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公開番号2024077292
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-07
出願番号2022189300
出願日2022-11-28
発明の名称固体酸化物型燃料電池およびその製造方法
出願人太陽誘電株式会社
代理人個人
主分類H01M 8/1213 20160101AFI20240531BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】金属基板に加湿雰囲気耐久性を持たせつつ電解質層の亀裂を抑制することができる固体酸化物型燃料電池およびその製造方法を提供する。
【解決手段】固体酸化物型燃料電池は、厚み方向の貫通孔を有する金属基板と、前記金属基板上に設けられ、金属を主成分とする多孔質状の多孔質金属層と、前記多孔質金属層上に設けられたアノードと、前記アノード上に設けられた電解質層と、を備え、前記多孔質金属層におけるNi濃度は、前記金属基板におけるNi濃度よりも低い。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
厚み方向の貫通孔を有する金属基板と、
前記金属基板上に設けられ、金属を主成分とする多孔質状の多孔質金属層と、
前記多孔質金属層上に設けられたアノードと、
前記アノード上に設けられた電解質層と、を備え、
前記多孔質金属層におけるＮｉ濃度は、前記金属基板におけるＮｉ濃度よりも低い、固体酸化物型燃料電池。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記多孔質金属層の全体におけるＮｉ濃度は、３ｗｔ％以下である、請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項３】
前記金属基板の全体におけるＮｉ濃度は、３ｗｔ％以上１１ｗｔ％以下である、請求項１または請求項２に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項４】
前記多孔質金属層の材料は、フェライト系ステンレスである、請求項１または請求項２に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項５】
前記フェライト系ステンレスは、ＳＵＳ４３０系ステンレス、ＳＵＳ４１０系ステンレス、ＳＵＳ４３４系ステンレス、またはＳＵＳ４４５Ｊ１系ステンレスである、請求項４に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項６】
前記金属基板の材料は、オーステナイト系ステンレスである、請求項１または請求項２に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項７】
前記オーステナイト系ステンレスは、ＳＵＳ３０４系ステンレス、ＳＵＳ３０３系ステンレス、ＳＵＳ２０１系ステンレス、またはＳＵＳ３０５系ステンレスである、請求項６に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項８】
前記多孔質金属層において、前記電解質層側よりも前記金属基板側において、Ｎｉ濃度が大きい、請求項１または請求項２に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項９】
前記金属基板において、前記電解質層と反対側よりも前記電解質層側において、Ｎｉ濃度が小さい、請求項１または請求項２に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項１０】
前記多孔質金属層の厚みは、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の固体酸化物型燃料電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物型燃料電池およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
固体酸化物型燃料電池は、高い発電効率を有しているため、ＣＯ
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削減技術として注目されている。近年、自動車などで使用可能な固体酸化物型燃料電池システムを開発するためには、金属基板で支持するメタルサポートタイプの固体酸化物型燃料電池が開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－１５８０２６号公報
特表２００４－５１２６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メタルサポートタイプの燃料電池においては、金属基板と電解質層との間の熱膨張率の差に起因して、電解質層に亀裂が生じるおそれがある。そこで、金属基板の熱膨張率を電解質層の熱膨張率に近づけることが考えられる。しかしながら、電解質層の熱膨張率に近い材料の金属基板を用いると、金属基板に十分な加湿還元雰囲気の耐久性が得られないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、金属基板に加湿雰囲気耐久性を持たせつつ電解質層の亀裂を抑制することができる固体酸化物型燃料電池およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る固体酸化物型燃料電池は、厚み方向の貫通孔を有する金属基板と、前記金属基板上に設けられ、金属を主成分とする多孔質状の多孔質金属層と、前記多孔質金属層上に設けられたアノードと、前記アノード上に設けられた電解質層と、を備え、前記多孔質金属層におけるＮｉ濃度は、前記金属基板におけるＮｉ濃度よりも低い。
【０００７】
上記固体酸化物型燃料電池において、前記多孔質金属層の全体におけるＮｉ濃度は、３ｗｔ％以下であってもよい。
【０００８】
上記固体酸化物型燃料電池において、前記金属基板の全体におけるＮｉ濃度は、３ｗｔ％以上１１ｗｔ％以下であってもよい。
【０００９】
上記固体酸化物型燃料電池において、前記多孔質金属層の材料は、フェライト系ステンレスであってもよい。
【００１０】
上記固体酸化物型燃料電池において、前記フェライト系ステンレスは、ＳＵＳ４３０系ステンレス、ＳＵＳ４１０系ステンレス、ＳＵＳ４３４系ステンレス、またはＳＵＳ４４５Ｊ１系ステンレスであってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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