本发明专利技术的固体氧化物型燃料电池用电解质片包含电解质成分。上述电解质成分由经氧化钪(Sc2O3)和二氧化铈(CeO2)稳定化且包含0.003摩尔％以上并小于0.5摩尔％的稀土类氧化物(选自除Sc和Ce外的稀土类元素中的至少任一种元素的氧化物)的氧化锆系氧化物构成；或者由经氧化钪(Sc2O3)稳定化且包含0.003摩尔％以上并小于0.5摩尔％的稀土类氧化物(选自除Sc外的稀土类元素中的至少任一种元素的氧化物)的氧化锆系氧化物构成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固体氧化物型燃料电池用电解质片、使用了该电解质片的电解质支撑 型电池、固体氧化物型燃料电池用单电池、具备上述电解质支撑型电池或上述固体氧化物 型燃料电池用单电池的固体氧化物型燃料电池。
技术介绍
近年来，燃料电池作为清洁能源受到关注。在燃料电池中，电解质使用了固体陶瓷 的固体氧化物型燃料电池（下文中记为"SOFC"）具有下述优点：由于工作温度高，因而可 以利用余热；进而能够以高效率得到电力；等等，被期待用于家庭用电源至大规模发电的 广泛的领域中。 SOFC具有下述基本结构：在空气极与燃料极之间配置有由陶瓷构成的固体电解 质层。在SOFC中，被导入空气极的空气中的氧接收电子而成为氧离子（0 2_)，该氧离子在固 体电解质层中移动并到达燃料极。到达燃料极的氧离子在燃料极与氢发生电化学反应，由 此放出电子，得到电力输出。 在这种发电机理中，要求固体电解质层具有氧离子导电性高和材料强度高等特 性。因此，固体电解质层通常使用添加有三氧化二钇（Y 203)的氧化锆（三氧化二钇稳定化 氧化错（YSZ))和添加有氧化钪（Sc20 3)的氧化错（氧化钪稳定化氧化错（ScSZ))之类的 氧化锆系氧化物等的烧结体。例如，专利文献1中对固体电解质层的材料提出了各种方案， 该固体电解质层的材料除了具有高氧离子导电性和高材料强度外，还能够实现稳定的结晶 相。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2000-340240号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 作为供给至SOFC的燃料极的燃料，不仅是氢，还可以使用通过对城市煤气（主要 成分：甲烷）进行重整而生成的包含氢和一氧化碳（C0)的燃料。在将城市煤气用于燃料时， 与仅将氢用作燃料时相比，已知SOFC的耐久性会降低，但本专利技术人进一步详细地进行了研 宄，结果发现，为了检测煤气泄漏而在城市煤气中以几ppm左右包含的作为加臭剂的含硫 化合物会与SOFC的固体电解质层或电极中含有的电解质成分发生反应，或者沉积?附着于 电解质表面，因此会使固体电解质层的氧离子导电性降低，或者使电极的活性降低，成为使 SOFC的耐久性降低的重要原因。 于是，本专利技术的目的在于提供一种SOFC用电解质片，其即使在暴露于含有硫成分 的气氛中时，也可以将氧离子电导率的经时变化抑制为较小。此外，本专利技术的目的还在于提 供一种即使在含有硫成分的燃料被供给至燃料极的情况下也可以将耐久性的降低抑制为 较小的电解质支撑型电池、SOFC用单电池和SOFC。 用于解决课题的方案 本专利技术的第1方式提供一种SOFC用电解质片，其包含电解质成分， 上述电解质成分由经氧化钪（Sc203)和二氧化铈（Ce0 2)稳定化且包含0. 003摩 尔％以上并小于0. 5摩尔％的稀土类氧化物的氧化锆系氧化物构成， 上述稀土类氧化物是选自除Sc和Ce外的稀土类元素中的至少任一种元素的氧化 物。 本专利技术的第2方式提供一种SOFC用电解质片，其包含电解质成分， 上述电解质成分由经氧化钪（Sc203)稳定化且包含0. 003摩尔％以上并小于0. 5 摩尔％的稀土类氧化物的氧化锆系氧化物构成， 上述稀土类氧化物是选自除Sc外的稀土类元素中的至少任一种元素的氧化物。 本专利技术的第3方式提供一种电解质支撑型电池，其具备燃料极、空气极、和配置于 上述燃料极与上述空气极之间的第1方式或第2方式的SOFC用电解质片。 本专利技术的第4方式提供一种SOFC用单电池，其具备燃料极、空气极、和配置于上述 燃料极与上述空气极之间的固体电解质层， 选自上述燃料极、上述空气极和上述固体电解质层中的至少任一者含有经氧化钪 (Sc20 3)和二氧化铈（Ce02)稳定化且包含0. 003摩尔％以上并小于0. 5摩尔％的稀土类氧 化物的氧化锆系氧化物作为电解质成分， 上述稀土类氧化物是选自除Sc和Ce外的稀土类元素中的至少任一种元素的氧化 物。 本专利技术的第5方式提供一种SOFC用单电池，其具备燃料极、空气极、和配置于上述 燃料极与上述空气极之间的固体电解质层， 选自上述燃料极、上述空气极和上述固体电解质层中的至少任一者含有经氧化钪 (Sc20 3)稳定化且包含0. 003摩尔％以上并小于0. 5摩尔％的稀土类氧化物的氧化锆系氧 化物作为电解质成分， 上述稀土类氧化物是选自除Sc外的稀土类元素中的至少任一种元素的氧化物。 本专利技术的第6方式提供一种S0FC，其具备第3方式的电解质支撑型电池、第4方式 的SOFC用单电池、或者第5方式的SOFC用单电池。 专利技术的效果 本专利技术的第1方式和第2方式的SOFC用电解质片即使在暴露于含有硫成分的气 氛中时，也可以将氧离子电导率的经时变化抑制为较小。另外，本专利技术的第3方式的电解质 支撑型电池由于具备这样的SOFC用电解质片，因而即使在含有硫成分的燃料被供给至燃 料极时，也可以将耐久性的降低抑制为较小。 本专利技术的第4方式和第5方式的SOFC用单电池即使在暴露于含有硫成分的气氛 中时也可以将固体电解质层的氧离子导电性的经时变化、或者电极活性的经时变化抑制为 较小，因而可以将耐久性的降低抑制为较小。 本专利技术的第6方式的SOFC由于具备第3方式的电解质支撑型电池、第4方式的 SOFC用单电池或第5方式的SOFC用单电池，因而即使在暴露于含有硫成分的气氛中时，也 可以将耐久性的降低抑制为较小。【附图说明】 图1是示出本专利技术的电解质支撑型电池的一个实施方式的截面图。 图2是示出本专利技术的SOFC用单电池的一个实施方式的截面图。 图3是说明氧离子电导率的测定方法的图。 图4是示出实施例中使用的单电池发电评价装置的示意图。【具体实施方式】 (实施方式1) 对本专利技术的SOFC用电解质片的实施方式进行具体说明。 本实施方式的电解质片包含电解质成分，该电解质成分由经氧化钪（Sc20 3)和二 氧化铈（Ce02)稳定化且包含0. 003摩尔％以上并小于0. 5摩尔％的稀土类氧化物（下文 中有时称为稀土类氧化物A)的氧化锆系氧化物（氧化钪二氧化铈稳定化氧化锆系氧化物） 构成，该稀土类氧化物A是选自除Sc和Ce外的稀土类元素中的至少任一种元素的氧化物； 或者， 由经氧化钪（Sc203)稳定化且包含0. 003摩尔％以上并小于0. 5摩尔％的稀土类 氧化物（下文中有时称为稀土类氧化物B)的氧化锆系氧化物（氧化钪稳定化氧化锆系氧 化物）构成，该稀土类氧化物B是选自除Sc外的稀土类元素中的至少任一种元素的氧化 物。 此处，"0. 003摩尔％以上并小于0. 5摩尔％的稀土类氧化物A"是指稀土类氧化 物A的总量为0. 003摩尔％以上且小于0. 5摩尔％。另外，"0. 003摩尔％以上并小于0. 5 摩尔％的稀土类氧化物B"是指稀土类氧化物B的总量为0. 003摩尔％以上且小于0. 5摩 尔％。下文中也相同。 换言之，本实施方式的电解质片的特征在于，其包含电解质成分，该电解质成分为 在经氧化钪（Sc 203)稳定化的氧化锆中添加了 0. 003摩尔％以上并小于0. 5摩尔％的微量 的稀土类氧化物的氧化锆系氧化物（氧化钪稳定化氧化锆系氧化物）；以及，在氧化钪稳定 化氧化锆系氧化物中作为稀土类氧化物添加的二氧化铈（Ce0 2)的含量为0.5摩尔％以上 的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体氧化物型燃料电池用电解质片，其包含电解质成分，所述电解质成分由经氧化钪Sc2O3和二氧化铈CeO2稳定化且包含0.003摩尔％以上并小于0.5摩尔％的稀土类氧化物的氧化锆系氧化物构成，所述稀土类氧化物是选自除Sc和Ce外的稀土类元素中的至少任一种元素的氧化物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦和男，西川洋平，相川规一，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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