[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池。本发明特别涉及固体氧化物燃料电池。

背景技术

近年来，作为新能源，燃料电池正受到越来越多的关注。燃料电池有固体氧化物燃料电池（SOFC：Solid Oxide Fuel Cell）、熔融碳酸盐燃料电池、磷酸燃料电池、固体高分子燃料电池等。在这些燃料电池中，固体氧化物燃料电池并不一定需要使用液体的构成要素，而且在使用碳氢燃料时还能够进行内部的改性。因此，对固体氧化物燃料电池进行了广泛的研究开发。

固体氧化物燃料电池具有发电元件，该发电元件包括固体氧化物电解质层、夹着固体氧化物电解质层的燃料极及空气极。在燃料极上配置有间隔物，该间隔物被划分形成有用于提供燃料气体的流路。在该间隔物内，设置有用于将燃料极引出到外部的互连接器。另一方面，在空气极上配置有间隔物，该间隔物被划分形成有用于提供氧化剂气体的流路。在该间隔物内，设置有用于将空气极引出到外部的互连接器。

例如在下述的专利文献1中，作为燃料极的构成材料，记载有包含选自Ni、Cu、Fe、Ru及Pd中的至少一种金属的氧化钇稳定氧化锆（YSZ：Yttria Stabilized Zirconia）。

另外，在专利文献1中，作为互连接器的构成材料，记载有包含Ag-Pd合金的玻璃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2004/088783A1号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在如上述专利文献1所记载的那样，燃料极由含Ni的氧化钇稳定氧化锆构成、互连接器包含Ag-Pd合金的情况下，会发生燃料极和互连接器之间的电连接随时间劣化的情况，因而导致燃料电池的产品寿命不够长的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种产品寿命较长的燃料电池。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的燃料电池包括发电元件、间隔物、及互连接器。发电元件具有固体氧化物电解质层、第一电极、及第二电极。第一电极设置在固体氧化物电解质层的一个主面上。第二电极设置在固体氧化物电解质层的另一个主面上。间隔物设置在第一电极上。间隔物被划分形成面向第一电极的流路。互连接器与第一电极相连接。第一电极含有Ni。互连接器具有由Ag或Ag合金构成的部分。本发明的燃料电池还具有中间膜。中间膜配置在由Ag或Ag合金构成的部分与第一电极之间。中间膜由含有Ni和Ti的氧化物构成。

本发明的燃料电池的特定方面在于，中间膜在制作燃料电池时含有NiTiO₃晶相。

本发明的燃料电池的其他特定方面在于，中间膜在制作燃料电池时还含有NiO晶相。

本发明的燃料电池的其他特定方面在于，中间膜中的Ni和Ti的摩尔比（Ni:Ti）在62:38～95:5的范围内。

本发明的燃料电池的又一特定方面在于，第一电极由含Ni的氧化钇稳定氧化锆、含Ni的氧化钪稳定氧化锆、含Ni且掺入有Gd的二氧化铈、或含Ni且掺入有Sm的二氧化铈构成。

本发明的燃料电池的另一特定方面在于，互连接器具有由Ag-Pd构成的部分。

发明效果

根据本发明，能提供产品寿命较长的燃料电池。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的燃料电池的简要分解立体图。

图2是实施方式1中的第一间隔物主体的简要俯视图。

图3是实施方式1中的第一流路形成构件的简要俯视图。

图4是实施方式1中的空气极层的简要俯视图。

图5是实施方式1中的固体氧化物电解质层的简要俯视图。

图6是实施方式1中的燃料极层的简要俯视图。

图7是实施方式1中的第二流路形成构件的简要俯视图。

图8是实施方式1中的第二间隔物主体的简要俯视图。

图9是表示沿图3的线IX-IX的燃料电池的简要剖视图。

图10是表示沿图7的线X-X的燃料电池的简要剖视图。

图11是实施方式2所涉及的燃料电池的简要剖视图。

图12是实施方式3所涉及的燃料电池的简要剖视图。

图13是实施方式4所涉及的燃料电池的简要剖视图。

图14是表示分别在实施例及比较例中制造的燃料电池的通电试验结果的曲线图。

具体实施方式

下面，对实施本发明的优选方式的一个示例进行说明。然而，下述实施方式仅仅是例示。本发明不限于下述任一实施方式。