[发明专利]燃料电池

说明书

本发明提供一种燃料电池，其包含：单元电池结构体，其包含正极、负极和置于所述正极与所述负极之间的固体电解质层；和与所述正极接触的集电器，其中经由所述集电器将氧化剂供给到所述正极，所述集电器包含由金属材料制成的多孔体和负载在所述多孔体的孔隙内部的铬吸附剂，所述金属材料包含第一金属和第二金属，所述第一金属包含镍，并且所述第二金属包含选自由锡、铝、钴、钛、锰、钨、铜、银和金构成的组中的至少一种。

技术领域

本公开涉及一种燃料电池。本申请要求于2018年9月5日提交的日本专利申请第2018-166259号的优先权。所述日本专利申请中记载的全部内容以引用的方式并入本文。

背景技术

燃料电池是通过诸如氢气的燃料气体与诸如空气的氧化剂之间的电化学反应来发电的装置。由于燃料电池可以将化学能直接转化为电能，因此其具有很高的发电效率。特别是，具有700℃以上、特别是约800℃～约1000℃的操作温度的固体氧化物型燃料电池(以下称为SOFC)是有前景的，这是因为其反应速度快。对于SOFC，使用膜电极组件(MEA)，其中包含固体氧化物的电解质层夹在由陶瓷(烧结体)构成的两片电极之间并且与这两片电极一体化。也就是说，MEA的所有构成要素都是固体，并且因此它们易于处理。

作为构成燃料电池的构件，可以使用诸如不锈钢的包含铬的合金(铬合金)，这是因为所述铬合金具有优异的耐热性和耐氧化性。然而，当操作SOFC时，铬合金中包含的铬会被气化并且散布在燃料电池内。散布的铬与构成正极的金属氧化物(例如镧锶钴铁氧体(LSCF))反应，并且产生SrCrO₄和铬氧化物。这些产物在正极与电解质层之间的界面处累积，并且使电极反应劣化。结果，发电性能劣化。

专利文献1(日本特表2010-519716号公报)和专利文献2(日本特表2012-500462号公报)教导了用铬吸附剂涂覆燃料电池的罩壳的内表面。非专利文献1(The 18th AnnualSolid Oxide Fuel Cell(SOFC)Project Review Meeting(第18届年度固体氧化物型燃料电池(SOFC)项目评审会议)，匹兹堡(Pittsburgh)，2017年6月12日至14日)教导了一种铬吸附材料，其包含由陶瓷制成的蜂窝状结构体和铬吸附剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2010-519716号公报

专利文献2：日本特表2012-500462号公报

非专利文献

非专利文献1：The 18th Annual Solid Oxide Fuel Cell(SOFC)Project ReviewMeeting(第18届年度固体氧化物型燃料电池(SOFC)项目评审会议)，匹兹堡，2017年6月12日至14日

发明内容

本公开的一个方面涉及一种燃料电池，其包含：单元电池结构体，其包含正极、负极和置于所述正极与所述负极之间的固体电解质层；和与所述正极接触的集电器，其中经由所述集电器将氧化剂供给到所述正极，所述集电器包含由金属材料制成的多孔体和负载在所述多孔体的孔隙内部的铬吸附剂，所述金属材料包含第一金属和第二金属，所述第一金属包含镍，并且所述第二金属包含选自由锡、铝、钴、钛、锰、钨、铜、银和金构成的组中的至少一种。

附图说明

图1为示出多孔体的骨架的一部分的结构的实例的示意图。

图2为示意性地示出图1中的骨架的一部分的截面的截面图。

图3为Ni-Sn层的SEM照片。

图4为示意性地示出根据本公开的一个实施方式的燃料电池的构造的截面图。

图5为示出在实施例中通过XRD测量的结果的图。