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公開番号2025166530
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-06
出願番号2024070620
出願日2024-04-24
発明の名称電気化学セル
出願人日本碍子株式会社
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類C25B 11/02 20210101AFI20251029BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】第1電極層におけるガス拡散性を維持しながら第1電極層が電解質層から剥離することを抑制可能な電気化学セルを提供する。
【解決手段】電解セル1は、金属支持体10とセル本体部20とを備える。セル本体部20は、金属支持体10の第1主面12上に配置され、複数の連通孔11を覆う水素極層6と、酸素極層9と、電解質層7とを有する。水素極層6は、電解質層7に接続される複数の島状部61と、複数の島状部61を覆い、かつ、電解質層7に接続される層状部62とを含む。複数の島状部61それぞれの気孔率は、層状部62の気孔率より低い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
主面に形成された複数の連通孔を有する金属支持体と、
前記主面上に配置されるセル本体部と、
を備え、
前記セル本体部は、
前記主面上に配置され、前記複数の連通孔を覆う水素極層と、
酸素極層と、
前記水素極層と前記酸素極層の間に配置される電解質層と、
を有し、
前記水素極層は、
前記電解質層に接続される複数の島状部と、
前記複数の島状部を覆い、かつ、前記電解質層に接続される層状部と、
を含み、
前記複数の島状部それぞれの気孔率は、前記層状部の気孔率より低い、
電気化学セル。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記複数の島状部は、厚み方向に沿った断面において前記金属支持体側に向かってテーパ状の島状部を含んでいる、
請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記複数の島状部は、厚み方向に沿った断面において前記電解質層側に向かってテーパ状の島状部を含んでいる、
請求項１又は２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記島状部の面方向中央部は、厚み方向において前記連通孔と重ならない、
請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記電解質層の厚みが３０μｍ以下、かつ、前記複数の島状部どうしの間隔が０．５ｍｍ以下である場合、前記電解質層の水素極層側表面における前記複数の島状部による被覆率は２７％以上であり、かつ、前記電解質層の水素極層側表面の平面視における前記複数の島状部の平均円相当径は０．１６ｍｍ以上である、
請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記複数の島状部の平均厚みが３０μｍ以下、かつ、前記複数の島状部どうしの間隔が０．５ｍｍ以下である場合、前記電解質層の水素極層側表面における前記複数の島状部による被覆率は３７％以上であり、かつ、前記電解質層の水素極層側表面の平面視における前記複数の島状部の平均円相当径は０．５５ｍｍ以上である、
請求項１に記載の電気化学セル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学セルに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、金属支持体上に配置されたセル本体部を備えるメタルサポート形の電気化学セル（電解セル、燃料電池など）が知られている（例えば、特許文献１参照）。金属支持体は、主面に形成された複数の連通孔を有する。セル本体部は、金属支持体の主面上に配置される第１電極層と、第２電極層と、第１電極層と第２電極層の間に配置される電解質層とを有する。各連通孔から供給されるガスは、第１電極層内に拡散される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７３３３４３９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に記載の電気化学セルでは、第１電極層を高温で焼成すると金属支持体が劣化してしまうため、第１電極層を低温で焼成する必要がある。しかしながら、第１電極層を低温で焼成すると焼結性が低いため、第１電極層の気孔率が全体的に低くなる。その結果、電解質層に対する第１電極層の接合性が低くなってしまうため、第１電極層が電解質層から剥離しやすい。
【０００５】
本発明の課題は、第１電極層におけるガス拡散性を維持しながら第１電極層が電解質層から剥離することを抑制可能な電気化学セルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１側面に係る電気化学セルは、主面に形成された複数の連通孔を有する金属支持体と、前記主面上に配置されるセル本体部とを備える。前記セル本体部は、前記主面上に配置され、前記複数の連通孔を覆う水素極層と、酸素極層と、前記水素極層と前記酸素極層の間に配置される電解質層とを有する。前記水素極層は、前記電解質層に接続される複数の島状部と、前記複数の島状部を覆い、かつ、前記電解質層に接続される層状部とを含む。前記複数の島状部それぞれの気孔率は、前記層状部の気孔率より低い。
【０００７】
本発明の第２側面に係る電気化学セルは、上記第１側面に係り、前記複数の島状部は、厚み方向に沿った断面において前記金属支持体側に向かってテーパ状の島状部を含んでいる。
【０００８】
本発明の第３側面に係る電気化学セルは、上記第１又は第２側面に係り、前記複数の島状部は、厚み方向に沿った断面において前記電解質層側に向かってテーパ状の島状部を含んでいる。
【０００９】
本発明の第４側面に係る電気化学セルは、上記第１乃至第３いずれかの側面に係り、前記水素極層の厚み方向において、前記島状部のうち面方向中央部は、前記連通孔と重ならない。
【００１０】
本発明の第５側面に係る電気化学セルは、上記第１乃至第４いずれかの側面に係り、前記電解質層の厚みが３０μｍ以下、かつ、前記複数の島状部どうしの間隔が０．５ｍｍ以下である場合、前記電解質層の水素極層側表面における前記複数の島状部による被覆率は２７％以上であり、かつ、前記電解質層の水素極層側表面の平面視における前記複数の島状部の平均円相当径は０．１６ｍｍ以上である。
（【００１１】以降は省略されています）

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