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公開番号2025069496
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-01
出願番号2023179235
出願日2023-10-18
発明の名称電気化学セル、セルスタック、ホットモジュール及び水素製造装置
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人真明センチュリー
主分類C25B 9/00 20210101AFI20250423BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】反りを簡易に低減できる電気化学セル、セルスタック、ホットモジュール及び水素製造装置を提供する。
【解決手段】電気化学セルは、順に燃料極、固体電解質、空気極を含み、燃料極は、順に基板層および機能層を含む固体酸化物形であって、基板層の内部に配置された拘束層を備え、拘束層は、空気極が重なる部分に位置する線状部を複数含む第1部と、空気極が重ならない部分に位置する枠状の第2部と、を含み、線状部の両端は第2部につながり、第1部および第2部の気孔率は、基板層の気孔率よりも小さい。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
順に燃料極、固体電解質、空気極を含み、
前記燃料極は、順に基板層および機能層を含む固体酸化物形電気化学セルであって、
前記基板層の内部に配置された拘束層を備え、
前記拘束層は、前記空気極が重なる部分に位置する線状部を複数含む第１部と、
前記空気極が重ならない部分に位置する枠状の第２部と、を含み、
前記線状部の両端は前記第２部につながり、
前記第１部および前記第２部の気孔率は、前記基板層の気孔率よりも小さい電気化学セル。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記第１部は、前記線状部に交わり網状となす複数の線状部をさらに含む請求項１記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記第１部および前記第２部の材料は、前記固体電解質の材料と同じである請求項１又は２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記第１部と前記空気極とが重なる面積は、前記固体電解質に前記空気極が重なる面積の１０％以上４０％以下である請求項１又は２に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記第１部の前記線状部の幅は０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記第１部の網目の寸法は５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である請求項２記載の電気化学セル。
【請求項７】
前記電気化学セルは電解セルである請求項１記載の電気化学セル。
【請求項８】
請求項１、２、６又は７に記載の電気化学セルを複数積層したセルスタック。
【請求項９】
請求項８記載のセルスタックと、
前記セルスタックに供給される水蒸気を生成する気化器と、
前記セルスタックに供給されるガスと熱交換を行う熱交換器と、
前記セルスタックを加熱するためのヒータと、
前記セルスタック、前記気化器、前記熱交換器および前記ヒータが内部に配置される断熱材と、を備えるホットモジュール。
【請求項１０】
請求項９記載のホットモジュールを備える水素製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は電気化学セル、セルスタック、ホットモジュール及び水素製造装置に関する。
続きを表示（約 850 文字）【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形の電気化学セルの反りを低減するため、成形体を加圧しながら焼結する先行技術が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－２８２８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術では反りを低減するための成形体を加圧する操作が煩雑である。
【０００５】
本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、反りを簡易に低減できる電気化学セル、セルスタック、ホットモジュール及び水素製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するための第１の態様は、順に燃料極、固体電解質、空気極を含み、燃料極は、順に基板層および機能層を含む固体酸化物形電気化学セルであって、基板層の内部に配置された拘束層を備え、拘束層は、空気極が重なる部分に位置する線状部を複数含む第１部と、空気極が重ならない部分に位置する枠状の第２部と、を含み、線状部の両端は第２部につながり、第１部および第２部の気孔率は、基板層の気孔率よりも小さい。
【０００７】
第２の態様は、第１の態様において、第１部は、線状部に交わり網状となす複数の線状部をさらに含む。
【０００８】
第３の態様は、第１又は第２の態様において、第１部および第２部の材料は、固体電解質の材料と同じである。
【０００９】
第４の態様は、第１から第３の態様のいずれかにおいて、第１部と空気極とが重なる面積は、固体電解質に空気極が重なる面積の１０％以上４０％以下である。
【００１０】
第５の態様は、第１から第４の態様のいずれかにおいて、第１部の線状部の幅は０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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