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公開番号2024136037
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046991
出願日2023-03-23
発明の名称固体酸化物型燃料電池
出願人太陽誘電株式会社
代理人個人
主分類H01M 8/1226 20160101AFI20240927BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】反り量を小さくし、割れを抑制することができる固体酸化物型燃料電池を提供する。
【解決手段】固体酸化物型燃料電池は、金属を主成分とする第1多孔質金属層と、前記第1多孔質金属層上に設けられ、金属材料とセラミックス材料とが混合された構造を有する第1混合層と、前記第1混合層上に設けられ、セラミックス材料を含むアノードと、前記第1多孔質金属層下に設けられ、金属材料とセラミックス材料とが混合された構造を有する第2混合層と、を備える。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
金属を主成分とする第１多孔質金属層と、
前記第１多孔質金属層上に設けられ、金属材料とセラミックス材料とが混合された構造を有する第１混合層と、
前記第１混合層上に設けられ、セラミックス材料を含むアノードと、
前記第１多孔質金属層下に設けられ、金属材料とセラミックス材料とが混合された構造を有する第２混合層と、を備える、固体酸化物型燃料電池。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記第１多孔質金属層は、金属のみで構成されている、請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項３】
前記第１多孔質金属層は、フェライト系ステンレスである、請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項４】
前記第１混合層および前記第２混合層のセラミックス材料の熱膨張率は、１０．５×１０
－６
／℃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５】
前記混合層の前記金属材料は、フェライト系ステンレスである、請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項６】
前記第１混合層および前記第２混合層において、前記セラミックス材料の体積割合は、２０ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％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７】
前記第１多孔質金属層の厚みは、前記第１混合層および前記第２混合層のそれぞれの厚みよりも大きい、請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項８】
前記固体酸化物型燃料電池は、平面視で略矩形状を有しており、
前記固体酸化物型燃料電池の反り量は、前記略矩形状の１辺の長さの１／１０未満である、請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池。
【請求項９】
前記第２混合層下に、金属を主成分とする第２多孔質金属層をさらに備える、請求項１に記載の固体酸化物型燃料電池。

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に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
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、振動に耐えられかつ急速昇温でも割れないセルを開発することが望まれている。そこで、金属支持体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１～３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１５８０２６号公報
特開２０１３－７９１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、金属支持体層と電解質層との熱膨張率を合わせるために、フェライト系の金属支持体が用いられている。しかしながら、フェライト系ステンレスは組成を調整しても熱膨張率の調整には限界があり、電解質のＺｒＯ
２
系材料の熱膨張率との差異に起因して、熱応力でセルに反りが発生する。
【０００５】
特許文献２では、ＺｒＯ
２
系材料とＮｉＯの混合比を調整し、熱膨張率を合わせている。しかしながら、特許文献２，３のセルは、メタルサポートセルではないため、急速昇降温の際に割れる問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、反り量を小さくし、割れを抑制することができる固体酸化物型燃料電池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】
【０００７】
本発明に係る固体酸化物型燃料電池は、金属を主成分とする第１多孔質金属層と、前記第１多孔質金属層上に設けられ、金属材料とセラミックス材料とが混合された構造を有する第１混合層と、前記第１混合層上に設けられ、セラミックス材料を含むアノードと、前記第１多孔質金属層下に設けられ、金属材料とセラミックス材料とが混合された構造を有する第２混合層と、を備える。
【０００８】
上記固体酸化物型燃料電池において、前記第１多孔質金属層は、金属のみで構成されていてもよい。
【０００９】
上記固体酸化物型燃料電池において、前記第１多孔質金属層は、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、前記第１混合層および前記第２混合層のセラミックス材料の熱膨張率は、１０．５×１０
－６
／℃以下であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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