燃料電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)品壽命較長(zhǎng)的燃料電池。在燃料電池(1)中，將中間膜(53)配置在互連接器(14)的由Ag或Ag合金構(gòu)成的部分與含Ni的第一電極(33)之間。中間膜(53)由含有Ni和Ti的氧化物構(gòu)成。
【專利說明】燃料電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃料電池。本發(fā)明特別涉及固體氧化物燃料電池。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，作為新能源，燃料電池正受到越來越多的關(guān)注。燃料電池有固體氧化物燃 料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)、熔融碳酸鹽燃料電池、磷酸燃料電池、固體高分子 燃料電池等。在這些燃料電池中，固體氧化物燃料電池并不一定需要使用液體的構(gòu)成要素， 而且在使用碳?xì)淙剂蠒r(shí)還能夠進(jìn)行內(nèi)部的改性。因此，對(duì)固體氧化物燃料電池進(jìn)行了廣泛 的研究開發(fā)。
[0003]固體氧化物燃料電池具有發(fā)電元件，該發(fā)電元件包括固體氧化物電解質(zhì)層、夾著 固體氧化物電解質(zhì)層的燃料極及空氣極。在燃料極上配置有間隔物，該間隔物被劃分形成 有用于提供燃料氣體的流路。在該間隔物內(nèi)，設(shè)置有用于將燃料極引出到外部的互連接器。 另一方面，在空氣極上配置有間隔物，該間隔物被劃分形成有用于提供氧化劑氣體的流路。 在該間隔物內(nèi)，設(shè)置有用于將空氣極引出到外部的互連接器。
[0004]例如在下述的專利文獻(xiàn)I中，作為燃料極的構(gòu)成材料，記載有包含選自N1、Cu、Fe、 Ru及Pd中的至少一種金屬的氧化乾穩(wěn)定氧化錯(cuò)(YSZ:Yttria Stabilized Zirconia)。
[0005]另外，在專利文獻(xiàn)I中，作為互連接器的構(gòu)成材料，記載有包含Ag-Pd合金的玻璃。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:W02004/088783A1 號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0010]然而，在如上述專利文獻(xiàn)I所記載的那樣，燃料極由含Ni的氧化釔穩(wěn)定氧化鋯構(gòu) 成、互連接器包含Ag-Pd合金的情況下，會(huì)發(fā)生燃料極和互連接器之間的電連接隨時(shí)間劣 化的情況，因而導(dǎo)致燃料電池的產(chǎn)品壽命不夠長(zhǎng)的問題。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種產(chǎn)品壽命較長(zhǎng)的燃料電 池。
[0012]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0013]本發(fā)明的燃料電池包括發(fā)電元件、間隔物、及互連接器。發(fā)電元件具有固體氧化物 電解質(zhì)層、第一電極、及第二電極。第一電極設(shè)置在固體氧化物電解質(zhì)層的一個(gè)主面上。第 二電極設(shè)置在固體氧化物電解質(zhì)層的另一個(gè)主面上。間隔物設(shè)置在第一電極上。間隔物被 劃分形成面向第一電極的流路?；ミB接器與第一電極相連接。第一電極含有Ni。互連接器 具有由Ag或Ag合金構(gòu)成的部分。本發(fā)明的燃料電池還具有中間膜。中間膜配置在由Ag 或Ag合金構(gòu)成的部分與第一電極之間。中間膜由含有Ni和Ti的氧化物構(gòu)成。
[0014]本發(fā)明的燃料電池的特定方面在于，中間膜在制作燃料電池時(shí)含有NiTiO3晶相。[0015]本發(fā)明的燃料電池的其他特定方面在于，中間膜在制作燃料電池時(shí)還含有NiO晶相。
[0016]本發(fā)明的燃料電池的其他特定方面在于，中間膜中的Ni和Ti的摩爾比(N1: Ti )在 62:38?95:5的范圍內(nèi)。
[0017]本發(fā)明的燃料電池的又一特定方面在于，第一電極由含Ni的氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、 含Ni的氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯、含Ni且摻入有Gd的二氧化鈰、或含Ni且摻入有Sm的二氧化 鈰構(gòu)成。
[0018]本發(fā)明的燃料電池的另一特定方面在于，互連接器具有由Ag-Pd構(gòu)成的部分。
[0019]發(fā)明效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，能提供產(chǎn)品壽命較長(zhǎng)的燃料電池。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是實(shí)施方式I所涉及的燃料電池的簡(jiǎn)要分解立體圖。
[0022]圖2是實(shí)施方式I中的第一間隔物主體的簡(jiǎn)要俯視圖。
[0023]圖3是實(shí)施方式I中的第一流路形成構(gòu)件的簡(jiǎn)要俯視圖。
[0024]圖4是實(shí)施方式I中的空氣極層的簡(jiǎn)要俯視圖。
[0025]圖5是實(shí)施方式I中的固體氧化物電解質(zhì)層的簡(jiǎn)要俯視圖。
[0026]圖6是實(shí)施方式I中的燃料極層的簡(jiǎn)要俯視圖。
[0027]圖7是實(shí)施方式I中的第二流路形成構(gòu)件的簡(jiǎn)要俯視圖。
[0028]圖8是實(shí)施方式I中的第二間隔物主體的簡(jiǎn)要俯視圖。
[0029]圖9是表示沿圖3的線IX-1X的燃料電池的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0030]圖10是表示沿圖7的線X-X的燃料電池的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0031]圖11是實(shí)施方式2所涉及的燃料電池的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0032]圖12是實(shí)施方式3所涉及的燃料電池的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0033]圖13是實(shí)施方式4所涉及的燃料電池的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0034]圖14是表示分別在實(shí)施例及比較例中制造的燃料電池的通電試驗(yàn)結(jié)果的曲線 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面，對(duì)實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方式的一個(gè)示例進(jìn)行說明。然而，下述實(shí)施方式僅僅是 例示。本發(fā)明不限于下述任一實(shí)施方式。
[0036]此外，在實(shí)施方式等所參照的各附圖中，以相同的標(biāo)號(hào)來參照實(shí)質(zhì)上具有相同功 能的構(gòu)件。此外，實(shí)施方式等所參照的附圖是示意性描述的圖，附圖中所繪制的物體的尺寸 比率等可能會(huì)與現(xiàn)實(shí)中的物體的尺寸比率等不同。附圖相互間的物體的尺寸比率等也可能 不同。具體的物體的尺寸比率等應(yīng)當(dāng)參考以下的說明來判斷。
[0037](實(shí)施方式I)
[0038]圖1是實(shí)施方式I所涉及的燃料電池的簡(jiǎn)要分解立體圖。圖2是實(shí)施方式I中的 第一間隔物主體的簡(jiǎn)要俯視圖。圖3是實(shí)施方式I中的第一流路形成構(gòu)件的簡(jiǎn)要俯視圖。 圖4是實(shí)施方式I中的空氣極層的簡(jiǎn)要俯視圖。圖5是實(shí)施方式I中的固體氧化物電解質(zhì)層的簡(jiǎn)要俯視圖。圖6是實(shí)施方式I中的燃料極層的簡(jiǎn)要俯視圖。圖7是實(shí)施方式I中的 第二流路形成構(gòu)件的簡(jiǎn)要俯視圖。圖8是實(shí)施方式I中的第二間隔物主體的簡(jiǎn)要俯視圖。 圖9是沿圖3的線IX-1X的燃料電池的簡(jiǎn)要剖視圖。圖10是沿圖7的線X-X的燃料電池 的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0039]如圖1、圖9、及圖10所示，本實(shí)施方式的燃料電池I包括第一間隔物10、發(fā)電元件 30、和第二間隔物50。燃料電池I中，第一間隔物10、發(fā)電元件30、以及第二隔離物50按照
此順序依次層疊。
[0040]此外,在本實(shí)施方式的燃料電池I中，僅有一個(gè)發(fā)電兀件30。但本發(fā)明并不限于該 結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的燃料電池I例如也能具有多個(gè)發(fā)電元件。在這種情況下，相鄰的發(fā)電元件 由間隔物進(jìn)行隔離。
[0041](發(fā)電元件30)
[0042]發(fā)電元件30是由氧化劑氣體流路(氧化劑氣體用歧管)61提供的氧化劑氣體和 由燃料氣體流路(燃料氣體用歧管)62提供的燃料氣體發(fā)生反應(yīng)從而進(jìn)行發(fā)電的部分。這 里，氧化劑氣體能夠由例如空氣、氧氣等有氧氣體來構(gòu)成。此外，燃料氣體可采用氫氣、一氧 化碳?xì)怏w等含有烴類氣體等的氣體。
[0043](固體氧化物電解質(zhì)層31)
[0044]發(fā)電元件30包括固體氧化物電解質(zhì)層31。固體氧化物電解質(zhì)層31優(yōu)選為離子 導(dǎo)電性較高的材料。固體氧化物電解質(zhì)層31例如可以由穩(wěn)定氧化鋯、部分穩(wěn)定氧化鋯等 形成。作為穩(wěn)定氧化鋯的具體例，可舉出10mol%氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(10YSZ)、llmol%氧 化鈧穩(wěn)定氧化鋯(IIScSZ)等。作為部分穩(wěn)定氧化鋯的具體例，可舉出3mol%氧化釔部分 穩(wěn)定氧化鋯(3YSZ)等。此外，固體氧化物電解質(zhì)層31也可以由例如摻入有Sm、Gd等的 二氧化鈰類氧化物、以LaGaO3為母體且分別用Sr和Mg來替換一部分La和Ga后得到的 La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0 20(3-5)等韓鈦礦型氧化物等來形成。
[0045]此外，如圖5所示，在固體氧化物電解質(zhì)層31中形成有構(gòu)成流路61、62的一部分 的貫通孔31a、31b。
[0046]固體氧化物電解質(zhì)層31被夾在空氣極層32和燃料極層33之間。S卩，在固體氧化 物電解質(zhì)層31的一個(gè)主面上形成有空氣極層32，在另一個(gè)主面上形成有燃料極層33。
[0047](空氣極層32)
[0048]如圖4所示空氣極層32具有空氣極32a及周邊部32b。周邊部32b中，形成有構(gòu) 成流路61、62的一部分的貫通孔32c、32d。
[0049]空氣極32a為陰極。空氣極32a中，氧捕獲電子，從而形成氧離子?？諝鈽O32a 優(yōu)選為多孔質(zhì)、電子傳導(dǎo)性較高、且在高溫下不易與固體氧化物電解質(zhì)層31等產(chǎn)生固體 間反應(yīng)的材料。空氣極32a例如可以由氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯(ScSZ)、摻入有Gd的二氧化 鋪、摻入有Sn的氧化銦、PrCoO3類氧化物、LaCoO3類氧化物、LaFeO3類氧化物、LaCoFeO3 類氧化物、LaMnO3類氧化物等形成。作為L(zhǎng)aMnO3類氧化物的具體例子，例如可以列舉出 La0 8SrQ.2Mn03(通稱為 LSM)或 Latl 6Caa4MnO3 (通稱為 LCM)等。
[0050]對(duì)于周邊部32b，例如能利用與下述的第一及第二間隔物主體11、51相同的材料 來形成。
[0051](燃料極層33)[0052]如圖6所示，燃料極層33具有燃料極33a及周邊部33b。周邊部33b中，形成有構(gòu) 成流路61、62的一部分的貫通孔33c、33d。
[0053]燃料極33a為陽極。燃料極33a中，氧離子與燃料氣體進(jìn)行反應(yīng)從而釋放出電子。 燃料極33a優(yōu)選使用多孔質(zhì)、電子傳導(dǎo)性較高、且在高溫下不易與固體氧化物電解質(zhì)層31 等產(chǎn)生固體間反應(yīng)的材料。
[0054]燃料極33a含有Ni。具體而言，燃料極33a例如能由含Ni的氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、 含Ni的氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯(也可以是金屬陶瓷)、含Ni且摻入有Gd的二氧化鈰、含Ni且摻 入有Sm的二氧化鋪等構(gòu)成。
[0055]此外，燃料極33a中Ni的含有率例如按照氧化物換算為40質(zhì)量％?80質(zhì)量％左 右。
[0056](第一間隔物10)
[0057]如圖1、圖9及圖10所示，在發(fā)電元件30的空氣極層32上配置有第一間隔物10。 該第一間隔物10具有形成流路12a的功能，該流路12a用于將由氧化劑氣體流路61所提 供的氧化劑氣體供應(yīng)到空氣極32a。另外，在包括多個(gè)發(fā)電元件的燃料電池中，第一間隔物 還同時(shí)具有將燃料氣體與氧化劑氣體分離的功能。
[0058]第一間隔物10具有第一間隔物主體11和第一流路形成構(gòu)件12。第一間隔物主 體11配置在空氣極32a上。第一間隔物主體11中，形成有構(gòu)成流路61、62的一部分的貫 通孔 11a、lib。
[0059]第一流路形成構(gòu)件12配置在第一間隔物主體11與空氣極層32之間。第一流路 形成構(gòu)件12具有周邊部12b、以及多個(gè)線狀凸部12c。周邊部12b中，形成有構(gòu)成燃料流路 62的一部分的貫通孔12d。
[0060]多個(gè)線狀凸部12c分別設(shè)置成從第一間隔物主體11在空氣極層32 —側(cè)的表面向 空氣極層32—側(cè)突出。多個(gè)線狀凸部12c分別沿X方向進(jìn)行設(shè)置。多個(gè)線狀凸部12c沿 著y方向彼此隔開間隔地進(jìn)行配置。在相鄰的線狀凸部12c之間、以及線狀凸部12c與周 邊部12b之間，劃分形成有上述流路12a。
[0061]第一間隔物主體11及第一流路形成構(gòu)件12的材料并無特別限定。第一間隔物主 體11及第一流路形成構(gòu)件12分別可由例如穩(wěn)定氧化鋯、部分穩(wěn)定氧化鋯等形成。另外，第 一間隔物主體11及第一流路形成構(gòu)件12可分別由例如添加有稀土金屬的鉻酸鑭等導(dǎo)電性 陶瓷、Mg0/MgAl204、SrTiO3Al2O3等絕緣性陶瓷等形成。
[0062]在多個(gè)線狀凸部12c中，分別埋設(shè)有多個(gè)通孔電極12cl。多個(gè)通孔電極12cl形成 為在z方向上貫通多個(gè)線狀凸部12c。另外，第一間隔物主體11中，與多個(gè)通孔電極12cl 的位置相對(duì)應(yīng)地形成有多個(gè)通孔電極11c。多個(gè)通孔電極Ilc形成為貫通第一間隔物主體
11。這些多個(gè)通孔電極Ilc及多個(gè)通孔電極12cl構(gòu)成了從線狀凸部12c在與第一間隔物 主體11相反一側(cè)的表面直至第一間隔物主體11在與線狀凸部12c相反一側(cè)的表面的多個(gè) 互連接器13。
[0063]此外，互連接器13也能與第一間隔物10形成一體。即，第一間隔物10也能兼具 作為互連接器的功能。
[0064]通孔電極Ilc及通孔電極12cl的材質(zhì)并無特別限定。通孔電極Ilc與通孔電極 12cI可以分別例如由LSM等形成。[0065](第二間隔物50)
[0066]在發(fā)電元件30的燃料極層33上，配置有第二間隔物50。該第二間隔物50具有形 成流路52a的功能，該流路52a用于將由燃料氣體流路62所提供的燃料氣體供應(yīng)到燃料極 33a。另外，在包括多個(gè)發(fā)電元件的燃料電池中，第二間隔物還同時(shí)具有將燃料氣體與氧化 劑氣體分離的功能。
[0067]第二間隔物50具有第二間隔物主體51和第二流路形成構(gòu)件52。第二間隔物主 體51配置在燃料極33a上。第二間隔物主體51中，形成有構(gòu)成流路61、62的一部分的貫 通孔 51a、51b。
[0068]第二流路形成構(gòu)件52配置在第二間隔物主體51與燃料極層33之間。第二流路 形成構(gòu)件52具有周邊部52b、以及多個(gè)線狀凸部52c。周邊部52b中，形成有構(gòu)成燃料氣體 流路62的一部分的貫通孔52d。
[0069]多個(gè)線狀凸部52c分別設(shè)置成從第二間隔物主體51在燃料極層33 —側(cè)的表面向 燃料極層33 —側(cè)突出。多個(gè)線狀凸部52c分別沿著與線狀凸部52c的延伸方向相垂直的 y方向設(shè)置。多個(gè)線狀凸部52c沿著X方向彼此隔開間隔地進(jìn)行配置。在相鄰的線狀凸部 52c之間、以及線狀凸部52c與周邊部52b之間，劃分形成有上述流路52a。因此，流路52a 的延伸方向與流路12a的延伸方向正交。
[0070]第二間隔物主體51及第二流路形成構(gòu)件52的材料并無特別限定。第二間隔物主 體51及第二流路形成構(gòu)件52分別可由例如穩(wěn)定氧化鋯、部分穩(wěn)定氧化鋯等形成。另外，第 二間隔物主體51及第二流路形成構(gòu)件52也可分別例如由添加有稀土金屬的鉻酸鑭等導(dǎo)電 性陶瓷、Mg0/MgAl204、SrTiO3Al2O3等絕緣性陶瓷等形成。
[0071]如圖9及圖10所示，在多個(gè)線狀凸部52c中分別埋設(shè)有多個(gè)通孔電極52cl。另 夕卜，第二間隔物主體51中，與多個(gè)通孔電極52cl的位置相對(duì)應(yīng)地形成有多個(gè)通孔電極51c。 多個(gè)通孔電極51c與多個(gè)通孔電極52cl進(jìn)行電連接。多個(gè)通孔電極51c形成為貫通第二 間隔物主體51。利用上述多個(gè)通孔電極51c及多個(gè)通孔電極52cl，來構(gòu)成將燃料極33a引 出到外部的互連接器14。
[0072]此外，互連接器14也能與第二間隔物50形成一體。即，第二間隔物50也能兼具 作為互連接器的功能。
[0073]互連接器14具有由Ag或Ag合金構(gòu)成的部分。在本實(shí)施方式中，具體而言，互連 接器14具有由Ag合金構(gòu)成的部分。更具體而言，互連接器14整體由Ag-Pd合金構(gòu)成。因 此，互連接器14的阻氣性較高。
[0074]在本實(shí)施方式中，在互連接器14和燃料極33a之間配置有中間膜53。具體而言， 中間膜53配置在形成于線狀凸部52c的通孔52c2的燃料極33a側(cè)的端部?；ミB接器14 與燃料極33a被該中間膜53隔尚。
[0075](中間膜53)
[0076]中間膜53由含Ni和Ti的氧化物構(gòu)成。中間膜53中Ni與Ti之間的摩爾比(N1:Ti) 優(yōu)選為62:38?95:5，更優(yōu)選與71:29?91:9。
[0077]在本實(shí)施方式中，中間膜53在不進(jìn)行發(fā)電的狀態(tài)下、和在進(jìn)行發(fā)電的狀態(tài)下具有 不同的性質(zhì)。中間膜53在制作燃料電池I時(shí)含有NiTiO3晶相。中間膜53在制作燃料電 池I時(shí)還含有NiO晶相。[0078]另一方面，在高溫且提供有燃料氣體的發(fā)電過程中，NiO被還原成金屬Ni。因此， 在發(fā)電過程中，中間膜53會(huì)成為由金屬Ni和氧化鈦的混合物構(gòu)成的狀態(tài)。
[0079]中間層53能通過對(duì)NiO粉末等氧化鎳粉末、及TiO2粉末等氧化鈦粉末進(jìn)行燒結(jié) 來形成。若以質(zhì)量％來表示NiO粉末與TiO2粉末的混合比(NiO = TiO2)，則優(yōu)選為60:40? 95:5，更優(yōu)選為 70:30 ?90:10。
[0080]然而，在使含有Ni的燃料極與含有Ag或Ag合金的互連接器直接接觸來使燃料極 與互連接器電連接的情況下，燃料電池的產(chǎn)品壽命會(huì)縮短。具體而言，在發(fā)電過程中電壓會(huì) 急劇降低。
[0081]與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，在燃料極33a與互連接器14之間配置有由包含Ni和 Ti的氧化物構(gòu)成的中間膜53。因此，能抑制發(fā)電中電壓急劇下降的問題。其結(jié)果是，能實(shí) 現(xiàn)較長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命。其理由雖未確定，但是可認(rèn)為是通過使燃料極33a和互連接器14之間 夾著由含Ni和Ti的氧化物構(gòu)成的中間膜，從而在燃料電池的動(dòng)作環(huán)境中，燃料極33a和互 連接器14之間的接合變穩(wěn)定。
[0082]另外，在本實(shí)施方式中，中間膜53中Ni和Ti的摩爾比(N1: Ti)是62:38?95:5。 因此，能將中間膜53的電阻減小到在實(shí)際使用上沒有問題的大小。因此，能通過設(shè)置中間 膜53來抑制電壓下降。基于通過設(shè)置中間膜53來更有效地抑制電壓下降的觀點(diǎn)，中間膜 53中Ni與Ti的摩爾比(N1:Ti)優(yōu)選為71:29?91:9。
[0083]以下，對(duì)實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方式的另一個(gè)示例進(jìn)行說明。在下面的說明中，用通用 的標(biāo)號(hào)來參照與實(shí)施方式I實(shí)質(zhì)上具有共同功能的構(gòu)件，并省略說明。
[0084](實(shí)施方式2?實(shí)施方式4)
[0085]圖11是實(shí)施方式2所涉及的燃料電池的簡(jiǎn)要剖視圖。圖12是實(shí)施方式3所涉及 的燃料電池的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0086]在上述實(shí)施方式I中，對(duì)中間膜53配置在通孔52c2的燃料極33a側(cè)端部的例子 進(jìn)行了說明。但本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)。例如，如圖11所示，也能將中間膜53設(shè)置成覆蓋 燃料極33a在互連接器14側(cè)的表面。具體而言，在實(shí)施方式2中，中間膜53設(shè)置成覆蓋燃 料極層33在互連接器14側(cè)的表面。在實(shí)施方式2中，中間膜53由多孔體構(gòu)成。因此，燃 料氣體能透過中間膜53而提供給燃料極33a。
[0087]另外，也能將中間膜配置在第二線狀凸部與燃料極之間，并且在燃料極面向流路 的部分上不設(shè)置中間膜。
[0088]另外，如圖12所示，也能將中間膜53配置在通孔52c2的中央部。如圖13所示， 也能將中間膜53配置在通孔52c2的間隔物主體51側(cè)端部。在實(shí)施方式3與實(shí)施方式4 中，互連接器14的比中間膜53更靠近間隔物50 —側(cè)的部分52cll含有Ag或Ag合金。燃 料極33a —側(cè)的部分52cl2與燃料極33a由相同材料構(gòu)成。
[0089](實(shí)施例)
[0090]利用以下所示的條件來制作與上述實(shí)施方式2的燃料電池實(shí)質(zhì)上具有相同結(jié)構(gòu) 的燃料電池。
[0091]間隔物的構(gòu)成材料:YSZ
[0092]固體氧化物電解質(zhì)層的構(gòu)成材料:YSZ
[0093]空氣極的構(gòu)成材料:LSM/YSZ[0094]燃料極的構(gòu)成材料:Ni/YSZ (Ni的含有率按照氧化物進(jìn)行換算):60質(zhì)量％
[0095]互連接器:Ag_Pd合金
[0096]中間膜的構(gòu)成材料:含有Ni及Ti的氧化物(摩爾比N1: Ti=76:24)
[0097](比較例)
[0098]制作除了未設(shè)置中間膜之外與上述實(shí)施例相同的燃料電池。
[0099](評(píng)價(jià))
[0100]對(duì)于在上述實(shí)施例及比較例中分別制作的燃料電池，在900°C下，流入96%H2 -4%H20氣體和氧化劑氣體來進(jìn)行發(fā)電。其結(jié)果如圖14所示。
[0101]基于圖14所示的結(jié)果可知，在實(shí)施例中制作的燃料電池即使經(jīng)過0.6A/cm2電流密度的500小時(shí)通電試驗(yàn)，也不會(huì)發(fā)生急劇的電壓下降。
[0102]另一方面，在比較例中所制作的燃料電池經(jīng)過0.3A/cm2電流密度的通電試驗(yàn)之后，約會(huì)在24小時(shí)左右發(fā)生急劇的電壓下降。
[0103](實(shí)施例)
[0104]根據(jù)表I所示的條件I-8，以水作為溶媒來對(duì)氧化鎳及氧化鈦進(jìn)行混合、粉碎。 之后，進(jìn)行干燥，并在900°C進(jìn)行預(yù)燒成。對(duì)所獲得的燒成物添加有機(jī) 粘合劑，以制作漿料。 利用刮刀法來將該漿料形成為片材狀。
[0105]接在，將所獲得的片材層疊多片，并進(jìn)行壓接，以制作長(zhǎng)度20mm、寬度5mm、厚度 Imm的方柱體。對(duì)其進(jìn)行燒成，從而獲得導(dǎo)電率測(cè)定用的樣品。對(duì)所獲得根據(jù)各條件制作的樣品，使用四端子法來在900°C、96%H2-4%H20的氣氛中測(cè)定導(dǎo)電率。在下表I中示出結(jié)果。
[0106][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池，其特征在于，包括:發(fā)電元件，該發(fā)電元件具有固體氧化物電解質(zhì)層、配置在所述固體氧化物電解質(zhì)層的 一個(gè)主面上的第一電極、和配置在所述固體氧化物電解質(zhì)層的另一個(gè)主面上的第二電極； 間隔物，該間隔物配置在所述第一電極上，且被劃分形成面向所述第一電極的流路；以及互連接器，該互連接器與所述第一電極相連接，所述第一電極含有Ni，所述互連接器具有由Ag或Ag合金構(gòu)成的部分，所述燃料電池還具有中間膜，該中間膜配置在所述由Ag或Ag合金構(gòu)成的部分與所述 第一電極之間，且由含有Ni和Ti的氧化物構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述中間膜在制作燃料電池時(shí)含有NiTiO3晶相。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池，其特征在于，所述中間膜在制作燃料電池時(shí)還含有NiO晶相。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的燃料電池，其特征在于，所述中間膜中Ni和Ti的摩爾比(N1:Ti)在62:38?95:5的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的燃料電池，其特征在于，所述第一電極由含Ni的氧化釔穩(wěn)定氧化鋯、含Ni的氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯、含Ni且摻入 有Gd的二氧化鈰、或含Ni且摻入有Sm的二氧化鈰構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的燃料電池，其特征在于，所述互連接器具有由Ag-Pd合金構(gòu)成的部分。
【文檔編號(hào)】H01M8/02GK103460473SQ201280015499
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】森直哉, 高田和英 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所