JPH09106824A - 導電性サーメット及びこれを用いる固体電解質型燃料電池及びインターコネクタ - Google Patents
導電性サーメット及びこれを用いる固体電解質型燃料電池及びインターコネクタInfo
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- JPH09106824A JPH09106824A JP7264273A JP26427395A JPH09106824A JP H09106824 A JPH09106824 A JP H09106824A JP 7264273 A JP7264273 A JP 7264273A JP 26427395 A JP26427395 A JP 26427395A JP H09106824 A JPH09106824 A JP H09106824A
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- solid oxide
- nickel
- oxide fuel
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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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- Fuel Cell (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電性に優れ、高温下での使用に充分対応で
きるインターコネクタ用導電性材料、これを用いたイン
ターコネクタ及び固体電解質型燃料電池を提供する。 【解決手段】 ニッケル４０〜６０wt％、イットリウム
安定化ジルコニア１０〜４０wt％及びタングステン５〜
４０wt％を含有する導電性サーメットからなる集電層１
１ｂを、カルシア、マグネシア及びストロンチアのうち
少なくとも１つを添加したランタンクロマイトからなり
空気電極に接するように設けられる基層１１ａに積層し
てインターコネクタ１１を構成する。
きるインターコネクタ用導電性材料、これを用いたイン
ターコネクタ及び固体電解質型燃料電池を提供する。 【解決手段】 ニッケル４０〜６０wt％、イットリウム
安定化ジルコニア１０〜４０wt％及びタングステン５〜
４０wt％を含有する導電性サーメットからなる集電層１
１ｂを、カルシア、マグネシア及びストロンチアのうち
少なくとも１つを添加したランタンクロマイトからなり
空気電極に接するように設けられる基層１１ａに積層し
てインターコネクタ１１を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体電解質型燃料
電池のインターコネクタに関するものである。
電池のインターコネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質型燃料電池は、高温でイオン
導電性を示す固体酸化物を電解質に用いる燃料電池で、
アノードである燃料電極とカソードである空気電極との
間に固体電解質を介在させた電池素子（以下、単セルと
称する）をその単位構造とする。電解質中を酸素イオン
等のイオンが移動することによって燃料ガスの酸化反応
が進行して両極間に起電力が生じる。一つの単セルにお
いて電極から得られる起電力は１Ｖ程度であり、実用の
ためには多数の単セルを接続して所望の電力レベルに上
げる必要があるので、通常、単セル間で電極を接続する
ためのインターコネクタが設けられる。
導電性を示す固体酸化物を電解質に用いる燃料電池で、
アノードである燃料電極とカソードである空気電極との
間に固体電解質を介在させた電池素子（以下、単セルと
称する）をその単位構造とする。電解質中を酸素イオン
等のイオンが移動することによって燃料ガスの酸化反応
が進行して両極間に起電力が生じる。一つの単セルにお
いて電極から得られる起電力は１Ｖ程度であり、実用の
ためには多数の単セルを接続して所望の電力レベルに上
げる必要があるので、通常、単セル間で電極を接続する
ためのインターコネクタが設けられる。
【０００３】インターコネクタに使用する材料は、高い
動作温度において酸化及び還元雰囲気に耐え導電性を有
することが要求され、従来より、カルシアを加えたラン
タンクロマイト（CaＯ−Cr2 Ｏ3 −La2 Ｏ3 ）のような
導電性を有するセラミックが用いられている。
動作温度において酸化及び還元雰囲気に耐え導電性を有
することが要求され、従来より、カルシアを加えたラン
タンクロマイト（CaＯ−Cr2 Ｏ3 −La2 Ｏ3 ）のような
導電性を有するセラミックが用いられている。
【０００４】しかし、上述の導電性セラミックは緻密に
成膜するのは困難であるためガスを透過させ易いので、
このような材料を用いる場合には、インターコネクタ層
におけるガス透過を防止するために厚く成膜する必要が
ある。しかし、この導電性セラミック層を厚くすると抵
抗が大きくなるので、この導電性セラミックで薄く形成
した基層上に、ニッケル／イットリア安定化ジルコニア
（以下、ＹＳＺと略記する）サーメット層及びニッケル
層を積層し、更にニッケルメッシュを付設した多層構造
のインターコネクタが提案されている。この多層構造に
おいて、ニッケル層は導電性を確保するために使用され
るが、膨張率が大きいため、基層とニッケル層との膨張
率の差を緩和するためにニッケル／ＹＳＺサーメット層
を介在させている。
成膜するのは困難であるためガスを透過させ易いので、
このような材料を用いる場合には、インターコネクタ層
におけるガス透過を防止するために厚く成膜する必要が
ある。しかし、この導電性セラミック層を厚くすると抵
抗が大きくなるので、この導電性セラミックで薄く形成
した基層上に、ニッケル／イットリア安定化ジルコニア
（以下、ＹＳＺと略記する）サーメット層及びニッケル
層を積層し、更にニッケルメッシュを付設した多層構造
のインターコネクタが提案されている。この多層構造に
おいて、ニッケル層は導電性を確保するために使用され
るが、膨張率が大きいため、基層とニッケル層との膨張
率の差を緩和するためにニッケル／ＹＳＺサーメット層
を介在させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の多層
構造のインターコネクタは、厚みがあるにもかかわらず
抵抗が大きくなり、導電性が不十分である。特にニッケ
ル／ＹＳＺサーメットの電気抵抗が大きい。従って、複
雑な製造工程を経るにもかかわらず、このインターコネ
クタでは優れた性能が得られない。
構造のインターコネクタは、厚みがあるにもかかわらず
抵抗が大きくなり、導電性が不十分である。特にニッケ
ル／ＹＳＺサーメットの電気抵抗が大きい。従って、複
雑な製造工程を経るにもかかわらず、このインターコネ
クタでは優れた性能が得られない。
【０００６】本発明は、この様な従来技術の課題を解決
するためになされたもので、導電性に優れ、高温下での
使用に充分対応できるインターコネクタ用導電性材料、
これを用いたインターコネクタ及び固体電解質型燃料電
池を提供することを目的とするものである。
するためになされたもので、導電性に優れ、高温下での
使用に充分対応できるインターコネクタ用導電性材料、
これを用いたインターコネクタ及び固体電解質型燃料電
池を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ニッケル／Ｙ
ＳＺサーメットにタングステンを添加したサーメットの
使用が、インターコネクタの改善に有望であることを見
いだし、本発明の固体電解質型燃料電池及び固体電解質
型燃料電池用インターコネクタを発明するに至った。
に、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ニッケル／Ｙ
ＳＺサーメットにタングステンを添加したサーメットの
使用が、インターコネクタの改善に有望であることを見
いだし、本発明の固体電解質型燃料電池及び固体電解質
型燃料電池用インターコネクタを発明するに至った。
【０００８】本発明に係る固体電解質型燃料電池のイン
ターコネクタ用導電性サーメットは、ニッケル、イット
リウム安定化ジルコニア及びタングステンからなるもの
である。
ターコネクタ用導電性サーメットは、ニッケル、イット
リウム安定化ジルコニア及びタングステンからなるもの
である。
【０００９】又、本発明に係る固体電解質型燃料電池用
インターコネクタは、一方の固体電解質型燃料電池素子
の空気電極と他方の固体電解質型燃料電池素子の燃料電
極とを電気的に接続するためのインターコネクタであっ
て、前記空気電極に接するように設けられる基層と該基
層に積層される集電層とを有し、該基層はカルシア、マ
グネシア及びストロンチアのうち少なくとも１つを添加
したランタンクロマイトからなり、該集電層はニッケ
ル、イットリウム安定化ジルコニア及びタングステンを
含有する導電性サーメットからなるものである。
インターコネクタは、一方の固体電解質型燃料電池素子
の空気電極と他方の固体電解質型燃料電池素子の燃料電
極とを電気的に接続するためのインターコネクタであっ
て、前記空気電極に接するように設けられる基層と該基
層に積層される集電層とを有し、該基層はカルシア、マ
グネシア及びストロンチアのうち少なくとも１つを添加
したランタンクロマイトからなり、該集電層はニッケ
ル、イットリウム安定化ジルコニア及びタングステンを
含有する導電性サーメットからなるものである。
【００１０】更に、本発明に係る固体電解質型燃料電池
は、燃料電極と空気電極と固体電解質とを備える固体電
解質型燃料電池素子を複数有し、隣合った前記固体電解
質型燃料電池素子間で空気電極と燃料電極とを電気的に
接続するためのインターコネクタが設けられる固体電解
質型燃料電池であって、該インターコネクタは、前記空
気電極に接するように設けられる基層と該基層に積層さ
れる集電層とを有し、該基層はカルシア、マグネシア及
びストロンチアのうち少なくとも１つを添加したランタ
ンクロマイトからなり、該集電層はニッケル、イットリ
ウム安定化ジルコニア及びタングステンを含有する導電
性サーメットからなるものである。
は、燃料電極と空気電極と固体電解質とを備える固体電
解質型燃料電池素子を複数有し、隣合った前記固体電解
質型燃料電池素子間で空気電極と燃料電極とを電気的に
接続するためのインターコネクタが設けられる固体電解
質型燃料電池であって、該インターコネクタは、前記空
気電極に接するように設けられる基層と該基層に積層さ
れる集電層とを有し、該基層はカルシア、マグネシア及
びストロンチアのうち少なくとも１つを添加したランタ
ンクロマイトからなり、該集電層はニッケル、イットリ
ウム安定化ジルコニア及びタングステンを含有する導電
性サーメットからなるものである。
【００１１】上記構成において、導電性サーメットは、
ニッケルの組成割合が４０〜６０wt％、イットリウム安
定化ジルコニアの組成割合が１０〜４０wt％、タングス
テンの組成割合が５〜４０wt％である。
ニッケルの組成割合が４０〜６０wt％、イットリウム安
定化ジルコニアの組成割合が１０〜４０wt％、タングス
テンの組成割合が５〜４０wt％である。
【００１２】
【発明の実施の形態】インターコネクタは、酸素電極と
燃料電極とを接続するため、酸化及び還元雰囲気に耐性
を有する必要がある。この点において優れている材料と
して、ランタンクロマイト（LaCrＯ3 ）にカルシア、マ
グネシアあるいはストロンチアを添加したランタンクロ
マイト系材料がある。しかし、これらの材料は、厚く成
膜すると導電性が低下し、薄く成膜するとガス遮断性が
劣るために燃料ガス（水素、改質水素、一酸化炭素等の
燃料を含むガス）と酸化ガス（酸素等の酸化剤を含有す
るガス）とがこの膜を透過して混合してしまう。従っ
て、ランタンクロマイト系材料のみではインターコネク
タに必要な要件すべてを十分に満たすことができない。
そこで、本発明においては、インターコネクタとして、
空気電極と接する基層としてランタンクロマイト系材料
からなる耐酸化性薄膜を形成し、基層の上に緻密で導電
性が高い導電性サーメットからなる集電層を積層するこ
とを提案する。
燃料電極とを接続するため、酸化及び還元雰囲気に耐性
を有する必要がある。この点において優れている材料と
して、ランタンクロマイト（LaCrＯ3 ）にカルシア、マ
グネシアあるいはストロンチアを添加したランタンクロ
マイト系材料がある。しかし、これらの材料は、厚く成
膜すると導電性が低下し、薄く成膜するとガス遮断性が
劣るために燃料ガス（水素、改質水素、一酸化炭素等の
燃料を含むガス）と酸化ガス（酸素等の酸化剤を含有す
るガス）とがこの膜を透過して混合してしまう。従っ
て、ランタンクロマイト系材料のみではインターコネク
タに必要な要件すべてを十分に満たすことができない。
そこで、本発明においては、インターコネクタとして、
空気電極と接する基層としてランタンクロマイト系材料
からなる耐酸化性薄膜を形成し、基層の上に緻密で導電
性が高い導電性サーメットからなる集電層を積層するこ
とを提案する。
【００１３】集電層を形成する導電性サーメット材料と
して、本発明においては、タングステン／ニッケル／Ｙ
ＳＺサーメット材が用いられる。ニッケル／ＹＳＺサー
メットは、１０００℃程度の温度でも反応性が低く安定
で熱膨張率が比較的低い材料であるが、インターコネク
タ用材料としては導電性を改善する必要がある。この改
善はタングステンの添加によって達成され、導電性が向
上したタングステン／ニッケル／ＹＳＺサーメットを積
層することによりインターコネクタの集電性が改善され
る。更に、タングステンの添加はサーメットを緻密に
し、薄い集電層でもガスの透過を防止することができ
る。しかも、タングステン／ニッケル／ＹＳＺサーメッ
トの熱膨張率は、ニッケル／ＹＳＺサーメットよりも小
さく、燃料電池の各部の熱膨張率を全体的に統一する上
で極めて好ましい。又、タングステン／ニッケル／ＹＳ
Ｚサーメット材は還元雰囲気下における電気抵抗の上昇
が少なく、この高い導電性を有するサーメットを用いる
ことによって、熱膨張率の高いニッケル等の積層が必須
ではなくなるので、インターコネクタの構造を単純化す
る上で有利となり、熱膨張率の全体的統一の点でも好ま
しい。
して、本発明においては、タングステン／ニッケル／Ｙ
ＳＺサーメット材が用いられる。ニッケル／ＹＳＺサー
メットは、１０００℃程度の温度でも反応性が低く安定
で熱膨張率が比較的低い材料であるが、インターコネク
タ用材料としては導電性を改善する必要がある。この改
善はタングステンの添加によって達成され、導電性が向
上したタングステン／ニッケル／ＹＳＺサーメットを積
層することによりインターコネクタの集電性が改善され
る。更に、タングステンの添加はサーメットを緻密に
し、薄い集電層でもガスの透過を防止することができ
る。しかも、タングステン／ニッケル／ＹＳＺサーメッ
トの熱膨張率は、ニッケル／ＹＳＺサーメットよりも小
さく、燃料電池の各部の熱膨張率を全体的に統一する上
で極めて好ましい。又、タングステン／ニッケル／ＹＳ
Ｚサーメット材は還元雰囲気下における電気抵抗の上昇
が少なく、この高い導電性を有するサーメットを用いる
ことによって、熱膨張率の高いニッケル等の積層が必須
ではなくなるので、インターコネクタの構造を単純化す
る上で有利となり、熱膨張率の全体的統一の点でも好ま
しい。
【００１４】タングステン／ニッケル／ＹＳＺサーメッ
ト材中のタングステンの割合は、重量比で全体の５〜４
０％が好ましい。５％より少なくなると、導電性の改善
が不十分になり、４０％より多くなると、膨張率の整合
が困難となる。サーメット材中のニッケルの割合は、重
量比で４０〜６０％の範囲が好ましい。ニッケルが４０
％より少なくなると、導電性が不足し、６０％より多く
なると、熱膨張率が大きくなる。サーメット材中のＹＳ
Ｚの割合は、１０〜４０％が好ましく、ＹＳＺが１０％
より少なくなると、熱膨張率が大きくなり、４０％より
多くなると、導電性が不十分になる。ＹＳＺは、通常の
イットリア安定化ジルコニア、即ち、３〜１４モル％程
度の割合でイットリアをジルコニアに添加したものが採
用される。特に、イットリアの割合が８モル％のものが
好ましい。
ト材中のタングステンの割合は、重量比で全体の５〜４
０％が好ましい。５％より少なくなると、導電性の改善
が不十分になり、４０％より多くなると、膨張率の整合
が困難となる。サーメット材中のニッケルの割合は、重
量比で４０〜６０％の範囲が好ましい。ニッケルが４０
％より少なくなると、導電性が不足し、６０％より多く
なると、熱膨張率が大きくなる。サーメット材中のＹＳ
Ｚの割合は、１０〜４０％が好ましく、ＹＳＺが１０％
より少なくなると、熱膨張率が大きくなり、４０％より
多くなると、導電性が不十分になる。ＹＳＺは、通常の
イットリア安定化ジルコニア、即ち、３〜１４モル％程
度の割合でイットリアをジルコニアに添加したものが採
用される。特に、イットリアの割合が８モル％のものが
好ましい。
【００１５】上述のタングステン／ニッケル／ＹＳＺサ
ーメット材による集電層を、前述のランタンクロマイト
系材料すなわちカルシア、マグネシアあるいはストロン
チアを添加したランタンクロマイト材で形成された基層
上に積層することによって本発明に係るインターコネク
タが形成される。このインターコネクタは、基層が空気
電極と接するように形成され、単セルを接続してセルス
タック（集合電池）を構成した際に、集電層は隣接する
単セルの燃料電極と接続される。このように構成するこ
とによって、インターコネクタは、空気電極側での酸化
雰囲気にも燃料電極側での還元雰囲気にも十分対応で
き、高い導電性を保持する。又、単セルの各構成部間の
膨張率差を小さく抑えられるので、このインターコネク
タを用いることによって長期にわたる安定な発電が可能
となる。
ーメット材による集電層を、前述のランタンクロマイト
系材料すなわちカルシア、マグネシアあるいはストロン
チアを添加したランタンクロマイト材で形成された基層
上に積層することによって本発明に係るインターコネク
タが形成される。このインターコネクタは、基層が空気
電極と接するように形成され、単セルを接続してセルス
タック（集合電池）を構成した際に、集電層は隣接する
単セルの燃料電極と接続される。このように構成するこ
とによって、インターコネクタは、空気電極側での酸化
雰囲気にも燃料電極側での還元雰囲気にも十分対応で
き、高い導電性を保持する。又、単セルの各構成部間の
膨張率差を小さく抑えられるので、このインターコネク
タを用いることによって長期にわたる安定な発電が可能
となる。
【００１６】上記のような２層構造のインターコネクタ
は、通常の成膜方法を適宜応用して製造することができ
るが、集電層の形成においてタングステンが酸化して昇
華するのを防ぐことを考慮すると、不活性雰囲気中での
焼成法、常圧あるいは減圧プラズマ溶射法又はフレーム
溶射法によるのが好ましい。溶射法等で集電層の成膜を
行う場合、得られる集電層はタングステンの添加によっ
て緻密なものとなり、ガス透過を防ぐのに要するインタ
ーコネクタの厚さを小さくすることができる。本発明に
おいては、基層の厚さを０．０５〜０．５mm程度、集電
層を０．０５〜０．３mm程度となるように成膜するのが
好ましく、この範囲で良好なガス透過防止能が達成され
る。
は、通常の成膜方法を適宜応用して製造することができ
るが、集電層の形成においてタングステンが酸化して昇
華するのを防ぐことを考慮すると、不活性雰囲気中での
焼成法、常圧あるいは減圧プラズマ溶射法又はフレーム
溶射法によるのが好ましい。溶射法等で集電層の成膜を
行う場合、得られる集電層はタングステンの添加によっ
て緻密なものとなり、ガス透過を防ぐのに要するインタ
ーコネクタの厚さを小さくすることができる。本発明に
おいては、基層の厚さを０．０５〜０．５mm程度、集電
層を０．０５〜０．３mm程度となるように成膜するのが
好ましく、この範囲で良好なガス透過防止能が達成され
る。
【００１７】上述のようなインターコネクタを用いた固
体電解質型燃料電池の一例を図１に示す。この燃料電池
を構成する複数の円筒状単セル１の各々は、固体電解質
３と、これを挟むように配置される空気電極５及び燃料
電極７とを有し、これらは多孔質支持管９上に形成され
る。空気電極５側には空気等の酸素ガスを含む気体が供
給され、燃料電極７側には水素等の可燃性ガスが供給さ
れ、固体電解質３を介した酸化・還元反応に伴って、電
極５、７間に起電力が生じる。更に、隣接する単セルを
直列接続するために、１つの単セルの空気電極５と隣接
する燃料電極７をするためのインターコネクタ１１が設
けられる。インターコネクタ１１は、空気電極５と接す
る基層１１ａと、基層１１ａの外周を覆うように積層さ
れる集電層１１ｂとからなり、この例における集電層１
１ｂは隣接する単セルの空気電極５とニッケルフェルト
１３を介して接続されている。単セルの並列接続にもニ
ッケルフェルト１３が使用されている。更に、これらの
単セル１を陽極側集電体（図示せず）及び陰極側集電体
１５にニッケルフェルト１３を介して接続することによ
って燃料電池が構成されている。ニッケルフェルト１３
は、稼働時に高温となることに伴う熱膨張を吸収する役
割をするが、必要に応じて省略あるいは導電性材料によ
る他の部材に置換してもよい。
体電解質型燃料電池の一例を図１に示す。この燃料電池
を構成する複数の円筒状単セル１の各々は、固体電解質
３と、これを挟むように配置される空気電極５及び燃料
電極７とを有し、これらは多孔質支持管９上に形成され
る。空気電極５側には空気等の酸素ガスを含む気体が供
給され、燃料電極７側には水素等の可燃性ガスが供給さ
れ、固体電解質３を介した酸化・還元反応に伴って、電
極５、７間に起電力が生じる。更に、隣接する単セルを
直列接続するために、１つの単セルの空気電極５と隣接
する燃料電極７をするためのインターコネクタ１１が設
けられる。インターコネクタ１１は、空気電極５と接す
る基層１１ａと、基層１１ａの外周を覆うように積層さ
れる集電層１１ｂとからなり、この例における集電層１
１ｂは隣接する単セルの空気電極５とニッケルフェルト
１３を介して接続されている。単セルの並列接続にもニ
ッケルフェルト１３が使用されている。更に、これらの
単セル１を陽極側集電体（図示せず）及び陰極側集電体
１５にニッケルフェルト１３を介して接続することによ
って燃料電池が構成されている。ニッケルフェルト１３
は、稼働時に高温となることに伴う熱膨張を吸収する役
割をするが、必要に応じて省略あるいは導電性材料によ
る他の部材に置換してもよい。
【００１８】上述において、固体電解質１としては、イ
ットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）やカルシア安定化
ジルコニア（ＣＳＺ）等が使用され、空気電極５には、
LaMnＯ3 、CaMnＯ3 、LaNiＯ3 、LaCoＯ3 、LaCrＯ3 等
のペロブスカイト型の遷移元素系複合酸化物が使用され
る。燃料電極７は、ニッケル又はニッケルとジルコニア
とのサーメットあるいはコバルトとジルコニアとのサー
メットで形成される。多孔質支持管９は、アルミナ等の
多孔質セラミックによって形成される。
ットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）やカルシア安定化
ジルコニア（ＣＳＺ）等が使用され、空気電極５には、
LaMnＯ3 、CaMnＯ3 、LaNiＯ3 、LaCoＯ3 、LaCrＯ3 等
のペロブスカイト型の遷移元素系複合酸化物が使用され
る。燃料電極７は、ニッケル又はニッケルとジルコニア
とのサーメットあるいはコバルトとジルコニアとのサー
メットで形成される。多孔質支持管９は、アルミナ等の
多孔質セラミックによって形成される。
【００１９】図１に示す固体電解質型燃料電池は一実施
例であり、各部材を適宜変更応用することができること
は言うまでもない。
例であり、各部材を適宜変更応用することができること
は言うまでもない。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。
説明する。
【００２１】（実施例１）タングステン、ニッケル及び
イットリウム安定化ジルコニアを表１に示す組成割合で
含有する円板状サーメット薄膜試料１〜１０を大気圧溶
射法に従って作製し、熱膨張率及び１０００℃における
導電率を測定した。又、参考として、ニッケル薄膜を用
いて熱膨張率及び同電率を測定した。
イットリウム安定化ジルコニアを表１に示す組成割合で
含有する円板状サーメット薄膜試料１〜１０を大気圧溶
射法に従って作製し、熱膨張率及び１０００℃における
導電率を測定した。又、参考として、ニッケル薄膜を用
いて熱膨張率及び同電率を測定した。
【００２２】
【表１】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 組 成 (wt%) 熱膨張率 導電率 Ｗ Ｎｉ ＹＳＺ （×１０-6／Ｋ） （Ｓ・cm-1） −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 試料１ − ６０ ４０ １４．２ ６４０ 試料２ ５ ５５ ４０ １３．７ ７２０ 試料３ １０ ７０ ２０ １３．１ − 試料４ ２０ ６０ ２０ １２．８ １２６０ 試料５ ３０ ５０ ２０ １１．６ １４２０ 試料６ ４０ ４０ ２０ １０．４ １１６０ 試料７ ２０ ７０ １０ １３．３ ２４１０ 試料８ ４０ ５０ １０ １１．０ ２２５０ 試料９ ５０ ４０ １０ １０．３ ２７１０ 試料１０ ３５ ６０ ５ １２．１ − 参考 − １００ − １６．８ − −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 上述の結果から明らかなように、タングステンをニッケ
ル／ＹＳＺサーメットに添加することにより、サーメッ
トの導電率を向上させ、且つ、熱膨張率を減少させるこ
とがわかる。
ル／ＹＳＺサーメットに添加することにより、サーメッ
トの導電率を向上させ、且つ、熱膨張率を減少させるこ
とがわかる。
【００２３】又、上記試料１〜１０について、ガスを用
いて透過性試験を行った結果、試料２〜１０について
は、１×１０-7cm4 ／ｇ・ｓ程度の値となり、試料１よ
り遥かに改善されていた。
いて透過性試験を行った結果、試料２〜１０について
は、１×１０-7cm4 ／ｇ・ｓ程度の値となり、試料１よ
り遥かに改善されていた。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のタングス
テン、ニッケル及びＹＳＺからなるサーメットは、固体
電解質型燃料電池の動作温度において優れた導電性を示
し、熱膨張率も小さく、ガス透過防止能も高いものであ
り、固体電解質型燃料電池のインターコネクタ用材料と
して、その工業的価値は極めて大である。また、本発明
のタングステン／ニッケル／ＹＳＺサーメットをインタ
ーコネクタに採用した固体電解質型燃料電池は、安定に
電力を供給でき、高品質である。
テン、ニッケル及びＹＳＺからなるサーメットは、固体
電解質型燃料電池の動作温度において優れた導電性を示
し、熱膨張率も小さく、ガス透過防止能も高いものであ
り、固体電解質型燃料電池のインターコネクタ用材料と
して、その工業的価値は極めて大である。また、本発明
のタングステン／ニッケル／ＹＳＺサーメットをインタ
ーコネクタに採用した固体電解質型燃料電池は、安定に
電力を供給でき、高品質である。
【図１】本発明に係る固体電解質型燃料電池の一実施例
を示す概略構成図である。
を示す概略構成図である。
１ 単セル ３ 固体電解質 ５ 空気電極 ７ 燃料電極 ９ 多孔質支持管 １１ インターコネクタ １ａ 基層 １１ｂ 集電層 １３ ニッケルフェルト １５ 陰極側集電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岡 悟 東京都江東区木場１−５−１ 株式会社フ ジクラ内
Claims (4)
- 【請求項１】 ニッケル、イットリウム安定化ジルコニ
ア及びタングステンを含有することを特徴とする、固体
電解質型燃料電池のインターコネクタ用導電性サーメッ
ト。 - 【請求項２】 前記ニッケルの組成割合が４０〜６０wt
％、イットリウム安定化ジルコニアの組成割合が１０〜
４０wt％、タングステンの組成割合が５〜４０wt％であ
る請求項１記載の導電性サーメット。 - 【請求項３】 一方の固体電解質型燃料電池素子の空気
電極と他方の固体電解質型燃料電池素子の燃料電極とを
電気的に接続するためのインターコネクタであって、前
記空気電極に接するように設けられる基層と該基層に積
層される集電層とを有し、該基層はカルシア、マグネシ
ア及びストロンチアのうち少なくとも１つを添加したラ
ンタンクロマイトからなり、該集電層はニッケル、イッ
トリウム安定化ジルコニア及びタングステンを含有する
導電性サーメットからなり、固体電解質型燃料電池用イ
ンターコネクタ。 - 【請求項４】 燃料電極と空気電極と固体電解質とを備
える固体電解質型燃料電池素子を複数有し、隣合った前
記固体電解質型燃料電池素子間で空気電極と燃料電極と
を電気的に接続するためのインターコネクタが設けられ
る固体電解質型燃料電池であって、該インターコネクタ
は、前記空気電極に接するように設けられる基層と該基
層に積層される集電層とを有し、該基層はカルシア、マ
グネシア及びストロンチアのうち少なくとも１つを添加
したランタンクロマイトからなり、該集電層はニッケ
ル、イットリウム安定化ジルコニア及びタングステンを
含有する導電性サーメットからなる、固体電解質型燃料
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7264273A JPH09106824A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 導電性サーメット及びこれを用いる固体電解質型燃料電池及びインターコネクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7264273A JPH09106824A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 導電性サーメット及びこれを用いる固体電解質型燃料電池及びインターコネクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09106824A true JPH09106824A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17400884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7264273A Pending JPH09106824A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 導電性サーメット及びこれを用いる固体電解質型燃料電池及びインターコネクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09106824A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005339904A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | 燃料電池セルスタック及び燃料電池 |
| JP2014123544A (ja) * | 2012-12-24 | 2014-07-03 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池及びインターコネクタの製作方法 |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP7264273A patent/JPH09106824A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005339904A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | 燃料電池セルスタック及び燃料電池 |
| JP2014123544A (ja) * | 2012-12-24 | 2014-07-03 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池及びインターコネクタの製作方法 |
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