[发明专利]质子导体、质子传导型电池结构体、水蒸气电解池以及氢电极-固体电解质层复合体的制造方法

说明书

所述质子导体包含具有钙钛矿结构并且由式(1)表示的金属氧化物：A_xB_1‑yM_yO_3‑δ(1)，其中：化学元素A是选自由Ba、Ca和Sr组成的组中的至少一种元素；化学元素B是选自由Ce和Zr组成的组中的至少一种元素；化学元素M是选自由Y、Yb、Er、Ho、Tm、Gd、In和Sc组成的组中的至少一种元素；δ为氧缺乏量；并且满足关系式0.95≤x≤1和0y≤0.5。

技术领域

本公开涉及质子导体、质子传导型电池结构体、水蒸气电解池以及氢电极-固体电解质层复合体的制造方法。

本申请要求于2017年11月29日提交的日本专利申请No.2017-229685和于2018年2月22日提交的日本专利申请No.2018-030074的优先权，它们的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

作为可适用于使用氢离子(质子)作为载流子的PCFC(质子陶瓷燃料电池，质子传导性氧化物型燃料电池)的固体电解质，具有钙钛矿结构的质子传导性金属氧化物是已知的(专利文献1和专利文献2)。

引文列表

[专利文献]

专利文献1：日本待审查公开No.2001-307546

专利文献2：日本待审查公开No.2007-197315

发明内容

本公开的质子导体包含具有钙钛矿结构并且由下式(1)表示的金属氧化物：

A_xB_1-yM_yO_3-δ (1)，其中

元素A是选自由Ba、Ca和Sr组成的组中的至少一种元素，

元素B是选自由Ce和Zr组成的组中的至少一种元素，

元素M是选自由Y、Yb、Er、Ho、Tm、Gd、In和Sc组成的组中的至少一种元素，

δ表示氧缺乏量，并且

满足0.95≤x≤1和0y≤0.5。

本公开的质子传导型电池结构体包括氧电极、氢电极以及介于氧电极和氢电极之间的本公开的质子导体。

本公开的水蒸气电解池包括本公开的质子传导型电池结构体。

本公开的氢电极-固体电解质层复合体的制造方法包括：

获得电池前体的第一步骤，其中多孔的第一固体电解质层和致密的第二固体电解质层彼此一体化；和

在第一固体电解质层的孔中提供镍组分的第二步骤，其中

第一固体电解质层和第二固体电解质层各自包含具有钙钛矿结构并且由下式(1)表示的金属氧化物：

A_xB_1-yM_yO_3-δ (1)，其中

元素A是选自由Ba、Ca和Sr组成的组中的至少一种元素，

元素B是选自由Ce和Zr组成的组中的至少一种元素，

元素M是选自由Y、Yb、Er、Ho、Tm、Gd、In和Sc组成的组中的至少一种元素，

δ表示氧缺乏量，并且

满足0.95≤x≤1和0y≤0.5。

附图说明

图1是示意性示出根据本公开的实施方案的质子传导型电池结构体的截面图。