[发明专利]固体氧化物型燃料电池及其制造方法

说明书

本发明提供能够同时对阳极和阴极进行烧制的固体氧化物型燃料电池及其制造方法。本发明的固体氧化物型燃料电池的特征在于，包括：阳极，其具有多孔层并且在该多孔层中具有阳极催化剂，所述多孔层包含电子传导性陶瓷和氧化物离子传导性陶瓷；形成在所述阳极上的电解质层，其包含具有氧化物离子传导性的固体氧化物；和形成在所述电解质层上的阴极，其具有电极骨架并且在该电极骨架中具有阴极催化剂，所述电极骨架包含电子传导性陶瓷和氧化物离子传导性陶瓷。

技术领域

本发明涉及固体氧化物型燃料电池及其制造方法。

背景技术

正在开发阳极和阴极的电极骨架由陶瓷构成的固体氧化物型燃料电池(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2004-512651号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

由于阳极与阴极之间存在结构上的不同，有时先对除阴极以外的半单体电池(half cell)进行烧制，然后印刷阴极进行烧制。但是，在该情况下，难以在半单体电池与阴极之间获得高的密合性，因此，有可能在阴极发生剥离，燃料电池整体的欧姆电阻变高。

本发明是鉴于上述技术问题而做出的，其目的在于提供能够同时对阳极和阴极进行烧制的固体氧化物型燃料电池及其制造方法。

用于解决技术问题的手段

本发明的固体氧化物型燃料电池的特征在于，包括：阳极，其具有多孔层并且在该多孔层中具有阳极催化剂，所述多孔层包含电子传导性陶瓷和氧化物离子传导性陶瓷；形成在所述阳极上的电解质层，其包含具有氧化物离子传导性的固体氧化物；和形成在所述电解质层上的阴极，其具有多孔层并且在该多孔层中具有阴极催化剂，所述多孔层包含电子传导性陶瓷和氧化物离子传导性陶瓷。

在上述固体氧化物型燃料电池中，可以是：所述阴极催化剂为Pr的氧化物。

在上述固体氧化物型燃料电池中，可以是：所述Pr的氧化物的平均粒径为100nm以下。

在上述固体氧化物型燃料电池中，可以是：所述阳极的多孔层和所述阴极的多孔层中的空隙率为20％以上。

在上述固体氧化物型燃料电池中，可以是：所述阳极和所述阴极的厚度为1μm以上。

在上述固体氧化物型燃料电池中，可以是：在所述阳极的多孔层和所述阴极的多孔层中，所述电子传导性陶瓷与所述氧化物离子传导性陶瓷的截面积比为1:3～3:1。

在上述固体氧化物型燃料电池中，可以是：在所述阳极的多孔层和所述阴极的多孔层中，所述电子传导性陶瓷为组成式由ABO₃表示的钙钛矿型氧化物，其中，A为选自Ca、Sr、Ba和La中的至少1种元素，B至少包含Cr。

在上述固体氧化物型燃料电池中，可以是：包括以金属为主要成分的支承体，所述阳极形成在所述支承体上。

在上述固体氧化物型燃料电池中，可以是：包括形成在所述支承体与所述阳极之间的混合层，所述混合层具有金属材料与陶瓷材料混合而成的结构。

本发明的固体氧化物型燃料电池的制造方法，其特征在于，包括：准备层叠体的工序，所述层叠体中层叠有阳极生片、电解质生片和阴极生片，所述阳极生片包含电子传导性陶瓷材料粉末和氧化物离子传导性陶瓷材料粉末，所述电解质生片包含具有氧化物离子传导性的固体氧化物材料粉末，所述阴极生片包含电子传导性陶瓷材料粉末和氧化物离子传导性陶瓷材料粉末；和对所述层叠体进行烧制的工序。

在上述固体氧化物型燃料电池的制造方法中，可以是：包括使通过对所述阴极生片进行烧制而获得的多孔层含浸阴极催化剂的工序。