燃料电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种产品寿命较长的燃料电池。在燃料电池(1)中，将中间膜(53)配置在互连接器(14)的由Ag或Ag合金构成的部分与含Ni的第一电极(33)之间。中间膜(53)由含有Ni和Ti的氧化物构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的目的在于提供一种产品寿命较长的燃料电池。在燃料电池(1)中，将中间膜(53)配置在互连接器(14)的由Ag或Ag合金构成的部分与含Ni的第一电极(33)之间。中间膜(53)由含有Ni和Ti的氧化物构成。【专利说明】燃料电池
本专利技术涉及一种燃料电池。本专利技术特别涉及固体氧化物燃料电池。
技术介绍
近年来，作为新能源，燃料电池正受到越来越多的关注。燃料电池有固体氧化物燃 料电池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)、熔融碳酸盐燃料电池、磷酸燃料电池、固体高分子 燃料电池等。在这些燃料电池中，固体氧化物燃料电池并不一定需要使用液体的构成要素， 而且在使用碳氢燃料时还能够进行内部的改性。因此，对固体氧化物燃料电池进行了广泛 的研究开发。固体氧化物燃料电池具有发电元件，该发电元件包括固体氧化物电解质层、夹着 固体氧化物电解质层的燃料极及空气极。在燃料极上配置有间隔物，该间隔物被划分形成 有用于提供燃料气体的流路。在该间隔物内，设置有用于将燃料极引出到外部的互连接器。 另一方面，在空气极上配置有间隔物，该间隔物被划分形成有用于提供氧化剂气体的流路。 在该间隔物内，设置有用于将空气极引出到外部的互连接器。例如在下述的专利文献I中，作为燃料极的构成材料，记载有包含选自N1、Cu、Fe、 Ru及Pd中的至少一种金属的氧化乾稳定氧化错(YSZ:Yttria Stabilized Zirconia)。另外，在专利文献I中，作为互连接器的构成材料，记载有包含Ag-Pd合金的玻璃。现有技术文献专利文献专利文献1:W02004/088783A1 号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在如上述专利文献I所记载的那样，燃料极由含Ni的氧化钇稳定氧化锆构 成、互连接器包含Ag-Pd合金的情况下，会发生燃料极和互连接器之间的电连接随时间劣 化的情况，因而导致燃料电池的产品寿命不够长的问题。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种产品寿命较长的燃料电 池。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的燃料电池包括发电元件、间隔物、及互连接器。发电元件具有固体氧化物 电解质层、第一电极、及第二电极。第一电极设置在固体氧化物电解质层的一个主面上。第 二电极设置在固体氧化物电解质层的另一个主面上。间隔物设置在第一电极上。间隔物被 划分形成面向第一电极的流路。互连接器与第一电极相连接。第一电极含有Ni。互连接器 具有由Ag或Ag合金构成的部分。本专利技术的燃料电池还具有中间膜。中间膜配置在由Ag 或Ag合金构成的部分与第一电极之间。中间膜由含有Ni和Ti的氧化物构成。本专利技术的燃料电池的特定方面在于，中间膜在制作燃料电池时含有NiTiO3晶相。本专利技术的燃料电池的其他特定方面在于，中间膜在制作燃料电池时还含有NiO晶相。本专利技术的燃料电池的其他特定方面在于，中间膜中的Ni和Ti的摩尔比(N1: Ti )在 62:38?95:5的范围内。本专利技术的燃料电池的又一特定方面在于，第一电极由含Ni的氧化钇稳定氧化锆、 含Ni的氧化钪稳定氧化锆、含Ni且掺入有Gd的二氧化铈、或含Ni且掺入有Sm的二氧化 铈构成。本专利技术的燃料电池的另一特定方面在于，互连接器具有由Ag-Pd构成的部分。专利技术效果根据本专利技术，能提供产品寿命较长的燃料电池。【专利附图】【附图说明】图1是实施方式I所涉及的燃料电池的简要分解立体图。图2是实施方式I中的第一间隔物主体的简要俯视图。图3是实施方式I中的第一流路形成构件的简要俯视图。图4是实施方式I中的空气极层的简要俯视图。图5是实施方式I中的固体氧化物电解质层的简要俯视图。图6是实施方式I中的燃料极层的简要俯视图。图7是实施方式I中的第二流路形成构件的简要俯视图。图8是实施方式I中的第二间隔物主体的简要俯视图。图9是表示沿图3的线IX-1X的燃料电池的简要剖视图。图10是表示沿图7的线X-X的燃料电池的简要剖视图。图11是实施方式2所涉及的燃料电池的简要剖视图。图12是实施方式3所涉及的燃料电池的简要剖视图。图13是实施方式4所涉及的燃料电池的简要剖视图。图14是表示分别在实施例及比较例中制造的燃料电池的通电试验结果的曲线 图。【具体实施方式】下面，对实施本专利技术的优选方式的一个示例进行说明。然而，下述实施方式仅仅是 例示。本专利技术不限于下述任一实施方式。此外，在实施方式等所参照的各附图中，以相同的标号来参照实质上具有相同功 能的构件。此外，实施方式等所参照的附图是示意性描述的图，附图中所绘制的物体的尺寸 比率等可能会与现实中的物体的尺寸比率等不同。附图相互间的物体的尺寸比率等也可能 不同。具体的物体的尺寸比率等应当参考以下的说明来判断。(实施方式I)图1是实施方式I所涉及的燃料电池的简要分解立体图。图2是实施方式I中的 第一间隔物主体的简要俯视图。图3是实施方式I中的第一流路形成构件的简要俯视图。 图4是实施方式I中的空气极层的简要俯视图。图5是实施方式I中的固体氧化物电解质层的简要俯视图。图6是实施方式I中的燃料极层的简要俯视图。图7是实施方式I中的 第二流路形成构件的简要俯视图。图8是实施方式I中的第二间隔物主体的简要俯视图。 图9是沿图3的线IX-1X的燃料电池的简要剖视图。图10是沿图7的线X-X的燃料电池 的简要剖视图。如图1、图9、及图10所示，本实施方式的燃料电池I包括第一间隔物10、发电元件 30、和第二间隔物50。燃料电池I中，第一间隔物10、发电元件30、以及第二隔离物50按照此顺序依次层叠。此外,在本实施方式的燃料电池I中，仅有一个发电兀件30。但本专利技术并不限于该 结构。本专利技术的燃料电池I例如也能具有多个发电元件。在这种情况下，相邻的发电元件 由间隔物进行隔离。(发电元件30)发电元件30是由氧化剂气体流路(氧化剂气体用歧管)61提供的氧化剂气体和 由燃料气体流路(燃料气体用歧管)62提供的燃料气体发生反应从而进行发电的部分。这 里，氧化剂气体能够由例如空气、氧气等有氧气体来构成。此外，燃料气体可采用氢气、一氧 化碳气体等含有烃类气体等的气体。(固体氧化物电解质层31)发电元件30包括固体氧化物电解质层31。固体氧化物电解质层31优选为离子 导电性较高的材料。固体氧化物电解质层31例如可以由稳定氧化锆、部分稳定氧化锆等 形成。作为稳定氧化锆的具体例，可举出10mol%氧化钇稳定氧化锆(10YSZ)、llmol%氧 化钪稳定氧化锆(IIScSZ)等。作为部分稳定氧化锆的具体例，可举出3mol%氧化钇部分 稳定氧化锆(3YSZ)等。此外，固体氧化物电解质层31也可以由例如掺入有Sm、Gd等的 二氧化铈类氧化物、以LaGaO3为母体且分别用Sr和Mg来替换一部分La和Ga后得到的 La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0 20(3-5)等韩钛矿型氧化物等来形成。此外，如图5所示，在固体氧化物电解质层31中形成有构成流路61、62的一部分 的贯通孔31a、31b。固体氧化物电解质层31被夹在空气极层32和燃料极层33之间。S卩，在固体氧化 物电解质层31的一个主面上形成有空气极层32，在另一个主面上形成有燃料极层33。(空气极层32)如图4所示空气极层32具有空气极32a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：森直哉，高田和英，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：
国别省市：