本公开的导电构件的特征在于，具备基体和覆盖该基体的表面且含有Zn、Mn及Co的覆盖层，该覆盖层中的Zr的含有浓度按氧化物换算为5000ppm以下。本公开的单体堆的特征在于通过利用上述导电构件将多个单体电连接而成。本公开的模块的特征在于通过将上述单体堆收纳于收纳容器内而成。本公开的模块收容装置的特征在于通过将上述模块和用于使该模块工作的辅机收纳于外装壳体内而成。
Conductive component, monomer stack, module and module receptacle
The conductive member of the present disclosure is characterized by having a substrate and a surface covering the substrate and containing a coating of Zn, Mn and Co. The concentration of Zr in the coating is converted to less than 5000ppm by oxide. The monomer stack disclosed in this disclosure is characterized by the electrical connection of a plurality of monomers by using the conductive component. The module of the disclosure is characterized by the inclusion of the monomer stack in the receiving container. The module storage device of the present disclosure is characterized in that the module and the auxiliary machine used for making the module work are incorporated into the outer casing.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电构件、单体堆、模块及模块收容装置
本公开涉及导电构件、单体堆、模块及模块收容装置。
技术介绍
近年来，作为下一代能量，已知有使用燃料气体(含氢气体)和含氧气体(空气等)而例如在600～1000℃的高温下进行发电的固体氧化物型燃料电池单体(以下，称作单体)。并且，已知有将该单体经由导电构件电串联连接多个而成的单体堆。此外，上述的导电构件、用于向单体供给燃料气体等反应气体的歧管等通常采用加工性容易且具有耐热性的合金，例如使用含有10～30质量％的Cr的合金。这里，在将由含有Cr的合金构成的导电构件配置于单体之间而将单体电串联连接来长期发电时，导电构件中包含的Cr向单体的空气侧电极或空气侧电极与固体电解质层的界面扩散。由此，存在电阻增大而单体堆的发电性能降低的情况。该现象被称作Cr中毒。于是，为了抑制这样的Cr中毒，以往提出了具有覆盖层的耐热性合金，所述覆盖层通过用Zn、Mn、Fe、Co、Ni等金属氧化物膜覆盖含有Cr的合金的表面而成(参照专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2010/087298号公报
技术实现思路
本公开的导电构件具备基体和覆盖该基体的表面且含有Zn、Mn及Co的覆盖层。该覆盖层中的Zr的含有浓度按氧化物换算为5000ppm以下。附图说明图1是燃料电池用导电构件的立体图。图2的(a)是图1所示的燃料电池用导电构件的从A方向观察到的侧视图，(b)是将图1所示的燃料电池用导电构件的B-B线剖视图的一部分省略后的图。图3是表示单体堆的图，(a)为侧视图，(b)为将(a)的一部分放大地示出的剖视图。图4是将在收纳容器中收纳图3所示的单体堆而成的模块分解地示出的外观立体图。图5是表示在外装壳体中收纳图4所示的模块而成的模块收容装置的立体图。具体实施方式(导电构件)以下，关于本公开的导电构件，使用图1及图2来说明燃料电池用导电构件(以下称作导电构件)。图1所示的导电构件4将第一集电片4a、第二集电片4b、第一连结部4c及第二连结部4d设为一组单元。第一集电片4a与相邻的一单体(在图1及图2中未图示)接合。第二集电片4b与相邻的另一单体接合。第一连结部4c将第一集电片4a及第二集电片4b的一端彼此连结。第二连结部4d将第一集电片4a及第二集电片4b的另一端彼此连结。并且，多组上述的单元在单体的长边方向上由导电性连结片4e连结而构成基体。第一集电片4a及第二集电片4b表示与单体接合的部位，这些部位成为从单体取出电流的集电部4f。如图2所示，第一集电片4a及第二集电片4b具有相对于单体的排列方向(图2的(a)、(b)中的上下方向)以不同的角度交叉的第一表面4g以及与单体的排列方向平行地形成的第二表面4h及第三表面4i。换言之，具有与单体对置的第一表面4g以及与第一表面4g的两侧相邻的第二表面4h及第三表面4i。在此，例如固体氧化物型燃料电池具备将单体堆装置收纳于收容容器而构成的模块，所述单体堆装置通过组合多个单体而成。在模块中，向各单体的燃料极层供给燃料气体(含氢气体)，并且向空气极层供给空气(含氧气体)，在600～1000℃的高温下进行发电。因此，导电构件4、用于向单体供给燃料气体等反应气体的歧管这样的各构件要求具有耐热性，并且考虑到成本方面而使用含有Cr的合金。于是，基体41例如可以由含有Cr的合金制作。尤其是，导电构件4暴露于高温的氧化气氛，因此基体41可以通过以4～30质量％的比例含有Cr的合金来制作。基体41例如可以由Fe-Cr系的合金、Ni-Cr系的合金等制作。基体41为高温用(600～1000℃)的导电体。另外，导电构件4中设置有覆盖基体41的表面整体的覆盖层43。由此，能够抑制导电构件4中包含的Cr向单体的空气极层或者空气极层与固体电解质层的界面扩散而导致电阻增大的情况。需要说明的是，在图1、图2的(a)中省略覆盖层43，在图2的(b)中示出在基体41的表面整体设置有覆盖层43的状态，省略了表示基体41的截面的斜线。需要说明的是，覆盖层43可以通过浸渍涂布法、电沉积涂覆、镀敷、溅射蒸镀或喷涂等方法来形成。具体而言，构成覆盖层43的材料含有Zn、Mn、Co。更具体而言，可以采用包含Zn(CoxMn1-x)2O4(0＜x＜1)的覆盖层43。由此，不仅能够抑制Cr扩散并且提高导电构件4的导电率，而且基体41与空气极层等的热膨胀率的不一致也能够减小。此外，本专利技术人对具有覆盖层43的导电构件4的电阻变大的原因不断进行了研究，结果得知：在覆盖层43中存在较多的Zr的情况下，会对导电构件4的电阻增大造成影响。推测其原因在于，Zr固溶于覆盖层43所包含的Zn(CoxMn1-x)2O4(0＜x＜1)，从而使覆盖层43的导电率降低。于是，在本实施方式中，发现了通过使设置于导电构件的覆盖层43的Zr的含有浓度按氧化物换算为5000ppm以下，由此能够减小具有覆盖层43的导电构件4的电阻。由此，发现能够抑制单体堆的发电性能降低且能够提高单体堆的发电性能。而且，通过使设置于导电构件的覆盖层43的Zr的含有浓度按氧化物换算为500ppm以下，能够使具有覆盖层43的导电构件4的电阻进一步变小，能够进一步提高单体堆的发电性能。而且，在Zr的EPMA分析的半定量分布图(mapping)中，在任意的120μm2的测定区域内，按面积比计能够存在0.25％以上的测定灵敏度的计数为1.25以上的部分。需要说明的是，换言之这意味着Zr的一部分聚集存在。例如，在与设置有含有同等程度的量的Zr的覆盖层的导电构件进行比较的情况下，通过使Zr的一部分聚集存在，结果能够减少固溶于Zn(CoxMn1-x)2O4而存在的Zr的量。由此，能够推测为可进一步减小具有覆盖层43的导电构件4的电阻。需要说明的是，考虑到覆盖层43中的Zr存在于覆盖层43的原料自身的情况以及在制造工序中混入覆盖层43的材料的情况等。认为在制造工序中混入Zr的具体原因例如在于，在对原料粉末进行珠磨分散的工序中，在作为球体使用氧化锆球体的情况下，从该氧化锆球体混入Zr。并且，作为减少覆盖层43中的Zr的含有浓度的方法，可以采用选择Zr的含有浓度少的覆盖层43的原料的做法以及在原料粉末的珠磨分散的工序中抑制Zr的混入的做法中的至少一方。在珠磨分散工序中抑制Zr的混入的具体方法可以通过控制进行珠磨分散的时间及珠磨循环速度来实现。另外，也可以使用氧化锆球体以外的球体来进行珠磨分散。另外，Zr的含有浓度可以通过利用ICP发光分光分析装置(ICPS-8100岛津制作所制)对如下试样进行定量分析来测定，所述试样通过对设置于导电构件4的覆盖层43进行刮取而得到。需要说明的是，导电构件4并不限定图1及图2所示那样的形状的导电构件。作为其他的例子，例如除了采用圆筒形状、网眼状以外，还可以采用将板状的构件加工成梳齿状并使相邻的齿交替地向相反侧弯折而设置的形状。接着，说明在导电构件表面设置覆盖层的方法。例如，可以通过湿式成膜法将覆盖层设置于基体的表面。首先，向ZnO、Mn2O3及Co3O4的混合粉末、粘结剂以及异丙醇施加氧化锆球体，以规定的循环速度及时间进行珠磨分散。接着，将基体浸渍于所得到的混合液并将其捞起后进行干燥。并且，在干燥后使用电炉在1000℃下进行烧成，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种导电构件，其特征在于，具备：基体；以及覆盖层，其覆盖该基体的表面，且含有Zn、Mn及Co，该覆盖层中的Zr的含有浓度按氧化物换算为5000ppm以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.28 JP 2016-0145431.一种导电构件，其特征在于，具备：基体；以及覆盖层，其覆盖该基体的表面，且含有Zn、Mn及Co，该覆盖层中的Zr的含有浓度按氧化物换算为5000ppm以下。2.根据权利要求1所述的导电构件，其中，所述Zr的含有浓度按氧化物换算为500ppm以下。3.根据权利要求1或2所述的导电构件，其中，在所述Zr的EPMA分析的半定...
【专利技术属性】
技术研发人员：小材刚史，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。