し出力
密度を測定した後、１０００℃から室温まで１００℃／
ｈの速度で降温した。これを１サイクルとして、最高５
サイクル繰り返した。この際、室温から１０００℃まで
の昇温および１０００℃から室温までの降温においてＮ
2 （１０００℃の酸素分圧、８×１０-4気圧）あるいは
Ａｒガス（１０００℃の酸素分圧、３×１０-4気圧）を
導入した。一方、昇温降温時にそのまま酸素ガスを流し
たセルについても発電特性を調べた。
パレータで挟み込み、空気極側に酸素ガスを、燃料極側
に水素ガスを流しながら室温から１０００℃まで１００
℃／ｈの速度で昇温し、１０００℃で１時間発電し出力
密度を測定した後、１０００℃から室温まで１００℃／
ｈの速度で降温した。これを１サイクルとして、最高５
サイクル繰り返した。この際、室温から１０００℃まで
の昇温および１０００℃から室温までの降温においてＮ
2 （１０００℃の酸素分圧、８×１０-4気圧）あるいは
Ａｒガス（１０００℃の酸素分圧、３×１０-4気圧）を
導入した。一方、昇温降温時にそのまま酸素ガスを流し
たセルについても発電特性を調べた。
【００２２】その結果、表１に示したように昇温、降温
時に酸素ガスを流したセル試料Ｎｏ．１、３、６は出力
密度が徐々に低下し、試料Ｎｏ．３は３サイクル後空気
極が完全に剥離し出力が低くなった。それに対して、昇
温、降温時にＮ2 、Ａｒガスを導入した試料では出力密
度がサイクルによらず常に安定していた。
時に酸素ガスを流したセル試料Ｎｏ．１、３、６は出力
密度が徐々に低下し、試料Ｎｏ．３は３サイクル後空気
極が完全に剥離し出力が低くなった。それに対して、昇
温、降温時にＮ2 、Ａｒガスを導入した試料では出力密
度がサイクルによらず常に安定していた。
【００２３】
【表１】
【００２４】また、同様に酸素分圧１０-4ａｔｍのネオ
ンまたはヘリウムガス中で実験を行ってもＮ2 やＡｒと
同様優れた粒成長抑制効果と安定した出力が得られた。
ンまたはヘリウムガス中で実験を行ってもＮ2 やＡｒと
同様優れた粒成長抑制効果と安定した出力が得られた。
【００２５】
【発明の効果】本発明の固体電解質型燃料電池における
発電方法によれば、６００〜８００℃の温度範囲を横切
る運転停止を繰り返した場合でも、Ｓｒ，Ｂａあるいは
Ｃａを置換したＬａＭｎＯ3 系材料，ＬａＣｏＯ3 系材
料の結晶構造の変化を抑制することができ、空気極の粒
成長を防止することができる。これにより、燃料電池セ
ルの発電機能の低下を確実に防止することができる。
発電方法によれば、６００〜８００℃の温度範囲を横切
る運転停止を繰り返した場合でも、Ｓｒ，Ｂａあるいは
Ｃａを置換したＬａＭｎＯ3 系材料，ＬａＣｏＯ3 系材
料の結晶構造の変化を抑制することができ、空気極の粒
成長を防止することができる。これにより、燃料電池セ
ルの発電機能の低下を確実に防止することができる。
【図１】平板型燃料電池セルの分解斜視図である。
１ 固体電解質 ２ 空気極 ３ 燃料極 ４ セパレータ
Claims (2)
- 【請求項１】固体電解質の片側に空気極を形成し、他方
側に燃料極を形成してなる固体電解質型燃料電池を高温
の電池作動温度に維持し、前記空気極側に酸素含有ガス
を供給するとともに、前記燃料極側に燃料ガスを供給し
て電力を発生させる固体電解質型燃料電池における発電
方法において、前記電池作動温度までの昇温時および前
記電池作動温度からの降温時に、前記空気極側に不活性
ガスを供給することを特徴とする固体電解質型燃料電池
における発電方法。 - 【請求項２】前記空気極が少なくともＬａと、Ｍｎおよ
び／またはＣｏを含む複合酸化物、あるいはそれらの金
属成分の一部とをアルカリ土類金属で置換した材料から
なる請求項１記載の固体電解質型燃料電池における発電
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17063294A JP3220330B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | 固体電解質型燃料電池における発電方法 |
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| JP17063294A Expired - Fee Related JP3220330B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | 固体電解質型燃料電池における発電方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006100153A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物形燃料電池の運転方法及び固体酸化物形燃料電池発電設備 |
| JP2015125828A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料電池システムの停止方法および燃料電池システム |
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-
1994
- 1994-07-22 JP JP17063294A patent/JP3220330B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2006100153A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物形燃料電池の運転方法及び固体酸化物形燃料電池発電設備 |
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