JPH1140175A - Manufacture of electrochemical cell - Google Patents
Manufacture of electrochemical cellInfo
- Publication number
- JPH1140175A JPH1140175A JP9191247A JP19124797A JPH1140175A JP H1140175 A JPH1140175 A JP H1140175A JP 9191247 A JP9191247 A JP 9191247A JP 19124797 A JP19124797 A JP 19124797A JP H1140175 A JPH1140175 A JP H1140175A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- forming
- solid electrolyte
- layer
- clay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 78
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 47
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 9
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 27
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 15
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 7
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 6
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 6
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQENXCOZCUHKRE-UHFFFAOYSA-N [La+3].[La+3].[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O Chemical compound [La+3].[La+3].[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O BQENXCOZCUHKRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical group [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 229910001233 yttria-stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 3
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical group OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- NFYLSJDPENHSBT-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[La+3] NFYLSJDPENHSBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 2
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 2
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- FVROQKXVYSIMQV-UHFFFAOYSA-N [Sr+2].[La+3].[O-][Mn]([O-])=O Chemical compound [Sr+2].[La+3].[O-][Mn]([O-])=O FVROQKXVYSIMQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052963 cobaltite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 235000010944 ethyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002075 lanthanum strontium manganite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920003087 methylethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質型燃料電
池、水蒸気電解セル、酸素ポンプ、ノックス分解セル等
の電気化学セルの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electrochemical cell such as a solid oxide fuel cell, a steam electrolysis cell, an oxygen pump, a Knox decomposition cell and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】固体電解質型燃料電池は、いわゆる平板
型と円筒型とに大別される。平板型の固体電解質型燃料
電池においては、いわゆるセパレータと発電層とを交互
に積層することにより、発電用のスタックを構成する。
特開平5─54897号公報においては、燃料極と空気
極とをそれぞれ形成して発電層を作成し、またインター
コネクターを作成し、この発電層とインターコネクター
との間に、セラミックス粉末と有機バインダーとを含有
する薄膜を挟んで積層体を作製し、この積層体を熱処理
することにより、発電層とインターコネクターとを接合
している。2. Description of the Related Art Solid oxide fuel cells are roughly classified into a so-called flat type and a cylindrical type. In a plate-type solid oxide fuel cell, a so-called separator and a power generation layer are alternately stacked to form a power generation stack.
In JP-A-5-54897, a fuel electrode and an air electrode are respectively formed to form a power generation layer, and an interconnector is formed. Ceramic powder and an organic binder are interposed between the power generation layer and the interconnector. A laminate is produced by sandwiching a thin film containing, and the laminate is heat-treated to join the power generation layer and the interconnector.
【0003】また、特開平6─68885号公報におい
ては、インターコネクターのグリーン成形体と空気極側
ディストリビューターのグリーン成形体とを積層し、こ
の積層体を一体焼結させることにより、インターコネク
ターとディストリビューターとを接合することが記載さ
れている。この方法においては、両者のグリーン成形体
の間に、両者と熱収縮挙動が極端に異なる材料を塗布す
ることにより、グリーン成形体間の応力を緩和する応力
緩和層を形成している。この応力緩和層は、焼成収縮時
に細かく破壊し、これによって応力が緩和される。In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-68885, a green molded body of an interconnector and a green molded body of an air electrode side distributor are laminated, and the laminated body is integrally sintered to form an interconnector. Joining with a distributor is described. In this method, a stress relaxation layer for relaxing stress between the green molded bodies is formed between the two green molded bodies by applying a material having an extremely different heat shrinkage behavior from the two green molded bodies. This stress relieving layer is finely broken during shrinkage by firing, whereby the stress is relieved.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの製造
方法によって製造された平板型固体電解質型燃料電池
は、電極と固体電解質との界面の密着性に劣り、分極が
生じやすく、また、高抵抗層が生成し易い。また、固体
電解質型燃料電池を構成する各層ごとに焼成を行う必要
があるために、製造に時間がかかり、生産性が低い。ま
た、複数回の焼結工程の間に、各層の特性が所望特性か
ら劣化してくる。例えば空気極を最初に焼成した場合に
は、この空気極が更に複数回の焼成工程に供されること
になり、その間に空気極の焼結が更に進行し、空気極の
気孔率が低下してくる。また、空気極とインターコネク
ターとの間に高抵抗層が生成し易くなる。However, the flat solid electrolyte fuel cells manufactured by these manufacturing methods have poor adhesion at the interface between the electrode and the solid electrolyte, tend to cause polarization, and have a high resistance. Layers are easy to form. In addition, since it is necessary to perform sintering for each layer constituting the solid oxide fuel cell, it takes a long time to manufacture, and the productivity is low. Further, during a plurality of sintering steps, the characteristics of each layer deteriorate from desired characteristics. For example, if the air electrode is fired first, the air electrode will be subjected to a plurality of firing steps, during which time the sintering of the air electrode will further proceed, and the porosity of the air electrode will decrease. Come. Further, a high-resistance layer is easily generated between the air electrode and the interconnector.
【0005】本発明の課題は、固体電解質層と、固体電
解質層の両側に形成されている一方の電極および他方の
電極と、前記一方の電極と一体化されている緻密体層と
を備えている電気化学セルを製造するのに際して、電極
と固体電解質層、および電極と緻密体層との密着性を向
上させ、これらの界面における分極を減少させることで
あり、かつ生産性が高い製造方法を提供することであ
る。An object of the present invention is to provide a solid electrolyte layer, one electrode and the other electrode formed on both sides of the solid electrolyte layer, and a dense layer integrated with the one electrode. When manufacturing an electrochemical cell, it is necessary to improve the adhesion between the electrode and the solid electrolyte layer, and between the electrode and the dense body layer, to reduce the polarization at the interface between them, and to provide a production method with high productivity. To provide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、固体電解質層
と、固体電解質層の両側に形成されている一方の電極お
よび他方の電極と、一方の電極と一体化されている緻密
体層とを備えている電気化学セルを製造する方法であっ
て、一方の電極を成形するための杯土と、緻密体層を成
形するための杯土とを、それぞれ別個に連続的に押し出
しながら口金中で合流させ、次いで固体電解質層を成形
するための杯土を連続的に押し出しながら口金中で一方
の電極上に合流させることによって、少なくとも緻密体
層の成形体と一方の電極の成形体と固体電解質層の成形
体を備えている積層成形体を得る方法に係るものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a solid electrolyte layer, one electrode and the other electrode formed on both sides of the solid electrolyte layer, and a dense body layer integrated with one electrode. A method for producing an electrochemical cell comprising: a fill for forming one electrode and a fill for forming a dense body layer, while continuously extruding each separately, And then, while continuously extruding the fill for forming the solid electrolyte layer, by joining on one of the electrodes in a die, at least the compact of the dense body layer and the compact of one electrode and the solid The present invention relates to a method for obtaining a laminated molded article including a molded article of an electrolyte layer.
【0007】本発明者は、前記した各層を有する電気化
学セルを効率的に製造する方法を探究する過程で、一方
の電極を成形するための杯土と、緻密体層を成形するた
めの杯土とを、それぞれ別個に連続的に押し出しながら
口金中で合流させ、更に固体電解質層を成形するための
杯土を連続的に押し出しながら前記の口金中で一方の電
極上に合流させることを想到した。[0007] In the course of exploring a method for efficiently manufacturing an electrochemical cell having the above-mentioned layers, the inventor of the present invention has found that a potting material for forming one electrode and a potting material for forming a dense body layer. It is conceived that the soil and the soil are merged in the die while continuously extruding them separately, and that the soil for forming the solid electrolyte layer is continuously extruded and merged on one electrode in the die. did.
【0008】これによって、電極と固体電解質層との密
着性、電極と緻密体層との密着性が向上し、これらの界
面における分極を減少させることができた。電極と固体
電解質層との界面においては、一方の電極を成形するた
めの杯土と、固体電解質層を成形するための杯土とを、
それぞれ別個に連続的に押し出しながら口金中で合流さ
せることによって、両者の界面で各材質が適度に混合
し、三層界面が多数形成されたためと考えられる。電極
と緻密体層との界面においては、同じく、界面で各材質
が適度に混合し、密着強度が高くなるために剥離等は生
じにくく、界面抵抗が小さくなるためである。しかも、
非常に生産性が高く、かつ焼成回数も1回ないし2回で
済むので、電極層の気孔率の増大や寸法変化などの変質
も防止できる。As a result, the adhesion between the electrode and the solid electrolyte layer and the adhesion between the electrode and the dense body layer are improved, and the polarization at the interface between them can be reduced. At the interface between the electrode and the solid electrolyte layer, a fill for forming one electrode and a fill for forming the solid electrolyte layer,
This is probably because the materials were mixed appropriately at the interface between them by extruding them separately while continuously extruding them, and a large number of three-layer interfaces were formed. Similarly, at the interface between the electrode and the dense body layer, the respective materials are appropriately mixed at the interface and the adhesion strength is increased, so that peeling or the like hardly occurs and the interface resistance is reduced. Moreover,
Since the productivity is extremely high and the number of firings is one or two, alteration such as increase in porosity and dimensional change of the electrode layer can be prevented.
【0009】[0009]
【発明の実施形態】本発明においては、一方の電極を成
形するための杯土と、緻密体層を成形するための杯土と
を、それぞれ別個に連続的に押し出しながら口金中で合
流させ、次いで固体電解質層を成形するための杯土と他
方の電極を成形するための坏土とを積層状態で連続的に
押し出しながら口金中で一方の電極上に合流させること
ができる。これによって、一種類の口金中で、一対の電
極、緻密体層および固体電解質層という電気化学セルの
主要構成要素をすべて成形することができるので、焼成
工程も一回で済む。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a fill material for forming one electrode and a fill material for forming a dense body layer are separately and continuously extruded and joined in a die. Next, while continuously extruding the clay for forming the solid electrolyte layer and the kneaded clay for forming the other electrode in a laminated state, they can be merged on one electrode in the die. This makes it possible to mold all of the main components of the electrochemical cell including the pair of electrodes, the dense body layer, and the solid electrolyte layer in a single type of die, so that only one firing step is required.
【0010】また、緻密体層と一方の電極との間に、各
杯土の押し出し方向に向かって延びるガス流路を形成す
る場合には、口金中に、ガス流路を成形するための中子
を固定する必要がある。この際、緻密体層を成形するた
めの杯土と一方の電極を成形するための杯土との合流点
よりも上流側に、あるいは合流点とほぼ同じ位置に、中
子の上流側の末端を位置させることが好ましい。これに
よって、緻密体層を成形するための杯土と一方の電極を
成形するための杯土とが合流する前か、または合流と同
時に、ガス流路を形成するための溝を成形することがで
きる。In the case where a gas flow path extending in the extrusion direction of each fill is formed between the dense body layer and one of the electrodes, a gas flow path for forming the gas flow path is formed in the base. The child needs to be fixed. At this time, the upstream end of the core is located upstream of or near the same point as the confluence of the fill for forming the dense body layer and the fill for forming one electrode. Is preferably located. Thus, before or at the same time as the fill for forming the dense body layer and the fill for forming the one electrode are merged, it is possible to form a groove for forming a gas flow path. it can.
【0011】緻密体層を成形するための杯土と一方の電
極を成形するための杯土とが合流してしまった後に、ガ
ス流路を形成するための中子に対して口金中で衝突させ
ると、既にこのときには各坏土の界面が強固に接合して
おり、この接合界面を中子によって2つに割ることにな
る。このため、界面付近に多大な不均等な圧力が加わ
り、接合界面の位置が変動し易く、成形体の寸法が大き
く狂いやすくなる。After the fill for forming the dense body layer and the fill for forming one electrode have merged, they collide with the core for forming the gas flow passage in the die. Then, at this time, the interfaces of the respective clays are already strongly bonded, and this bonded interface is divided into two by the core. For this reason, a large uneven pressure is applied to the vicinity of the interface, the position of the bonding interface is liable to fluctuate, and the size of the molded body is liable to be greatly changed.
【0012】電気化学セルにおいては、ガス流路の横断
面の形状を多角形とすることができるが、この場合に
は、多角形のガス流路の各角部にアール(円弧)を形成
することが好ましい。これによって、発電時等にアール
の部分に電流が分散し易くなり、電流の集中が生じにく
くなる。In the electrochemical cell, the cross section of the gas flow path can be polygonal. In this case, an arc is formed at each corner of the polygonal gas flow path. Is preferred. This makes it easier for the current to be dispersed to the rounded portion during power generation or the like, making it less likely for the current to concentrate.
【0013】また、ガス流路の横断面の形状を閉曲面と
することが好ましく、これによって前記のような電流集
中がほとんど生じなくなる。こうした閉曲面は特に限定
されないが、円形または楕円形が好ましい。Further, it is preferable that the cross section of the gas flow path has a closed curved surface, so that the above-mentioned current concentration hardly occurs. Although such a closed surface is not particularly limited, a circular or elliptical shape is preferable.
【0014】緻密体層の相対密度は、気密性を保持する
ために94%以上とする必要がある。緻密体層の相対密
度は最高100%である。また、電極の相対密度は、強
度の観点からは60%以上とすることが好ましく、発電
用のガスの流通性を向上させるためには、85%以下と
することが好ましく、75%以下とすることが一層好ま
しい。The relative density of the dense body layer needs to be 94% or more in order to maintain airtightness. The relative density of the dense layer is up to 100%. Further, the relative density of the electrode is preferably 60% or more from the viewpoint of strength, and is preferably 85% or less, and 75% or less in order to improve the flowability of the gas for power generation. Is more preferred.
【0015】本発明の電気化学セルを酸素ポンプとして
使用できる。また、本発明の電気化学セルを、高温水蒸
気電解セルとして使用できる。このセルは、水素の製造
装置に使用でき、また水蒸気の除去装置に使用できる。
この場合には、各電極で次の反応を生じさせる。The electrochemical cell of the present invention can be used as an oxygen pump. Further, the electrochemical cell of the present invention can be used as a high-temperature steam electrolysis cell. This cell can be used for a hydrogen production device and a steam removal device.
In this case, the following reaction occurs at each electrode.
【0016】[0016]
【化1】 陰極:H2 O+2e- →H2 +O2 - 陽極:O2 - →2e- +1/2O2 Cathode: H 2 O + 2e − → H 2 + O 2 −Anode: O 2 − → 2e − + 1 / 2O 2
【0017】更に、本発明の電気化学セルを、NOxの
分解セルとして使用できる。この分解セルは、自動車、
発電装置からの排ガスの浄化装置として使用できる。現
在、ガソリンエンジンから発生するNOxには、三元機
能触媒によって対応している。しかし、リーンバーンエ
ンジンやディーゼルエンジンなど、低燃費型のエンジン
が増加すると、これらのエンジンの排ガス中の酸素量が
多いので、三元機能触媒が機能しなくなる。Furthermore, the electrochemical cell of the present invention can be used as a NOx decomposition cell. This disassembly cell is used for automobiles,
It can be used as a device for purifying exhaust gas from a power generator. At present, NOx generated from a gasoline engine is handled by a three-way catalyst. However, when the number of fuel-efficient engines such as lean burn engines and diesel engines increases, the amount of oxygen in the exhaust gas of these engines is large, so that the three-way catalyst does not function.
【0018】ここで、本発明の電気化学セルをNOx分
解セルとして使用すると、固体電解質膜を通して排ガス
中の酸素を除去するのと共に、NOxを電解してN2 と
O2 - とに分解し、この分解によって生成した酸素をも
除去できる。また、このプロセスと共に、排ガス中の水
蒸気が電解されて水素と酸素とを生じ、この水素がNO
xをN2 へと還元する。Here, when the electrochemical cell of the present invention is used as a NOx decomposition cell, oxygen in exhaust gas is removed through a solid electrolyte membrane, and NOx is electrolyzed to be decomposed into N 2 and O 2- . Oxygen generated by this decomposition can also be removed. In addition, along with this process, steam in the exhaust gas is electrolyzed to generate hydrogen and oxygen, and this hydrogen is converted into NO.
the x is reduced to N 2.
【0019】NOx分解セルの場合には、固体電解質膜
を酸化セリウム系セラミックスとすることが特に好まし
く、陰極材料としてはパラジウム、ニッケル−ジルコニ
アサーメットとすることが好ましい。In the case of a NOx decomposition cell, the solid electrolyte membrane is particularly preferably made of a cerium oxide-based ceramic, and the cathode material is preferably made of palladium or nickel-zirconia cermet.
【0020】本発明において緻密体層と最初に積層する
べき一方の電極は、空気極、燃料極の双方を含むが、空
気極の方が一層好適である。また、水蒸気電解の場合に
は、陽極と陰極との双方を含むが、陽極の方が一層好適
である。しかも、自立型(自己支持型)の空気極と緻密
体層とを接合することが、特に好適である。In the present invention, one electrode to be laminated first with the dense body layer includes both an air electrode and a fuel electrode, but the air electrode is more preferable. In the case of steam electrolysis, both the anode and the cathode are included, but the anode is more preferable. Moreover, it is particularly preferable to join the self-supporting (self-supporting) air electrode to the dense body layer.
【0021】図1は、本発明の製造方法に好適に使用で
きる押出成形用口金を、その長さ方向に切って見た断面
図である。図2(a)は、坏土供給部3の入口側を示す
正面図であり、図2(b)は、坏土供給部3の側面図で
あり、図2(c)は、坏土供給部3を出口側から見た状
態を示す正面図である。図3は、図1の口金1のIII
−III線矢視断面図であり、図4は、図1の口金1の
IV−IV線矢視断面図であり、図5は、図1の口金1
によって得られた積層成形体21を示す断面図である。
以下は、固体電解質型燃料電池の製造に適用した例につ
いて述べる。FIG. 1 is a cross-sectional view of a die for extrusion molding which can be suitably used in the manufacturing method of the present invention, which is cut in a length direction thereof. FIG. 2A is a front view showing the entrance side of the kneaded clay supply unit 3, FIG. 2B is a side view of the kneaded clay supply unit 3, and FIG. It is a front view showing the state where part 3 was seen from the exit side. FIG. 3 shows III of the base 1 of FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a laminated molded body 21 obtained by the above method.
The following describes an example in which the present invention is applied to the production of a solid oxide fuel cell.
【0022】口金1は、口金本体10と、一対の坏土供
給部2、3とを備えている。坏土供給部3は、図2
(a)、(b)、(c)に示すように、略四角錐台の形
状を有している。坏土供給部3の外殻3a中に仕切り3
bが形成されており、外殻3aおよび仕切り3bによっ
て、二つの坏土供給孔4、5が形成されている。The base 1 includes a base body 10 and a pair of clay supplying units 2 and 3. The kneaded material supply unit 3 is shown in FIG.
As shown in (a), (b), and (c), it has a substantially truncated pyramid shape. Partition 3 in outer shell 3a of kneaded material supply unit 3
b are formed, and two clay supply holes 4 and 5 are formed by the outer shell 3a and the partition 3b.
【0023】坏土供給部2も、坏土供給部3とほぼ同様
の形態を有している。即ち、坏土供給部2は、略四角錐
台の形状を有しており、坏土供給部2の外殻2a中に仕
切り2bが形成されており、外殻2aおよび仕切り2b
によって、二つの坏土供給孔8、9が形成されている。The clay supply unit 2 has substantially the same form as the clay supply unit 3. That is, the clay supply unit 2 has a substantially truncated pyramid shape, and the partition 2b is formed in the outer shell 2a of the clay supply unit 2, and the outer shell 2a and the partition 2b
Thereby, two clay supply holes 8 and 9 are formed.
【0024】口金本体10の外殻に対して各坏土供給部
2、3が連結されている。坏土供給部2の坏土供給孔
8、9が、口金本体10の成形孔10aに連通してお
り、坏土供給部3の坏土供給孔4、5が、口金本体10
の成形孔10bに連通している。成形孔10aと10b
とが互いに仕切り10fによって仕切られている。口金
本体10の出口側では、成形孔10aと10bとが一つ
の成形孔10dへと向かって合流している。The respective clay supply units 2 and 3 are connected to the outer shell of the base body 10. The kneaded material supply holes 8 and 9 of the kneaded material supply unit 2 communicate with the forming holes 10 a of the die body 10, and the kneaded material supply holes 4 and 5 of the kneaded material supply unit 3 are connected to the die body 10.
In the forming hole 10b. Forming holes 10a and 10b
Are separated from each other by a partition 10f. On the outlet side of the base body 10, the forming holes 10a and 10b merge toward one forming hole 10d.
【0025】この口金1は、図示しない成形胴に取り付
けられている。この成形胴中の坏土移送機構、好ましく
はプランジャーを駆動することによって、所定の坏土を
各坏土供給孔4、5、8、9中へと供給できるようにな
っている。The base 1 is attached to a molding cylinder (not shown). By driving a kneaded material transfer mechanism in the forming cylinder, preferably a plunger, a predetermined kneaded material can be supplied into each of the kneaded material supply holes 4, 5, 8 and 9.
【0026】具体的には、坏土供給部2の坏土供給孔8
へと、燃料極用の坏土13Aを連続的に供給し、坏土供
給孔9へと、固体電解質層用の坏土14Aを連続的に供
給する。これと同時に、坏土供給部3の坏土供給孔4へ
と、空気極用の坏土15Aを連続的に供給し、坏土供給
孔5へと、導電性の緻密体層用の坏土16Aを連続的に
供給する。More specifically, the clay supply hole 8 of the clay supply unit 2
The kneaded clay 13A for the fuel electrode is continuously supplied, and the kneaded clay 14A for the solid electrolyte layer is continuously supplied to the kneaded clay supply hole 9. At the same time, the kneaded material 15A for the air electrode is continuously supplied to the kneaded material supply hole 4 of the kneaded material supply unit 3, and the kneaded material for the conductive dense body layer is supplied to the kneaded material supply hole 5. 16A is supplied continuously.
【0027】坏土供給孔8中を流れる燃料極用の坏土1
3Aと、坏土供給孔9中を流れる固体電解質層用の坏土
14Aとは、坏土供給部2から排出され、口金本体10
の成形孔10a中に連続的に流入し、成形孔10aの入
口側にある合流点Aで合流する。このとき、坏土供給孔
8、9の断面積と比較して、成形孔10aの断面積は小
さくなっており、坏土13Aと14Aとが合流するとき
に、成形孔10aの断面方向に多大な圧力が加わり、こ
の結果坏土13Bと14Bとが互いに強く圧着するに至
る。この状態で、坏土13Bと14Bとが成形孔10a
中を合流点Dへと向かって流れる。The clay 1 for the fuel electrode flowing through the clay supply hole 8
3A and the clay 14A for the solid electrolyte layer flowing in the clay supply hole 9 are discharged from the clay supply unit 2 and
Continuously flows into the molding hole 10a, and merges at a junction A on the inlet side of the molding hole 10a. At this time, the cross-sectional area of the forming hole 10a is smaller than the cross-sectional area of the kneaded clay supply holes 8 and 9, and when the kneaded clays 13A and 14A merge, the cross-sectional area of the forming hole 10a is greatly increased. High pressure is applied, and as a result, the clay 13B and 14B come to strongly press each other. In this state, the clays 13B and 14B are formed with the forming holes 10a.
It flows toward the junction D through the inside.
【0028】また、坏土供給孔4中を流れる坏土15A
と、坏土供給孔5中を流れる坏土16Aとは、坏土供給
部3から排出され、口金本体10の成形孔10b中に連
続的に流入し、成形孔10bの入口側にある合流点Bで
合流する。このとき、坏土供給孔4、5の断面積と比較
して、成形孔10bの断面積は小さくなっており、坏土
15Aと16Aとが合流するときに、成形孔10bの断
面方向に多大な圧力が加わり、この結果坏土15Bと1
6Bとが互いに強く圧着するに至る。この状態で、坏土
15Bと16Bとが、成形孔10b中を合流点Dへと向
かって流れる。Also, the clay 15A flowing through the clay supply hole 4
And the kneaded clay 16A flowing through the kneaded clay supply hole 5 are discharged from the kneaded clay supply unit 3, continuously flow into the forming hole 10b of the die body 10, and meet at the entrance side of the forming hole 10b. Merge at B. At this time, the cross-sectional area of the forming hole 10b is smaller than the cross-sectional area of the kneaded clay supply holes 4 and 5, and when the kneaded clays 15A and 16A merge, the cross-sectional area of the forming hole 10b is greatly increased. Pressure is applied, and as a result, the clay 15B and 1
6B are strongly pressed against each other. In this state, the clay 15B and 16B flow toward the junction D in the forming hole 10b.
【0029】このときの断面の状態を図3に示す。この
状態では、坏土13B、14Bと、坏土15B、16B
とは、いまだ互いに仕切り10fによって仕切られてい
る。また、成形孔10b中には、所定個数(本図面では
3個)の中子11が設置されている。各中子11の横断
面の形状は、それぞれ略正方形または長方形であり、そ
れぞれ図5に示す単電池21の各ガス流路24に対応し
ている。FIG. 3 shows the state of the cross section at this time. In this state, the clay 13B, 14B and the clay 15B, 16B
Are still partitioned by the partition 10f. A predetermined number (three in this drawing) of cores 11 are provided in the molding holes 10b. The cross-sectional shape of each core 11 is substantially square or rectangular, respectively, and corresponds to each gas flow path 24 of the unit cell 21 shown in FIG.
【0030】各中子11は、それぞれ口金本体10の成
形孔10bの末端まで、即ち、坏土15Aと16Aとの
合流点Bまで延びている。Each core 11 extends to the end of the forming hole 10b of the die body 10, that is, to the junction B between the clays 15A and 16A.
【0031】各坏土13B、14B、15Bおよび16
Bは、各成形孔10a、10b中を口金本体10の出口
10eへと向かって流れ、合流点Dで合流する。図4
は、この合流後の各坏土の状態を示している。この合流
によって、坏土13C、14C、15Cおよび16C
は、図4に示すように積層され、この状態で成形孔10
d中を出口10eへと向かって流れていき、出口10e
から排出される。Each clay 13B, 14B, 15B and 16
B flows through each of the forming holes 10a and 10b toward the outlet 10e of the die body 10, and merges at a merge point D. FIG.
Indicates the state of each kneaded clay after the merging. By this merging, the clay 13C, 14C, 15C and 16C
Are laminated as shown in FIG.
d, flows toward the exit 10e and exits 10e
Is discharged from
【0032】こうして製造された単電池の成形体21に
おいては、導電性の緻密体層の成形体16D、空気極の
成形体15D、未焼成の固体電解質層14Dおよび未焼
成の燃料極13Dが互いに密着し、積層されている。成
形体16Dは平面的に見て長方形であり、その長辺に沿
って伸びるように隔壁16aと溝25とが形成されてい
る。また、空気極の成形体15Dは、平面的に見ると、
成形体16Dとほぼ同じ形状である。成形体15Dの長
辺に沿って伸びるように隔壁15aと溝22とが形成さ
れている。これらの溝および隔壁の数は、種々変更でき
る。好ましくは、各溝22、25の各角部には、それぞ
れアールを形成する。In the compact 21 of the unit cell thus manufactured, the compact 16D of the conductive dense layer, the compact 15D of the air electrode, the unsintered solid electrolyte layer 14D and the unsintered fuel electrode 13D are mutually connected. Closely adhered and laminated. The molded body 16D is rectangular in a plan view, and has a partition wall 16a and a groove 25 formed to extend along its long side. In addition, the air electrode formed body 15D has a planar view.
It has almost the same shape as the molded body 16D. The partition wall 15a and the groove 22 are formed so as to extend along the long side of the molded body 15D. The number of these grooves and partitions can be variously changed. Preferably, a radius is formed at each corner of each groove 22, 25.
【0033】相対向する一対の溝22と25とによっ
て、それぞれ酸化ガス流路24が形成されている。各酸
化ガス流路24の側面24aに対して、各隔壁15aと
16aとの界面23がつながっている。An oxidizing gas channel 24 is formed by the pair of grooves 22 and 25 facing each other. The interface 23 between the partition walls 15a and 16a is connected to the side surface 24a of each oxidizing gas flow path 24.
【0034】空気極の成形体15Dの上側面を覆うよう
に、未焼成の固体電解質層14aが形成されており、成
形体15Dの側面を覆うように、未焼成の固体電解質層
14bが形成されている。固体電解質層14a、14b
の上に未焼成の燃料極13a、13bが形成されてい
る。側面の燃料極13bの表面13cは、成形体16D
の側面16bと段差なく連続している。これは、図4に
示すように、成形孔10dの壁面18が平坦であるため
である。本実施形態によって製造できる単電池において
は、緻密体層16Dの側面16bと燃料極13Dの側面
13cとが段差なく連続しているが、この必要はない。An unsintered solid electrolyte layer 14a is formed so as to cover the upper side surface of the formed body 15D of the air electrode, and an unsintered solid electrolyte layer 14b is formed so as to cover the side surface of the formed body 15D. ing. Solid electrolyte layers 14a, 14b
The unfired fuel electrodes 13a and 13b are formed on the substrate. The surface 13c of the side fuel electrode 13b is
And is continuous with the side surface 16b without a step. This is because the wall surface 18 of the forming hole 10d is flat as shown in FIG. In the unit cell that can be manufactured according to this embodiment, the side surface 16b of the dense body layer 16D and the side surface 13c of the fuel electrode 13D are continuous without any step, but this is not necessary.
【0035】この積層成形体21を焼成すると、各成形
体16D、14Dが緻密化し、酸化ガス流路24が単電
池外の雰囲気と接触しないように隔離される。When the laminated compact 21 is fired, the compacts 16D and 14D are densified, and the oxidizing gas flow path 24 is isolated from the atmosphere outside the cell.
【0036】図6は、他の実施形態で使用する口金31
を示す断面図であり、図7は、図6の口金を使用した製
造された積層成形体33を示す断面図である。FIG. 6 shows a base 31 used in another embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a laminated molded body 33 manufactured using the die of FIG.
【0037】口金31は、口金本体36と、一対の坏土
供給部3、37とを備えている。坏土供給部3は、図1
および図2(a)、(b)、(c)を参照しつつ説明し
たものである。坏土供給部37は、略四角錐台の形状を
有しており、坏土供給部2の外殻中に一つの坏土供給孔
35が形成されている。The base 31 includes a base body 36 and a pair of clay supply units 3 and 37. The kneaded material supply unit 3 is shown in FIG.
2 and FIGS. 2A, 2B, and 2C. The kneaded material supply unit 37 has a substantially quadrangular pyramid shape, and one kneaded material supply hole 35 is formed in the outer shell of the kneaded material supply unit 2.
【0038】口金本体36の外殻に対して各坏土供給部
3、37が連結されている。坏土供給部37の坏土供給
孔35が、口金本体36の成形孔36aに連通してお
り、坏土供給部3の坏土供給孔4、5が、口金本体36
の成形孔36bに連通している。成形孔36aと36b
とが、互いに仕切り36fによって仕切られている。口
金本体36の出口側では、成形孔36aと36bとが一
つの成形孔36dへと向かって合流している。The respective clay supply units 3 and 37 are connected to the outer shell of the base body 36. The kneaded material supply hole 35 of the kneaded material supply unit 37 communicates with the forming hole 36a of the die body 36, and the kneaded material supply holes 4 and 5 of the kneaded material supply unit 3 are connected to the die body 36.
Of the molding hole 36b. Forming holes 36a and 36b
Are separated from each other by a partition 36f. On the outlet side of the base body 36, the forming holes 36a and 36b merge toward one forming hole 36d.
【0039】この口金31も、図示しない成形胴に取り
付けられており、この成形胴中の坏土移送機構を駆動す
ることによって、所定の坏土を各坏土供給孔4、5、3
5中へと供給できるようになっている。The die 31 is also attached to a forming cylinder (not shown), and by driving a kneading material transfer mechanism in the forming cylinder, a predetermined kneading material is supplied to each of the kneading material supply holes 4, 5, 3.
5 can be supplied.
【0040】坏土供給孔35中を流れる固体電解質層用
の坏土14Aは、坏土供給部37から排出され、口金本
体36の成形孔36a中に連続的に流入する。坏土供給
孔35の直径は、口金本体36に近づくのにつれて徐々
に小さくなっており、成形孔36aの直径は、合流点D
へと近づくのにつれて徐々に小さくなっている。The kneaded clay 14A for the solid electrolyte layer flowing through the kneaded clay supply hole 35 is discharged from the kneaded clay supply unit 37 and continuously flows into the forming hole 36a of the die body 36. The diameter of the kneaded material supply hole 35 gradually decreases as it approaches the die body 36, and the diameter of the forming hole 36a is
It becomes smaller gradually as it approaches.
【0041】坏土供給孔4中を流れる坏土15Aと、坏
土供給孔5中を流れる坏土16Aとは、坏土供給部3か
ら排出され、口金本体36の成形孔36b中に連続的に
流入し、成形孔36bの入口側にある合流点Bで合流す
る。このとき、坏土供給孔4、5の断面積と比較して、
成形孔36bの断面積は小さくなっており、坏土15A
と16Bとが合流するときに、成形孔36bの断面方向
に多大な圧力が加わり、この結果坏土15Bと16Bと
が互いに強く圧着するに至る。この状態で、坏土15B
と16Bとが、成形孔36b中を合流点Dへと向かって
流れる。このときの断面の状態は図3に示した。The kneaded clay 15A flowing through the kneaded clay supply hole 4 and the kneaded clay 16A flowing through the kneaded clay supply hole 5 are discharged from the kneaded clay supply unit 3 and continuously formed in the forming holes 36b of the die body 36. And merges at a junction B on the inlet side of the forming hole 36b. At this time, compared with the cross-sectional area of the kneaded material supply holes 4 and 5,
The cross-sectional area of the forming hole 36b is small, and the clay 15A
When the and 16B merge, a large pressure is applied in the cross-sectional direction of the forming hole 36b, and as a result, the clay 15B and 16B are strongly pressed to each other. In this state, the clay 15B
And 16B flow toward the junction D in the forming hole 36b. The state of the cross section at this time is shown in FIG.
【0042】各坏土14B、15Bおよび16Bは、各
成形孔36a、36b中を、口金本体36の出口36e
へと向かって流れ、合流点Dで合流する。この合流によ
って、坏土14C、15Cおよび16Cは、図4に示す
ように積層され(燃料極用の坏土を除く)、この状態で
成形孔36d中を出口36eへと向かって流れていき、
出口36eから排出される。Each of the clays 14B, 15B and 16B passes through each of the forming holes 36a and 36b through the outlet 36e of the die body 36.
And merge at the junction D. By this merging, the clays 14C, 15C and 16C are stacked as shown in FIG. 4 (excluding the fuel electrode clay), and in this state, flow through the forming hole 36d toward the outlet 36e.
It is discharged from the outlet 36e.
【0043】こうして製造された積層成形体33におい
ては、導電性の緻密体層の成形体16D、空気極の成形
体15Dおよび未焼成の固体電解質層14Dが互いに密
着し、積層されている。成形体16Dは平面的に見て長
方形であり、その長辺に沿って伸びるように隔壁16a
と溝25とが形成されている。また、成形体15Dの長
辺に沿って伸びるように、隔壁15aと溝22とが形成
されている。In the laminated molded body 33 thus manufactured, the molded body 16D of the conductive dense layer, the molded body 15D of the air electrode, and the unsintered solid electrolyte layer 14D are closely adhered and laminated. The molded body 16D is rectangular in plan view, and the partition 16a extends along the long side thereof.
And a groove 25 are formed. Further, the partition wall 15a and the groove 22 are formed so as to extend along the long side of the molded body 15D.
【0044】相対向する一対の溝22と25とによっ
て、それぞれ酸化ガス流路24が形成されている。各酸
化ガス流路24の側面24aに対して、各隔壁15aと
16aとの界面23がつながっている。An oxidizing gas flow path 24 is formed by the pair of grooves 22 and 25 facing each other. The interface 23 between the partition walls 15a and 16a is connected to the side surface 24a of each oxidizing gas flow path 24.
【0045】空気極の成形体15Dの上側面を覆うよう
に、未焼成の固体電解質層14aが形成されており、成
形体15Dの側面を覆うように、未焼成の固体電解質層
14bが形成されている。側面の固体電解質層14bの
表面14cは、成形体16Dの側面16bと段差なく連
続している。ただし、緻密体層16Dの側面16bと固
体電解質層14Dの側面14cとを、段差なく連続させ
る必要はない。An unsintered solid electrolyte layer 14a is formed so as to cover the upper side surface of the air electrode formed body 15D, and an unsintered solid electrolyte layer 14b is formed so as to cover the side surface of the formed body 15D. ing. The surface 14c of the side solid electrolyte layer 14b is continuous with the side surface 16b of the molded body 16D without any step. However, the side surface 16b of the dense body layer 16D and the side surface 14c of the solid electrolyte layer 14D need not be continuous without any step.
【0046】この積層成形体33を焼成すると、各成形
体16D、14Dが緻密化し、酸化ガス流路24が単電
池外の雰囲気と接触しないように隔離される。When the laminated compact 33 is fired, the compacts 16D and 14D are densified and isolated so that the oxidizing gas flow path 24 does not come into contact with the atmosphere outside the unit cell.
【0047】本発明において、坏土として水系バインダ
ーを使用すると、有機溶剤を使用した場合のように排気
処理を行う必要がないので、設備を簡単にできるし、口
金から押し出された積層成形体が曲がりにくくなる。こ
の場合には、水分量を10〜20重量%とすることが一
層好ましい。また、水系バインダーとしては、ポリビニ
ルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース等
を例示できる。In the present invention, when an aqueous binder is used as the clay, it is not necessary to perform an exhaust treatment as in the case of using an organic solvent, so that the equipment can be simplified, and the laminated molded body extruded from the die can be formed. It becomes difficult to bend. In this case, the water content is more preferably set to 10 to 20% by weight. Examples of the aqueous binder include polyvinyl alcohol, methyl cellulose, and ethyl cellulose.
【0048】導電性の緻密体層の主原料は、ランタンを
含有するペロブスカイト型複合酸化物であることが好ま
しく、ランタンクロマイトであることが更に好ましい。
耐熱性、耐酸化性、耐還元性を有しているからである。
また、導電性の緻密体層のグリーン成形体を構成する坏
土は、前記の主原料に対して有機バインダーと水とを混
合することで製造できる。この有機バインダーとして
は、ポリメチルアクリレート、ニトロセルロース、ポリ
ビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロー
ス、スターチ、ワックス、アクリル酸ポリマー、メタク
リル酸ポリマー等を例示することができる。主原料の重
量を100重量部としたとき、有機バインダーの添加量
は0.5〜5重量部とすることが好ましい。The main raw material of the conductive dense layer is preferably a lanthanum-containing perovskite composite oxide, more preferably lanthanum chromite.
This is because it has heat resistance, oxidation resistance, and reduction resistance.
Further, the clay constituting the green compact of the conductive dense body layer can be produced by mixing an organic binder and water with the main raw material. Examples of the organic binder include polymethyl acrylate, nitrocellulose, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, starch, wax, acrylic acid polymer and methacrylic acid polymer. When the weight of the main raw material is 100 parts by weight, the amount of the organic binder to be added is preferably 0.5 to 5 parts by weight.
【0049】空気極の主原料は、ランタンを含有するペ
ロブスカイト型複合酸化物であることが好ましく、ラン
タンマンガナイト又はランタンコバルタイトであること
が更に好ましく、ランタンマンガナイトが一層好まし
い。ランタンクロマイト及びランタンマンガナイトは、
ストロンチウム、カルシウム、クロム(ランタンマンガ
ナイトの場合)、コバルト、鉄、ニッケル、アルミニウ
ム等をドープしたものであってよい。燃料極の主原料と
しては、ニッケル、ニッケル─ジルコニア混合粉末が好
ましい。The main raw material of the cathode is preferably a perovskite-type composite oxide containing lanthanum, more preferably lanthanum manganite or lanthanum cobaltite, and more preferably lanthanum manganite. Lantern Chromite and Lantern Manganite
It may be doped with strontium, calcium, chromium (in the case of lanthanum manganite), cobalt, iron, nickel, aluminum or the like. As the main raw material of the fuel electrode, nickel, nickel-zirconia mixed powder is preferable.
【0050】電極の成形体を構成する坏土は、電極の主
原料に対して、有機バインダーと造孔材と水とを混合す
ることで製造できる。この有機バインダーとしては、前
記の緻密体用のものを例示できる。また、主原料の重量
を100重量部としたとき、有機バインダーの添加量は
0.5〜5重量部とすることが好ましい。The kneaded material constituting the electrode compact can be produced by mixing an organic binder, a pore former and water with the main raw material of the electrode. Examples of the organic binder include those for the dense body described above. When the weight of the main raw material is 100 parts by weight, the amount of the organic binder to be added is preferably 0.5 to 5 parts by weight.
【0051】固体電解質層の材料としては、イットリア
安定化ジルコニア又はイットリア部分安定化ジルコニア
が好ましいが、他の材料を使用することもできる。As the material for the solid electrolyte layer, yttria-stabilized zirconia or yttria partially-stabilized zirconia is preferable, but other materials can also be used.
【0052】[0052]
【実施例】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。 〔実施例1〕図1〜図5を参照しつつ説明した前記方法
に従って、固体電解質型燃料電池の単電池を製造した。
具体的には、最初に次の各坏土を製造した。EXAMPLES Hereinafter, more specific experimental results will be described. Example 1 A single cell of a solid oxide fuel cell was manufactured in accordance with the method described with reference to FIGS.
Specifically, the following kneaded clay was first manufactured.
【0053】(燃料極用の坏土13A)平均粒径5μm
の酸化ニッケル粉末60重量部と8mol%イットリア
安定化ジルコニア粉末40重量部との混合粉末に対し
て、セルロース4重量部、メチルセルロース重量部およ
びポリビニルアルコールを混合した。この混合物に対し
て14重量部の水を加え、ニーダーを用いて混練物を得
た。この混練物を、真空土練機中に収容し、直径50m
m、長さ300mmの円柱形状の坏土を製造した。(Kneaded clay 13A for fuel electrode) Average particle size 5 μm
To a mixed powder of 60 parts by weight of nickel oxide powder and 40 parts by weight of 8 mol% yttria-stabilized zirconia powder, 4 parts by weight of cellulose, part by weight of methyl cellulose and polyvinyl alcohol were mixed. 14 parts by weight of water was added to this mixture, and a kneaded product was obtained using a kneader. This kneaded material is housed in a vacuum kneader and has a diameter of 50 m.
m, a columnar kneaded clay having a length of 300 mm was produced.
【0054】(固体電解質層用の坏土14A)平均粒径
2μmの8mol%イットリア安定化ジルコニア粉末1
00重量部に対して、メチルセルロース2重量部および
ポリビニルアルコールを混合した。この混合物に対して
14重量部の水を加え、ニーダーを用いて混練物を得
た。この混練物を、真空土練機中に収容し、直径50m
m、長さ300mmの円柱形状の坏土を製造した。(Clay 14A for Solid Electrolyte Layer) 8 mol% Yttria-Stabilized Zirconia Powder 1 having an Average Particle Size of 2 μm
With respect to 00 parts by weight, 2 parts by weight of methylcellulose and polyvinyl alcohol were mixed. 14 parts by weight of water was added to this mixture, and a kneaded product was obtained using a kneader. This kneaded material is housed in a vacuum kneader and has a diameter of 50 m.
m, a columnar kneaded clay having a length of 300 mm was produced.
【0055】(空気極用の坏土15A)平均粒径3μm
のランタンストロンチウムマンガナイト粉末100重量
部に対して、メチルセルロース4重量部、セルロース7
重量部、カーボン2重量部およびポリビニルアルコール
を混合した。この混合物に対して21重量部の水を加
え、ニーダーを用いて混練物を得た。この混練物を、真
空土練機中に収容し、直径50mm、長さ300mmの
円柱形状の坏土を製造した。(Kneaded clay 15A for air electrode) Average particle size 3 μm
100 parts by weight of lanthanum strontium manganite powder, 4 parts by weight of methylcellulose, 7 parts of cellulose
Parts by weight, 2 parts by weight of carbon and polyvinyl alcohol were mixed. 21 parts by weight of water was added to this mixture, and a kneaded product was obtained using a kneader. The kneaded material was accommodated in a vacuum kneader to produce a cylindrical kneaded material having a diameter of 50 mm and a length of 300 mm.
【0056】(緻密体層用の坏土16A)平均粒径3μ
mのランタンクロマイト粉末100重量部に対して、メ
チルセルロース3重量部およびポリビニルアルコールを
混合した。この混合物に対して14重量部の水を加え、
ニーダーを用いて混練物を得た。この混練物を、真空土
練機中に収容し、直径50mm、長さ300mmの円柱
形状の坏土を製造した。(Clay 16A for Dense Body Layer) Average Particle Size 3 μm
3 parts by weight of methylcellulose and 100 parts by weight of lanthanum chromite powder of m were mixed with polyvinyl alcohol. 14 parts by weight of water are added to this mixture,
A kneaded material was obtained using a kneader. The kneaded material was accommodated in a vacuum kneader to produce a cylindrical kneaded material having a diameter of 50 mm and a length of 300 mm.
【0057】前記の各坏土について、それぞれポリビニ
ルアルコールの添加量を調整することによって、各坏土
の硬度の差が±1となるようにした。By adjusting the amount of polyvinyl alcohol to be added to each of the above clays, the difference in hardness between the respective clays was made ± 1.
【0058】図1〜図4に示す押出成形装置を使用し、
前記した方法に従って、図5に示す積層成形体21を製
造した。この際、各坏土の押出速度がほぼ同じになるよ
うに、プランジャーの油圧を制御し、これによって積層
成形体の曲がりを防止した。Using the extrusion molding apparatus shown in FIGS.
According to the method described above, the laminated molded body 21 shown in FIG. 5 was manufactured. At this time, the hydraulic pressure of the plunger was controlled such that the extrusion speeds of the respective clays were substantially the same, thereby preventing bending of the laminated molded body.
【0059】この積層成形体21を恒温恒湿乾燥機内に
収容し、80℃で乾燥した。乾燥後、乾燥された積層体
を電気炉内に収容し、40℃/時間の速度で1550℃
まで温度を上昇させ、1550℃で4時間保持し、一体
焼結させ、単電池を製造した。この焼結体の外形寸法
は、縦7mm、幅21mm、長さ50mmであった。各
酸化ガス流路の横断面の寸法は、縦3mm、横3mmで
あった。The laminate 21 was placed in a thermo-hygrostat dryer and dried at 80 ° C. After drying, the dried laminate was placed in an electric furnace and heated at a rate of 40 ° C./hour to 1550 ° C.
The temperature was raised to 1,550 ° C. for 4 hours, and the cells were integrally sintered to produce a unit cell. The external dimensions of this sintered body were 7 mm long, 21 mm wide and 50 mm long. The dimensions of the cross section of each oxidizing gas channel were 3 mm long and 3 mm wide.
【0060】この単電池について、熱サイクル試験を行
った。即ち、単電池の温度を室温から200℃/時間の
速度で上昇させ、1200℃で30分間保持し、120
0℃から200℃/時間で温度を下降させ、100℃で
30分間保持した。この1200℃と100℃との間の
温度の上昇−下降サイクルを繰り返して行い、最後に室
温まで冷却してクラックの有無を調べた。全部で10個
の試料について試験を行った。この結果、20回の熱サ
イクル後もクラックは見られなかった。A heat cycle test was performed on this single cell. That is, the temperature of the unit cell is increased from room temperature at a rate of 200 ° C./hour, and is maintained at 1200 ° C. for 30 minutes.
The temperature was lowered from 0 ° C. at 200 ° C./hour and kept at 100 ° C. for 30 minutes. This temperature rise-fall cycle between 1200 ° C. and 100 ° C. was repeated, and finally cooled to room temperature to check for cracks. The test was performed on a total of 10 samples. As a result, no crack was observed even after 20 heat cycles.
【0061】また、この単電池を使用し、発電実験を行
った。単電池をセラミックス製のマニホールドによって
保持し、集電体としてニッケル製のフェルトを使用し
た。マニホールドと単電池との間のガスシール部分に
は、パイレックスガラスを使用した。このパイレックス
ガラスは、1000℃の発電条件下では溶融し、ガスシ
ール機能を発揮する。燃料ガスとしては、室温バブラー
を通して加湿した水素を使用し、酸化ガスとして空気を
使用した。空気は、マニホールドと単電池の各酸化ガス
流路を通して空気極側に供給した。水素は、単電池の周
囲に流すことによって、燃料極側に供給した。Further, a power generation experiment was performed using this unit cell. The cell was held by a ceramic manifold, and nickel felt was used as a current collector. Pyrex glass was used for a gas seal portion between the manifold and the unit cell. This Pyrex glass melts under a power generation condition of 1000 ° C. and exhibits a gas sealing function. Hydrogen humidified through a room temperature bubbler was used as fuel gas, and air was used as oxidizing gas. The air was supplied to the air electrode through the oxidizing gas passages of the manifold and the unit cell. Hydrogen was supplied to the fuel electrode side by flowing around the cell.
【0062】この発電条件下において、単電池の内部抵
抗を複素インピーダンス法によって測定した。発電の電
流は燃料極の単位面積当たり300mA/cm2とし
た。発電初期と100時間連続して発電させた後との各
内部抵抗を測定し、内部抵抗の変化および単電池の割れ
の有無を観察した。この結果、100時間連続して発電
した後にも剥離や割れも見られなかった。また、初期の
内部抵抗は0.25Ω・cm2 であり、100時間発電
後の内部抵抗は0.26Ω・cm2であった。Under these power generation conditions, the internal resistance of the cell was measured by the complex impedance method. The power generation current was 300 mA / cm 2 per unit area of the fuel electrode. Each internal resistance was measured at the initial stage of power generation and after 100 hours of continuous power generation, and changes in internal resistance and the presence or absence of cracks in the unit cells were observed. As a result, no peeling or cracking was observed even after continuous power generation for 100 hours. The initial internal resistance was 0.25 Ω · cm 2 , and the internal resistance after 100 hours of power generation was 0.26 Ω · cm 2 .
【0063】こうして得た本発明例のセルの分極値を、
電流密度100mA/cm2 、200mA/cm2 、3
00mA/cm2 でそれぞれ測定した結果、22mV、
41mV、53mVであった。このように、分極値が小
さいことがわかった。これは、電極と電解質との界面に
おいて、適度に材料が混合し、反応に有効な三層界面が
広がったためと考えられる。また、密着強度も向上し、
界面の剥離が生じにくくなったためと考えられる。The polarization value of the cell of the present invention thus obtained is
Current density 100 mA / cm 2 , 200 mA / cm 2 , 3
As a result of measurement at 00 mA / cm 2 , respectively, 22 mV,
It was 41 mV and 53 mV. Thus, it was found that the polarization value was small. This is considered to be due to the fact that the materials were appropriately mixed at the interface between the electrode and the electrolyte, and the three-layer interface effective for the reaction was widened. Also, the adhesion strength has been improved,
It is considered that the separation of the interface became difficult to occur.
【0064】〔比較例1〕実施例1と同様にして、空気
極用の坏土15Aと、緻密体層用の坏土16Aとを製造
し、各坏土を同じ押出成形用の口金から押出成形し、積
層成形体を得た。この積層成形体を恒温恒湿乾燥機内に
収容し、80℃で乾燥した。乾燥後、乾燥された積層体
を電気炉内に収容し、40℃/時間の速度で1550℃
まで温度を上昇させ、1550℃で4時間保持し、一体
焼結させ、基体を得た。[Comparative Example 1] In the same manner as in Example 1, a kneaded clay 15A for the air electrode and a kneaded clay 16A for the dense body layer were manufactured, and each kneaded clay was extruded from the same die for extrusion molding. It was molded to obtain a laminated molded article. This laminated molded body was housed in a thermo-hygrostat and dried at 80 ° C. After drying, the dried laminate was placed in an electric furnace and heated at a rate of 40 ° C./hour to 1550 ° C.
The temperature was raised to 1550 ° C. for 4 hours, and the whole was sintered to obtain a substrate.
【0065】この基体上に、前記した固体電解質用原料
からなる粉末をプラズマ溶射し、これを熱処理して固体
電解質膜を形成した。次いで、この上に前記した燃料極
用原料からなるペーストをスクリーン印刷して膜を形成
し、これを熱処理して燃料極膜を形成し、比較例1のセ
ルを得た。この単電池の外形寸法、各酸化ガス流路の横
断面の寸法は、実施例1と同じである。On this substrate, the above-mentioned powder composed of the above-mentioned raw material for a solid electrolyte was subjected to plasma spraying, and this was heat-treated to form a solid electrolyte membrane. Then, a paste made of the above-mentioned fuel electrode raw material was screen-printed thereon to form a film, and this was heat-treated to form a fuel electrode film. Thus, a cell of Comparative Example 1 was obtained. The external dimensions of this unit cell and the dimensions of the cross section of each oxidizing gas flow path are the same as those in the first embodiment.
【0066】この比較例1の単電池の分極値を、電流密
度100mA/cm2 、200mA/cm2 、300m
A/cm2 でそれぞれ測定した結果、40mV、62m
V、92mVであった。The polarization value of the cell of Comparative Example 1 was determined by measuring the current densities of 100 mA / cm 2 , 200 mA / cm 2 and 300 m / cm 2 .
A / cm 2 , 40 mV, 62 m
V, 92 mV.
【0067】〔実施例2〕実施例1と同様にして、セル
を製造した。ただし、前記した燃料極は陰極であり、空
気極は陽極となる。このセルを使用して、電気炉内で1
000℃で水蒸気電解を実施した。陰極(ニッケル−ジ
ルコニアサーメット)側には、0.5%の水素を含有す
るヘリウムをキャリアガスとして、5.6%H2 Oを供
給した。陽極(ランタンマンガナイト側)には、空気を
供給した。この際、陰極側のガスと陽極側のガスとが互
いに混合しないように、セルの端部をガラスによってガ
ス供給マニホールドに対してシールした。Example 2 A cell was manufactured in the same manner as in Example 1. However, the above-mentioned fuel electrode is a cathode, and the air electrode is an anode. Using this cell, 1
Steam electrolysis was performed at 000 ° C. 5.6% H 2 O was supplied to the cathode (nickel-zirconia cermet) side using helium containing 0.5% hydrogen as a carrier gas. Air was supplied to the anode (lantern manganite side). At this time, the end of the cell was sealed with glass to the gas supply manifold so that the gas on the cathode side and the gas on the anode side did not mix with each other.
【0068】水蒸気電解特性として電流密度を測定した
結果、1.5Vで250mA/cm2 以上の電流密度が
得られた。この際、水素の発生量を、ガスクロマトグラ
フを使用して測定した結果、約14cc/分の水素発生
量が得られた。このように、水蒸気電解による水素の発
生が可能であることを確認した。As a result of measuring a current density as a steam electrolysis characteristic, a current density of 250 mA / cm 2 or more at 1.5 V was obtained. At this time, the amount of generated hydrogen was measured using a gas chromatograph, and as a result, a hydrogen generation amount of about 14 cc / min was obtained. Thus, it was confirmed that generation of hydrogen by steam electrolysis was possible.
【0069】また、実施例2のセルの分極値を、電流密
度50mA/cm2 、100mA/cm2 、150mA
/cm2 、200mA/cm2 でそれぞれ測定した結
果、160mV、200mV、300mV、410mV
であった。Further, the polarization value of the cell of Example 2 was measured at a current density of 50 mA / cm 2 , 100 mA / cm 2 , 150 mA.
/ Cm 2 , 200 mA / cm 2 , and the results were 160 mV, 200 mV, 300 mV, 410 mV
Met.
【0070】〔比較例2〕比較例1と同様にして、セル
を製造した。ただし、前記した燃料極は陰極であり、空
気極は陽極となる。このセルの分極値を、電流密度50
mA/cm2 、100mA/cm2 、150mA/cm
2 、200mA/cm2 でそれぞれ測定した結果、20
0mV、360mV、420mV、550mVであっ
た。Comparative Example 2 A cell was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1. However, the above-mentioned fuel electrode is a cathode, and the air electrode is an anode. The polarization value of this cell is determined by the current density of 50
mA / cm 2 , 100 mA / cm 2 , 150 mA / cm
2 and 200 mA / cm 2 , respectively.
0 mV, 360 mV, 420 mV, and 550 mV.
【0071】[0071]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、固
体電解質層と、固体電解質層の両側に形成されている一
方の電極および他方の電極と、一方の電極と一体化され
ている緻密体層とを備えている電気化学セルを製造する
のに際して、電極と固体電解質層、および電極と緻密体
層との密着性を向上させ、これらの界面における分極を
減少させることができ、かつ生産性が高い製造方法を提
供できる。As described above, according to the present invention, the solid electrolyte layer, one electrode and the other electrode formed on both sides of the solid electrolyte layer, and one electrode are integrated. When manufacturing an electrochemical cell having a dense body layer, the electrode and the solid electrolyte layer, and the adhesion between the electrode and the dense body layer can be improved, the polarization at these interfaces can be reduced, and A production method with high productivity can be provided.
【図1】本発明の製造方法に好適に使用できる押出成形
用口金を、その長さ方向に切って見た断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a die for extrusion molding that can be suitably used in the production method of the present invention, which is cut along a length direction thereof.
【図2】(a)は、坏土供給部3の入口側を示す正面図
であり、(b)は、坏土供給部3の側面図であり、
(c)は、坏土供給部3を出口側から見た状態を示す正
面図である。FIG. 2A is a front view showing an entrance side of the clay supply unit 3, and FIG. 2B is a side view of the clay supply unit 3,
(C) is a front view showing a state in which the clay supplying unit 3 is viewed from an exit side.
【図3】図1の口金1のIII−III線矢視断面図で
ある。FIG. 3 is a sectional view of the base 1 in FIG. 1 taken along line III-III.
【図4】図1の口金1のIV−IV線矢視断面図であ
る。FIG. 4 is a sectional view of the base 1 of FIG. 1 taken along line IV-IV.
【図5】図1の口金1によって得られた積層成形体21
を示す断面図である。5 is a laminated molded body 21 obtained by the die 1 of FIG.
FIG.
【図6】本発明の他の実施形態の製造方法に好適に使用
できる押出成形用口金を、その長さ方向に切って見た断
面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a die for extrusion molding that can be suitably used in a manufacturing method according to another embodiment of the present invention, which is cut along a length direction thereof.
【図7】図6に示す口金31によって得られた積層成形
体33を示す断面図である。7 is a cross-sectional view showing a laminated molded body 33 obtained by the base 31 shown in FIG.
1、31 口金 2、3、37 坏土供給部 4、
5、8、9、35 坏土供給孔 10、36 口金本
体 10a、10b、10d、36a、36b、36
d 成形孔 10f 成形孔10aと10bとの仕切
り11 中子 13A 燃料極用の坏土 13B、
14B 成形孔10a、36a中の坏土 13C、
14C、15C、16C 合流点Dより下流の坏土
13D 未焼成の燃料極 14A 固体電解質層用
の坏土 14D 未焼成の固体電解質層 15A
空気極用の坏土 15B、16B成形孔10b、36
b中の坏土 15D 空気極の成形体 16A 導
電性の緻密体層用の坏土 16D 導電性の緻密体層
の成形体 21 単電池の積層成形体 24 酸化
ガス流路 33 積層成形体 A 燃料極用の坏土
13Aと固体電解質層用の坏土14Aとの合流点 B
固体電解質層用の坏土15Aと緻密体層用の坏土16
Aとの合流点 D 最終の合流点1, 31 base 2, 3, 37 kneaded clay supply unit 4,
5, 8, 9, 35 Kneaded clay supply hole 10, 36 Base body 10a, 10b, 10d, 36a, 36b, 36
d Forming hole 10f Partition between forming holes 10a and 10b 11 Core 13A Clay for fuel electrode 13B,
14B Clay 13C in forming holes 10a and 36a
14C, 15C, 16C Clay downstream of junction D
13D Unfired fuel electrode 14A Clay for solid electrolyte layer 14D Unfired solid electrolyte layer 15A
Clay for air electrode 15B, 16B forming holes 10b, 36
Clay in b 15D Molded body of air electrode 16A Clay for conductive dense body layer 16D Molded body of conductive dense layer 21 Laminated molded body of unit cell 24 Oxidizing gas channel 33 Laminated molded body A Fuel Junction point B of pole body 13A and solid electrolyte layer body 14A
Clay 15A for solid electrolyte layer and Clay 16 for dense body layer
Confluence with A D Final confluence
Claims (3)
成されている一方の電極および他方の電極と、前記一方
の電極と一体化されている緻密体層とを備えている電気
化学セルを製造する方法であって、 前記一方の電極を成形するための杯土と、前記緻密体層
を成形するための杯土とを、それぞれ別個に連続的に押
し出しながら口金中で合流させ、次いで前記固体電解質
層を成形するための杯土を連続的に押し出しながら前記
口金中で前記一方の電極上に合流させることによって、
少なくとも前記緻密体層の成形体と前記一方の電極の成
形体と前記固体電解質層の成形体を備えている積層成形
体を得る、電気化学セルの製造方法。An electrochemical cell comprising a solid electrolyte layer, one electrode and the other electrode formed on both sides of the solid electrolyte layer, and a dense layer integrated with the one electrode. The method for manufacturing, the fill for forming the one electrode, and the fill for forming the dense body layer, in the die while continuously extruding separately, and then merged, By merging on the one electrode in the base while continuously extruding the fill for forming the solid electrolyte layer,
A method for producing an electrochemical cell, comprising obtaining a laminated molded body including at least the molded body of the dense body layer, the molded body of the one electrode, and the molded body of the solid electrolyte layer.
前記緻密体層を成形するための杯土とを、それぞれ別個
に連続的に押し出しながら口金中で合流させ、次いで前
記固体電解質層を成形するための杯土と前記他方の電極
を成形するための坏土とを積層状態で連続的に押し出し
ながら前記口金中で前記一方の電極上に合流させること
を特徴とする、請求項1記載の電気化学セルの製造方
法。2. Filling clay for forming said one electrode,
The fill for forming the dense layer is joined together in a die while continuously and separately extruding, and then the fill for forming the solid electrolyte layer and the other electrode are formed. The method for manufacturing an electrochemical cell according to claim 1, wherein the kneaded material is joined to the one electrode in the die while continuously extruding the kneaded material in a stacked state.
杯土の押し出し方向に向かって延びるガス流路が形成さ
れている電気化学セルを製造するのに際して、 前記緻密体を成形するための杯土と前記一方の電極を成
形するための杯土とが合流する前か、または合流と同時
に、前記ガス流路を形成するための溝を成形することを
特徴とする、請求項1または2記載の電気化学セルの製
造方法。3. A method for manufacturing an electrochemical cell in which a gas flow path extending in a direction in which each fill is extruded is formed between the dense body and the one electrode. The groove for forming the gas flow path is formed before or at the same time as the fill for forming the first electrode and the fill for forming the one electrode merge. 3. The method for producing an electrochemical cell according to 1 or 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9191247A JPH1140175A (en) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | Manufacture of electrochemical cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9191247A JPH1140175A (en) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | Manufacture of electrochemical cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1140175A true JPH1140175A (en) | 1999-02-12 |
Family
ID=16271360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9191247A Pending JPH1140175A (en) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | Manufacture of electrochemical cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1140175A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002005372A1 (en) * | 2000-07-06 | 2002-01-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing electrolyte film-electrode joint |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP9191247A patent/JPH1140175A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002005372A1 (en) * | 2000-07-06 | 2002-01-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing electrolyte film-electrode joint |
EP1304754A4 (en) * | 2000-07-06 | 2007-03-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method for producing electrolyte film-electrode joint |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3215650B2 (en) | Electrochemical cell, method for producing the same, and electrochemical device | |
US6183609B1 (en) | Sintered laminated structures, electrochemical cells and process for producing such sintered laminated structures | |
JP3604848B2 (en) | Laminated sintered body for electrochemical cell, electrochemical cell, and method for producing laminated sintered body for electrochemical cell | |
US4913982A (en) | Fabrication of a monolithic solid oxide fuel cell | |
US4816036A (en) | Fabrication of ceramic trilayers for a monolithic solid oxide fuel cell | |
US5162167A (en) | Apparatus and method of fabricating a monolithic solid oxide fuel cell | |
JPH01502993A (en) | Solid electrolyte single oxygen pump | |
US7220506B2 (en) | Hybrid monolithic fuel cell | |
CN104185918A (en) | Modified planar battery and electrochemical device stack based thereon, method for producing planar battery and stack, and mold for producing planar battery | |
US20090011328A1 (en) | Porous support for electrochemical reaction cell high-density integration, and electrochemical reaction cell stack and electrochemical reaction system comprising the porous support for electrochemical reaction cell high-density integration | |
JPH08287926A (en) | Method for manufacturing solid oxide fuel cell | |
JP3636406B2 (en) | SUPPORT FOR SOLID ELECTROLYTE FUEL CELL, UNIT CELL FOR SOLID ELECTROLYTE FUEL CELL, AND METHOD FOR PRODUCING SUPPORT FOR SOLID ELECTROLYTE FUEL CELL | |
JP3126939B2 (en) | Manufacturing method of laminated sintered body | |
JPH11297334A (en) | Hollow flat substrate, method of manufacturing the same, and method of manufacturing solid oxide fuel cell | |
JP3966950B2 (en) | Electrochemical cell support, electrochemical cell and production method thereof | |
JPH1140175A (en) | Manufacture of electrochemical cell | |
JPH0193065A (en) | Manufacture of solid electrolyte | |
JP2006331743A (en) | Horizontally striped fuel cell, method for manufacturing the same, fuel cell stack, method for manufacturing the same, and fuel cell, | |
JPH1167244A (en) | Hollow-structure solid oxide fuel cell and method of manufacturing the same | |
JP3706298B2 (en) | Laminated sintered body and electrochemical cell | |
JP4010396B2 (en) | Electrochemical equipment | |
JP3681821B2 (en) | Laminated body for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell using the same | |
JP2802196B2 (en) | Method for producing fuel cell support | |
JP4057095B2 (en) | Ceramic extrusion equipment | |
JPH0837011A (en) | Hollow flat fuel cell substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040602 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060524 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060530 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060712 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061017 |