JPH1040933A - 燃料電池におけるアノード成膜方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体電解質との密着性が良く、高活性の燃料
極を形成する。 【解決手段】 この燃料電池におけるアノード成膜方法
は、固体電解質膜２上に、高電子導電性金属３１と混合
導電体３２との粒子混合物層３ａを所定の厚さにコート
し、粒子混合物層３ａに電気化学蒸着法を施して所定の
膜厚の燃料極（アノード）３を成膜するものであり、こ
の方法によれば、固体電解質との密着性が良く、三相界
面を拡大して改質反応を促進することができ、その上、
高活性の燃料極（アノード）が形成ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は固体電解質燃料電池
におけるアノード成膜方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に円筒型固体電解質燃料電池は図５
に示す構造のものが提案されており、この固体電解質燃
料電池７では、外側の多孔質空気極（カソード）１にス
トロンチウム添加ランタンマンガナイト、緻密な固体電
解質２にイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、多孔
質燃料極（アノード）３にニッケル・ジルコニア・サー
メットのような燃料改質の触媒機能を有する材料が使用
されている。また燃料極３の内側に配置される改質反応
触媒材４には、主にニッケル、白金、コバルト、パラジ
ウム、ルテニウムなどの導電性を有すると共に燃料改質
反応の触媒機能を有する物質で、フェルト状にしたもの
が用いられている。

【０００３】そして燃料供給兼導電管５にはその内部に
供給されてくる燃料を改質反応触媒材４に導き、かつ改
質反応の触媒機能を有すると共に導電性を有する物質と
してＳＵＳ３０４、インコネル、ニッケル、白金、コバ
ルト、パラジウムあるいはニッケルジルコニアサーメッ
トを材料とし、多孔質のチューブ形状に仕上げたものが
用いられている。

【０００４】これらの空気極１、固体電解質２、燃料極
３、改質反応触媒材４及び燃料供給兼導電管５を同心に
多重管となるように組み上げ、閉塞部材６で各管を固定
し、さらに中央の燃料供給兼導電管５の燃料供給口８側
をガスセパレータ９に固定することによって燃料電池全
体を支持するようにしている。

【０００５】このような構造の固体電解質燃料電池７
は、その複数本を束ねて支持し、空気極１同士を陽極１
０に接続し、また燃料供給兼導電管５同士を陰極１１に
接続することによって所望の発電力を持つ固体電解質燃
料電池アセンブリとして組み立てられる。

【０００６】固体電解質燃料電池７内の発電作用につい
て説明すると、天然ガス、メタン、石炭ガス化ガスなど
の燃料ガスを水蒸気と共に燃料供給口８から燃料供給兼
導電管５内に導入することにより、この燃料供給兼導電
管５の多孔質の管壁を通じて燃料ガスと水蒸気が改質反
応触媒材４内に均等に流れ込む。そしてこの部分におい
て高温度条件下、通常、９００℃〜１０００℃の条件下
で、燃料供給兼導電管５、改質反応触媒材４及び燃料極
３の部分でそれらの触媒機能により、次式の改質反応が
発生する。

【０００７】

【化１】 この改質反応で発生する水素に対して、固体電解質２を
介して対極する空気極１と燃料極３との部分で次の化２
式の発電反応を起こし、遊離した電子を集電することに
よって発電力を得る。

【０００８】

【化２】 つまり、燃料極３においては化２（ａ）式に示すよう
に、改質反応で生成された水素が、固体電解質２から供
給される酸化物イオンと反応して水蒸気と電子を生成す
る。そして燃料極３で生成された電子が改質反応触媒材
４と燃料供給兼導電管５とを経て陰極１１から外部回路
に回り、陽極１０を経て空気極１に到達すると、この空
気極１において、化２（ｂ）式に示すように空気中の酸
素と反応して酸化物イオンを生成し、これが固体電解質
２に放出され、燃料極３側に到達して化２（ａ）式の反
応に供されるのである。

【０００９】このような発電機構において、上記の改質
反応を有効に起こさせるためには、改質反応触媒材４と
燃料供給兼導電管５の材料に改質触媒機能を有するもの
を選択しなければならず、一般的にはニッケル金属、あ
るいはニッケルを主体とする合金やセラミック材が用い
られている。

【００１０】また燃料極（アノード）３は燃料ガス及び
改質反応で生じた水素と、改質触媒材であるニッケル
と、酸素移送体であるＹＳＺとが同時に接触する三相界
面を多くし、かつこの燃料極３に放出される電子の移送
性に優れた素材として多孔質のニッケルあるいはニッケ
ル合金膜が用いられている。

【００１１】そして従来、このような固体電解質燃料電
池における空気極１、固体電解質２及び燃料極３の部分
は次のようにして作成していた。まず、多孔質の空気極
素材を用意し、この内部に電気化学蒸着法、つまり、Ｃ
ＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）−ＥＶＤ（Electr
ocheical Vapor Deposition ）法を用いて薄く、かつ緻
密なＹＳＺ膜（固体電解質膜２）を形成し、さらにこの
内部に燃料極素材となるニッケル、ニッケル合金あるい
はニッケルジルコニアサーメットの粉末をスラリーコー
トし、同じように電気化学蒸着法を施して多孔質の燃料
極（アノード）３を成膜するのである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の燃料電池におけるアノード成膜方法では、得られ
た燃料電池においては、固体電解質の材料であるＹＳＺ
と燃料極の材料であるニッケルあるいはニッケル合金と
の間の熱膨張係数に大きな差があるために、実際に燃料
電池として約１０００℃という高温度で使用する時に両
者の界面に熱膨張の差による大きなせん断力が発生して
剥離が生じ、電池寿命が短くなる問題点があった。

【００１３】また従来の燃料極の組織構造では、ニッケ
ル粒子の周りをＹＳＺ粒子が取り囲み、三相界面の面積
を小さくし、優れた分極特性が得られない問題点もあっ
た。

【００１４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、燃料電池の燃料極（アノード）に要求
される高電子導電性、高活性を有し、かつ固体電解質膜
との密着性にも優れたアノード成膜方法を提供すること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の燃料電
池におけるアノード成膜方法は、固体電解質膜上に、高
電子導電性金属と混合導電体との粒子混合物層を所定の
厚さにコートし、前記粒子混合物層に電気化学蒸着法を
施して所定の膜厚のアノードを成膜するものである。

【００１６】この請求項１の発明の燃料電池におけるア
ノード成膜方法では、高電子導電性金属と混合導電体と
の粒子混合物層を電気化学蒸着法で固体電解質膜上に成
膜することによって、三相界面を拡大して改質反応を促
進することができ、また高活性のアノードが形成ができ
る。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１の燃料電池に
おけるアノード成膜方法において、前記固体電解質膜上
に、前記高電子導電性金属と混合導電体との粒子混合物
層をコートするにおいて、前記固体電解質膜に近い側で
は混合導電体の比率を大きくし、前記固体電解質膜から
遠い側で高電子導電性金属の比率を大きくした複数層の
粒子混合物層をコートするものである。

【００１８】この請求項２の発明の燃料電池におけるア
ノード成膜方法では、固体電解質膜に近い側で混合導電
体の比率を高くして高導電性、高活性とし、遠い側で高
電子導電性金属の比率を高くして改質反応を促進するこ
とができるアノードを形成することができる。

【００１９】請求項３の発明の燃料電池におけるアノー
ド成膜方法は、固体電解質膜上に、高電子導電性金属と
混合導電体との粒子混合物層をコートする第１工程と、
前記粒子混合物層に電気化学蒸着法を施す第２工程とを
繰り返して所定の膜厚のアノードを成膜するものであ
る。

【００２０】この請求項３の発明の燃料電池におけるア
ノード成膜方法では、固体電解質との密着性が良く、か
つ改質反応を促進することができ、また高活性のアノー
ドが形成ができる。

【００２１】請求項４の発明は、請求項３の燃料電池に
おけるアノード成膜方法において、前記粒子混合物層の
高電子導電性金属と混合導電体との混合比を、前記固体
電解質膜に近い側で混合導電体の比率を大きくし、前記
固体電解質膜から遠い側で高電子導電性金属の比率を大
きくするものである。

【００２２】この請求項４の発明の燃料電池におけるア
ノード成膜方法では、固体電解質膜との密着性が良く、
その上、固体電解質膜に近い側で混合導電体の比率を高
くして高導電性、高活性とし、遠い側で高電子導電性金
属の比率を高くして改質反応を促進することができるア
ノードを形成することができる。

【００２３】請求項５の発明の燃料電池におけるアノー
ド成膜方法は、固体電解質膜上に、高電子導電性金属と
混合導電体の粒子層とを交互に所定の厚さになるまでコ
ートし、それらの全体に電気化学蒸着法を施して所定の
膜厚のアノードを成膜するものである。

【００２４】この請求項５の発明の燃料電池におけるア
ノード成膜方法では、固体電解質膜との密着性が良く、
かつ改質反応を促進することができ、高活性のアノード
が形成ができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明の１つの実施の形態のアノード成膜方法を
図１に基づいて説明すると、まず同図（ａ）に示すよう
に従来と同様にランタンマンガナイト（ＬａＭｎＯｘ）
系の素材の円筒状でポーラスな空気極（カソード）１内
にイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）の固体電解質
膜２を従来から行われている電気化学蒸着法、つまりＣ
ＶＤ−ＥＶＤ法によって形成し、さらに同図（ｂ）に示
すようにこの固体電解質膜２の内部に、高電子導電性金
属と混合導電体との粒子混合物をスラリーコーティング
法によりコートして粒子混合物層３ａを形成し、その
後、同図（ｃ）に示すように電気化学蒸着法によってこ
の粒子混合物層３ａを定着し、アノードとなる燃料極３
を成膜するのである。

【００２６】空気極１のランタンマンガナイト（ＬａＭ
ｎＯｘ）系の素材には、例えば、ＬａＭｎＯ₃ 、ストロ
ンチウム添加ランタンマンガナイトを用いる。

【００２７】高電子導電性金属３１には、Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｐｔ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ａｕ，Ｍｎ，Ｐｄ，Ｐｈのい
ずれかの金属の単体又はそれらの複数種を混合したも
の、あるいはこれらのいずれかの金属を主成分とする合
金又はその混合したものの粉末を粒子径１〜５μｍにし
て用いる。混合導電体３２には、次の化３式に示したよ
うな、サマリアをドープしたセリア、ガドリアをドープ
したセリア又はイットリアをドープしたセリアのセラミ
ックス粉末、粒子径１０〜３０μｍのものを用いる。

【００２８】

【化３】 そして円筒状の固体電解質膜２内に粒子混合物層３ａを
形成するためには、スラリーコーティング法を用いる
が、このために高電子導電性金属３１と混合導電体３２
との粒子混合物にバインダとして例えば、ベンゼンのよ
うな芳香族炭化水素系溶剤、ジフェニルエーテルのよう
なエーテル系溶剤を重量比で１：３で混合してスラリー
にしてコートする。この粒子混合物層３ａは５０〜２０
０μｍの厚さである。また粒子混合物層３ａにおける高
電子導電性金属３１と混合導電体３２との比率はほぼ
１：１とする。

【００２９】こうしてコートした粒子混合物層３ａに電
気化学蒸着法を適用することによって、固体電解質膜２
のイットリウムＹの気相成長によって粒子混合物層３ａ
の金属粒子３１、混合導電体粒子３２が固体電解質膜２
に固定され、燃料極（アノード）３が形成されるのであ
る。電気化学蒸着法の反応時間は３０分程度、反応温度
は１０００〜１４００℃であり、形成する燃料極３の膜
厚は５０〜２００μｍである。

【００３０】この第１の実施の形態のアノード成膜方法
によれば、燃料極（アノード）３に高電子導電性金属３
１と共に混合導電体３２を混合した粒子混合物層３ａを
コートし、その後に電気化学蒸着法によって燃料極３を
成膜するので、電子に対しても酸化物イオンに対しても
導電性の高い混合導電体の存在によって燃料極３の三相
界面の面積が広くなり、改質反応を活性化することがで
きる。また、混合導電体が混在することによって固体電
解質膜２と燃料極３との熱膨張係数が近くなり、高温度
条件下での熱せん断力を抑えることができ、燃料極３の
剥離を防止することができる。

【００３１】次に、本発明の第２の実施の形態について
図２に基づいて説明する。この第２の実施の形態は高電
子導電性金属３１と混合導電体３２との存在比率を固体
電解質膜２側で混合導電体３２の比率が高く、固体電解
質膜２から離れるに従って高電子導電性金属３１の比率
が高くなるような燃料極（アノード）３を成膜すること
を特徴とし、図２（ａ）に示すように固体電解質膜２上
に、金属粉末と混合導電体との混合比が異なる複数種の
粒子混合物層３ｂ１，３ｂ２，３ｂ３をスラリーコーテ
ィング法によって順次コートし、これに電気化学蒸着法
を施して同図（ｂ）に示すような燃料極（アノード）３
を成膜する。

【００３２】すなわち、第１の粒子混合物層３ｂ１は高
電子導電性金属粒子３１と混合導電体粒子３２との存在
割合を１：３とし、中間の第２の粒子混合物層３ｂ２で
はその割合を１：１とし、第３の粒子混合物層３ｂ３で
は逆に３：１の割合となるように調製しているのであ
る。各層３ｂ１，３ｂ２，３ｂ３それぞれの厚さは２０
〜７０μｍとし、全体の厚さは第１の実施の形態と同じ
とする。

【００３３】なお、高電子導電性金属、混合導電体それ
ぞれの素材は第１の実施の形態と同じであり、各層をコ
ートする際のバインダの種類、また粒子混合物とバイン
ダとの割合も第１の実施の形態と同じである。またこの
ように第１層３ｂ１〜第３層３ｂ３をコートした後、電
気化学蒸着法によって燃料極３を成膜する条件も第１の
実施の形態と同じである。

【００３４】この第２の実施の形態によれば、特に固体
電解質膜２側で混合導電体粒子３２の存在比が大きいの
で、固体電解質膜２と熱膨張係数が近くなって高温度で
使用中に膜界面に大きな熱せん断力が発生することがな
くて剥離が生じにくい。しかも、実用的には図５に示し
たように成膜された燃料極（アノード）３の内側に改質
反応触媒兼電子移送のために改質反応触媒材４として一
般的にニッケルフェルト材を充填するが、この内側端面
（図２では下側端面）では高電子導電性金属の存在比が
大きいために改質反応触媒材４とのなじみが良く、燃料
の改質反応特性を促進することができる。

【００３５】次に、本発明の第３の実施の形態を図３に
基づいて説明する。この第３の実施の形態は第２の実施
の形態と同じく、高電子導電性金属３１と混合導電体３
２との存在比率を固体電解質膜２側で混合導電体３２の
比率が高く、固体電解質膜２から離れるに従って高電子
導電性金属３１の比率が高くなるような燃料極（アノー
ド）３を成膜することを目的とするが、その手順が第２
の実施の形態と異なる。

【００３６】すなわち、図３（ａ−１）に示すように固
体電解質膜２上に、高電子導電性金属粒子３１と混合導
電体粒子３２との存在割合を１：３とする第１の粒子混
合物層３ｂ１をスラリーコーティング法によってコート
し、同図（ａ−２）に示すようにこれに対して電気化学
蒸着法を施して第１膜３′を成膜し、続いて同図（ｂ−
１）に示すように金属粒子３１と混合導電体粒子３２と
の存在割合を１：１とする第２の粒子混合物層３ｂ２を
スラリーコーティング法によってコートし、同図（ｂ−
２）に示すようにこれに電気化学蒸着法を施して第２膜
３′を成膜し、さらに同図（ｃ−１）に示すように金属
粒子３１と混合導電体粒子３２との存在割合を３：１と
する第３の粒子混合物層３ｂ３をコートし、同図（ｃ−
２）に示すように電気化学蒸着法を施すことによって最
終的に燃料極（アノード）３を成膜するのである。

【００３７】この第３の実施の形態においても、第２の
実施の形態と同様に各層３ｂ１，３ｂ２，３ｂ３の厚さ
は２０〜７０μｍとし、燃料極３の全体の厚さは第１の
実施の形態と同じく５０〜２００μｍとする。

【００３８】また高電子導電性金属、混合導電体それぞ
れの素材は第１の実施の形態と同じであり、各層をコー
トする際のバインダの種類、粒子混合物とバインダとの
割合も第１の実施の形態と同じとする。さらに電気化学
蒸着法の条件も第１の実施の形態と同じである。

【００３９】この第３の実施の形態によれば第２の実施
の形態と同様に、固体電解質膜２と燃料極３との膜界面
に大きな熱せん断力が発生することがなくて剥離が生じ
にくく、また実用上、改質反応触媒材４とのなじみが良
くて燃料の改質反応特性を促進することができる。加え
て、この第３の実施の形態の場合、各コート層３ｂ１，
３ｂ２，３ｂ３ごとに電気化学蒸着法によって成膜し、
最終的に燃料極（アノード）３を形成するので、固体電
解質膜２と燃料極３との結びつきが強固になり、使用時
の熱応力に対する強度が一層向上する。

【００４０】次に、図４に基づいて本発明の第４の実施
の形態について説明する。第４の実施の形態の特徴は、
同図（ａ）に示すように混合導電体粒子層３ｃ１と、高
電子導電性金属粒子層３ｃ２とを交互にスラリーコーテ
ィング法によって複数層に積層コートし、これに同図
（ｂ）に示すように電気化学蒸着法を施して燃料極（ア
ノード）３を成膜する点にある。

【００４１】この第４の実施の形態の場合、固体電解質
膜２側の第１層は混合導電体粒子層３ｃ１とし、最外層
（図４において最下層）は金属粒子層３ｃ２とする。そ
してそれぞれの粒子層３ｃ１，３ｃ２の厚さは特に限定
されないが、１５〜５０μｍとし、生産性を考慮すると
４層程度にするのが好ましい。各層をスラリーコーティ
ング法によってコートするためにバインダとして用いる
溶剤は第１の実施の形態と同様であり、また各層の粒子
との混合重量比も１：３程度である。

【００４２】この第４の実施の形態の場合、スラリーコ
ーティングする際に高電子導電性金属と混合導電体との
混合比に注意しなくてもよい点が優れた点となる。また
最終的な燃料極（アノード）３の組織構造は第１の実施
の形態とほとんど変わらず、加えて、第２の実施の形態
と同様に固体電解質膜２との密着性が良く、また改質反
応特性も良いものにすることができる。

【００４３】なお、この第４の実施の形態では高電子導
電性金属粒子層と混合導電体粒子層とを交互にコートし
て最終的に電気化学蒸着法によって成膜する方法とした
が、第３の実施の形態と同じように各粒子層３ｃ１，３
ｃ２をコートした都度に電気化学蒸着法を施して成膜す
る方法を採用することもでき、これによってより剥離の
少ない燃料極（アノード）３の成膜が可能となる。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００４５】（実施例１）２０ｍｍφ、厚さ２ｍｍのス
トロンチウム添加ランタンマンガナイトの円筒状空気極
内周面に、５０μｍ厚の緻密なイットリア安定化ジルコ
ニア（ＹＳＺ）の固体電解質膜が電気化学蒸着法によっ
て形成された基材を用いた。

【００４６】そして、１μｍ粒径のニッケル粉末を高電
子導電性金属とし、１μｍ粒径のサマリアをドープした
セリア粉末を混合導電体とし、これらを重量比１：１の
割合で混合し、さらにこの粒子混合物にバインダとして
シクロヘキサノンを重量比で１：３の割合で混合したス
ラリーを用いて、基材の内周面に厚さ１００μｍにスラ
リーコーティング法によってコートし、粒子混合物層を
形成した。

【００４７】この後、電気化学蒸着法を用いて反応時間
３０分、反応温度１０００〜１４００℃で燃料極（アノ
ード）を成膜した。膜厚は１００μｍであった。

【００４８】このようにして得た円筒型燃料電池素体に
対してその内部にニッケルフェルト材と燃料供給兼導電
管を挿入して燃料電池を組立て、燃料ガスとしてメタン
ガスを用いて１０００℃の温度条件で約１０００時間の
間、発電テストを実施した。この後、燃料極の状態を調
べたが固体電解質膜からの剥離は見られなかった。

【００４９】（実施例２）実施例１と同じ基材に対し
て、１μｍ粒径のニッケル粉末を高電子導電性金属と
し、１μｍ粒径のサマリアをドープしたセリア粉末を混
合導電体とし、これらを重量比１：３の割合で混合し、
さらにこの粒子混合物にバインダとしてシクロヘキサノ
ンを重量比で１：３の割合で混合したスラリーを用い
て、基材の内周面に厚さ３０μｍにスラリーコーティン
グ法によってコートして第１粒子混合物層を形成し、次
に同じ金属粒子粉末と混合導電体粉末とを重量比１：１
で混合し、これに同じバインダを重量比１：３で混合し
たスラリーで第１粒子混合物層の上に第２粒子混合物層
を厚さ３０μｍにスラリーコーティング法によってコー
トし、さらに同じ金属粒子粉末と混合導電体粉末とを重
量比１：３で混合し、これに同じバインダを重量比１：
３で混合したスラリーで第２粒子混合物層の上に第３粒
子混合物層を厚さ３０μｍにスラリーコーティング法に
よってコートした。

【００５０】この後、実施例１と同じ条件で電気化学蒸
着法によって燃料極（アノード）を成膜した。膜厚は９
０μｍであった。

【００５１】このようにして得た円筒型燃料電池素体に
対して実施例１と同じようにして燃料電池を組立て、燃
料ガスとしてメタンガスを用いて１０００℃の温度条件
で約１０００時間の間、発電テストを実施した。

【００５２】この後、燃料極の状態を調べたが固体電解
質膜からの剥離は見られなかった。また発電時の分極特
性と改質反応特性は、従来のものに比べて、約１割分極
値が低減し、メタン転化率が増大するという点で優れた
ものであった。

【００５３】（実施例３）実施例２と同様の重量比のス
ラリー３種類を調製し、まず第１粒子混合物で３０μｍ
厚の粒子混合物層を固体電解質膜上にコートし、実施例
１と同じ条件で電気化学蒸着法によって第１膜を形成
し、続いて第２粒子混合物で３０μｍ厚の粒子混合物層
を第１膜上にコートした後、実施例１と同じ条件で電気
化学蒸着法によって第２膜を形成し、さらに第３粒子混
合物で３０μｍ厚の粒子混合物層を第２膜上にコート
し、実施例１と同じ条件で電気化学蒸着法によって最終
的に燃料極（アノード）を成膜した。膜厚は９０μｍで
あった。

【００５４】このようにして得た円筒型燃料電池素体に
対して実施例１と同じようにして燃料電池を組立て、燃
料ガスとしてメタンガスを用いて１０００℃の温度条件
で約１０００時間の間、発電テストを実施した。

【００５５】この後、燃料極の状態を調べたが固体電解
質膜からの剥離は見られなかった。

【００５６】（実施例４）実施例１と同じ基材に対し
て、１０μｍ粒径のサマリアをドープしたセリア粉末を
混合導電体とし、これを重量比１：３の割合でバインダ
としてのシクロヘキサノンと混合したスラリーを用い
て、基材の内周面にスラリーコーティング法によって厚
さ２５μｍにコートして混合導電体粒子層を形成し、実
施例１と同じ条件で電気化学蒸着法によって成膜した。
次に１μｍ粒径のニッケル粉末を高電子導電性金属と
し、これを重量比１：３の割合でバインダとしてのシク
ロヘキサノンと混合したスラリーを用いて、混合導電体
膜上にスラリーコーティング法によって厚さ２５μｍに
コートして金属粒子層を形成し、同じように電気化学蒸
着法によって成膜した。

【００５７】さらに、これらの方法を繰り返して高電子
導電体膜と金属粒子膜とを交互に成膜し、合計４層から
成る燃料極を形成した。膜厚は１００μｍであった。

【００５８】このようにして得た円筒型燃料電池素体に
対して実施例１と同じようにして燃料電池を組立て、燃
料ガスとしてメタンガスを用いて１０００℃の温度条件
で約１０００時間の間、発電テストを実施した。

【００５９】この後、燃料極の状態を調べたが固体電解
質膜からの剥離は見られなかった。

【００６０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
高電子導電性金属と混合導電体との粒子混合物層を電気
化学蒸着法で固体電解質膜上に成膜することによって、
三相界面を拡大して改質反応を促進することができ、ま
た高活性のアノードが形成ができる。

【００６１】請求項２の発明によれば、固体電解質膜に
近い側で混合導電体の比率を高くすることによって高導
電性、高活性とし、遠い側で高電子導電性金属の比率を
高くすることによって改質反応を促進することができる
アノードを形成することができる。

【００６２】請求項３の発明によれば、固体電解質膜上
に、高電子導電性金属と混合導電体との粒子混合物層を
コートする第１工程と、前記粒子混合物層に電気化学蒸
着法を施す第２工程とを繰り返して所定の膜厚のアノー
ドを成膜することにより、固体電解質との密着性が良
く、かつ改質反応を促進することができ、また高活性の
アノードが形成ができる。

【００６３】請求項４の発明によれば、固体電解質膜と
の密着性が良く、その上、固体電解質膜に近い側で混合
導電体の比率を高くして高導電性、高活性とし、遠い側
で高電子導電性金属の比率を高くして改質反応を促進す
ることができるアノードを形成することができる。

【００６４】請求項５の発明によれば、固体電解質膜上
に、高電子導電性金属と混合導電体の粒子層とを交互に
所定の厚さになるまでコートし、それらの全体に電気化
学蒸着法を施して所定の膜厚のアノードを成膜すること
によって、固体電解質膜との密着性が良く、かつ改質反
応を促進することができ、高活性のアノードが形成がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の工程図。

【図２】本発明の第２の実施の形態の工程図。

【図３】本発明の第３の実施の形態の工程図。

【図４】本発明の第４の実施の形態の工程図。

【図５】一般的な円筒型固体電解質燃料電池の構造図。

【符号の説明】

１ 空気極 ２ 固体電解質膜 ３ 燃料極 ３１ 高電子導電性金属 ３２ 混合導電体 ３ａ 粒子混合物層 ３ｂ１，３ｂ２，３ｂ３ 粒子混合物層 ３ｃ１ 混合導電体粒子層 ３ｃ２ 金属粒子層 ３′ 第１膜 ３″ 第２膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兼田 波子 東京都江東区木場１−５−１ 株式会社フ ジクラ内 (72)発明者 小野 幹幸 東京都江東区木場１−５−１ 株式会社フ ジクラ内 (72)発明者 望月 正孝 東京都江東区木場１−５−１ 株式会社フ ジクラ内 (72)発明者 永田 雅克 東京都江東区木場１−５−１ 株式会社フ ジクラ内 (72)発明者 岩澤 力 東京都江東区木場１−５−１ 株式会社フ ジクラ内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体電解質膜上に、高電子導電性金属と
   混合導電体との粒子混合物層を所定の厚さにコートし、 前記粒子混合物層に電気化学蒸着法を施して所定の膜厚
   のアノードを成膜することを特徴とする燃料電池におけ
   るアノード成膜方法。
2. 【請求項２】 前記固体電解質膜上に、前記高電子導電
   性金属と混合導電体との粒子混合物層をコートするにお
   いて、前記固体電解質膜に近い側では混合導電体の比率
   を大きくし、前記固体電解質膜から遠い側で高電子導電
   性金属の比率を大きくした複数層の粒子混合物層をコー
   トすることを特徴とする請求項１記載の燃料電池におけ
   るアノード成膜方法。
3. 【請求項３】 固体電解質膜上に、高電子導電性金属と
   混合導電体との粒子混合物層をコートする第１工程と、
   前記粒子混合物層に電気化学蒸着法を施す第２工程とを
   繰り返して所定の膜厚のアノードを成膜することを特徴
   とする燃料電池におけるアノード成膜方法。
4. 【請求項４】 前記粒子混合物層の高電子導電性金属と
   混合導電体との混合比を、前記固体電解質膜に近い側で
   混合導電体の比率を大きくし、前記固体電解質膜から遠
   い側で高電子導電性金属の比率を大きくすることを特徴
   とする請求項３記載の燃料電池におけるアノード成膜方
   法。
5. 【請求項５】 固体電解質膜上に、高電子導電性金属の
   粒子層と混合導電体の粒子層とを所定の厚さになるまで
   交互にコートし、 前記両粒子層の全体に電気化学蒸着法を施して所定の膜
   厚のアノードを成膜することを特徴とする燃料電池にお
   けるアノード成膜方法。