スタック主要パーツ

SOFC/SOECインターコネクタ

SOFC/SOEC用に開発された高耐熱・高耐酸化フェライト系ステンレス

Crofer 22 APU/Crofer 22 H/ZMG232L/ZMG232G10の特長
  • 高温度のアノードガス及びカソードガス内において高耐食性を持つ
  • 低Cr蒸発
  • SOFCセルと同等の熱膨張係数
  • 動作温度における低い酸化増量と良好な酸化膜密着性
  • 低い接触抵抗
  • Crofer 22 HはCrofer 22 APUと同等の酸化被膜の高い電気導電性を持ちながら、高温におけるクリープ特性も優れております。
  • ZMG232G10はZMG232Lと同等の酸化被膜の高い電気導電性を持ちながら、高温におけるクリープ特性も優れております。
Crofer 22 APU/Crofer 22 H/ZMG232L/ZMG232G10の組成
C Cr Fe S Mn Si Ti Cu P Al La N W Nb Ni Zr
Crofer 22 APU MIN 20.0 Bal 0.30 0.03 0.04
MAX 0.03 24.0 0.020 0.80 0.50 0.20 0.50 0.050 0.50 0.20
Crofer 22 H MIN 20.0 Bal 0.10 0.02 0.04 1.0 0.20
MAX 0.030 24.0 0.006 0.80 0.60 0.20 0.50 0.050 0.10 0.20 0.04 3.0 1.00 0.50
ZMG232L Typical 0.02 22 Bal 0.5 0.1 0.1 0.07 0.25
ZMG232G10 Typical 240.02 24 Bal 0.3 0.1 0.1 0.07 2 0.25

技術資料：
その他の材料：
その他、SOFCインターコネクタ用フェライト系合金ほか、SUS430等ステンレス、インコネル等耐熱合金での部品の生産も受注いたします。　お気軽に相談ください。

SOFC/SOECインターコネクタ コーティング

Co-Niめっきコーティングの特徴

  • インターコネクタ用金属表面の酸化膜の抑制により表面接触抵抗の増加が低く抑えられます。
  • インターコネクタ金属に含まれるCr蒸発の抑制に非常に有効であり、SOFC/SOECセルのCr被毒による性能の低下が防止され、長時間の高性能化が実現できます。

下記グラフはSOFCインターコネクタのCoNiめっき処理の有無による、初期特性の違いを測定した結果です。
下記グラフは単セルスタックに同一定電流を流した場合の、単セル出力電圧の時間経過を示しております。　電圧の時間的な変化、性能ともコーティング処理をした単セルスタックの方が良好な特性を示しております。
このCoNiめっきは金属インターコネクタ以外の集電材等高電気伝導性を維持することが必要な材料にも適用可能です。　ご相談下さい。

Cr被毒によるSOFC ell特性への影響グラフ

SOFC/SOECのインターコネクタ用へのMCFパウダーの溶射によるコーティング：

SOFC/SOECのインターコネクタ用へのMCFパウダーの溶射によるコーティング

Co-Niめっきと同様に、SOFC動作温度で長期間の良好な導電性維持と金属インターコネクタからのCrの蒸発を抑制する方法として、MCFパウダーの溶射によるコーティング処理があります。
このコーティング処理にはヘガネス社製のMCF(MnxCoyFe3-x-yO4)パウダーを使用します。

マグネクス株式会社では、MCFのコーティング処理も受注しております。
上記の写真はヘガネス社製MCFパウダー(Amperit 865®/粒径:45-15μm)を使用し、標準的な溶射条件で溶射により成膜した時のSEM写真です。

MCFパウダーの詳細についてはSOFC/SOECパウダー＆ペーストをご確認ください。

SOFC/SOECセラミックスプリング

セラミックスプリングの特徴

セラミックスプリングは、スタックに一定の加圧をする場合に使用されます。
以下のような特徴を持ち、SOFC/SOEC動作温度でも室温と同様な加圧性能を持っております。

  • 1000℃まで、室温と同様な条件で使用可能（高耐熱性）。
  • 空気・水素など各種ガス雰囲気下で使用可能(高耐食性)。
  • 電気絶縁性が高い。
  • 繰り返し疲労過程におけるへたり(永久変形)が少ない。
  • セラミックスプリング使用例
項目 単位 MGS
020S 020L 025S 025L 030S 030L 050S 050L 060S
最大荷重 （kgf） 2.0 2.0 2.5 2.5 3.0 3.0 5.0 5.0 6.0
（N） 19.6 19.6 24.5 24.5 29.4 29.4 49 49 58.8
変位量 （mm） 4 8 2.5 3.1 3 4.3 3.8 5 4
ばね定数 （N/mm） 4.9 2.5 9.8 7.9 9.8 6.8 12.9 9.8 14.7
線径（d） （mm） 1.65 1.65 1.65 1.65 1.8 1.8 2.2 2.2 2.5
自由長（L） （mm） 14.3 26.5 20.7 25.4 24.0 33.3 27.4 34.7 30.1
コイル外径 （mm） 18.4 18.4 13.2 13.2 14.4 14.4 17.6 17.6 20.0
最大たわみ（F） （mm） 4.0 8.0 2.5 3.1 3.0 4.3 3.8 5.0 4.0
最少高さ（L-F） （mm） 10.3 18.5 18.2 22.3 21.0 29.0 23.6 29.7 26.1
項目 単位 MGS
060L 080S 080L 090S 090L 140S1 140L1 140S2 140L2
最大荷重 （kgf） 6.0 8.0 8.0 9.0 9.0 14.0 14.0 14.0 14.0
（N） 58.8 78.4 78.4 88.2 88.2 137.2 137.2 137.2 167.2
変位量 （mm） 6 4.7 7.3 4.5 6.9 5.6 8.2 5.6 8.2
ばね定数 （N/mm） 9.8 16.7 10.7 19.6 12.8 24.5 16.7 24.5 16.7
線径（d） （mm） 2.5 2.8 2.8 3.0 3.0 3.5 3.5 4.1 4.1
自由長（L） （mm） 43.4 33.4 49.7 32.9 48.4 39.8 56.2 26.5 34.4
コイル外径 （mm） 20.0 22.4 22.4 24.0 24.0 28.0 28.0 43.0 43.0
最大たわみ（F） （mm） 6.0 4.7 7.3 4.5 6.9 5.6 8.2 5.6 8.2
最少高さ（L-F） （mm） 37.4 28.7 42.4 28.4 41.5 34.2 48.0 20.9 26.2

SOFC/SOECパウダー&ペースト

SOFCパウダー

弊社はHöganäs（ヘガネス）及びKceracell社の日本代理店となっており、SOFC Cellカソード用、アノード用及び電解質用の高品質パウダーを用意しております。
更に比表面積により複数のグレードを用意しております。また、インターコネクタ保護膜用パウダーの供給可能であり、プラズマ溶射用のパウダーも用意しております。

SOFCパウダー
Höganäs（ヘガネス） Ampergy® SOFC 用パウダー
Name Composition BET (m2/g) Typical Properties and Applications
LSM20 La0.75Sr0.20MnO3 4.0～6.0
  • Screen Printing
  • For SOFC Cathode
LSM30 La0.65Sr0.30MnO3 1.5～3.5
  • Screen Printing
  • For SOFC Cathode
LSCF La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 7.5～10.0
  • Screen Printing
  • For SOFC Cathode
LSMC La0.8Sr0.2Co0.1Mn0.9O3 1.5～3.5
  • Screen Printing
  • Contact layer SOFC Cathode
LSC10 La0.9Sr0.1CoO3 4.0～6.0
  • Screen Printing
  • Contact layer SOFC Cathode
LSC40 La0.6Sr0.4CoO3 4.0～6.0
  • Screen Printing
  • Contact layer SOFC Cathode
LSC50 La0.5Sr0.5CoO3 4.0～6.0
  • Screen Printing
  • Contact layer SOFC Cathode
MCF Fe0.05Co0.95MnO4 2.0～4.0
  • Protective coating on Cr containing
    interconnectors
10GCO Gd0.1Ce0.9O2 6.0～9.0
  • Screen Printing
  • For SOFC Cathode and Anode
10GCO fine Grade Gd0.1Ce0.9O2 10.0～13.0
  • Screen Printing
  • For SOFC Cathode and Anode
20GCO Gd0.2Ce0.8O2 6.0～9.0
  • Screen Printing
  • For SOFC Cathode and Anode
20GCO fine Grade Gd0.2Ce0.8O2 10.0～13.0
  • Screen Printing
  • For SOFC Cathode and Anode
40GCO Gd0.4Ce0.6O2 10.0～13.0
  • Screen Printing
  • For SOFC Cathode and Anode
Kceracell SOFC Cathode Powder
Name Composition SSA m2/g
LSM-73-N (La0.7Sr0.3)0.95MnO3 10～15
LSM-73-F (La0.7Sr0.3)0.95MnO3 5～10
LSM-73-C (La0.7Sr0.3)0.95MnO3 1～5
LSM-82-N (La0.8Sr0.2)0.98MnO3 10～15
LSM-82-F (La0.8Sr0.2)0.98MnO3 5～10
LSM-82-C (La0.8Sr0.2)0.98MnO3 1～5
LSCF-6428-N (La0.6Sr0.4)0.97Co0.2Fe0.8O3 10～15
LSCF-6428-F (La0.6Sr0.4)0.97Co0.2Fe0.8O3 5～10
LSCF-6428-C (La0.6Sr0.4)0.97Co0.2Fe0.8O3 1～5
LSC-64 La0.6Sr0.4CoO3 5～10
LSF-82 La0.8Sr0.2FeO3 5～10
LNF-64 LaNi0.6Fe0.4O3 5～10
BSCF-5582 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3 5～10
SSC-55 Sm0.5Sr0.5CoO3 5～10
Kceracell SOFC Electrolyte Powder
Name Composition SSA m2/g
8YSZ (Y2O3)0.08(ZrO2)0.92 10～15
6Yb4ScSZ (Yb2O3)0.06(Sc2O3)0.04(ZrO2)0.9 10～15
GDC-10-N Gd0.1Co0.9O1.95 10～15
GDC-10-F Gd0.1Co0.9O1.95 5～10
GDC-20-N Gd0.2Co0.8O1.9 10～15
GDC-20-F Gd0.2Co0.8O1.9 5～10
SDC-20-N Sm0.2Co0.8O1.9 10～15
SDC-20-F Sm0.2Co0.8O1.9 5～10
LSGM-9182 La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85 3～6
LSGM-8282 La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O2.8 3～6

Sintered granule for air plasma spray coating

Name Composition PSD µm
APS-E All Electrolyte D50=20～40
Kceracell SOFC Anode Powder
Name Composition SSA m2/g
NiO-AFL NiO 8～10
NiO-AS-F NiO 5～7
NiO-AS-M NiO 3～5
NiO-AS-C NiO 1～３
NiO/YSZ-AFL NiO : 8YSZ=57 : 43 8～10
NiO/YSZ-AS NiO : 8YSZ=60 : 40 5～7

Sintered granule for air plasma spray coating

Name Composition PSD µm
APS-A All Anode D50=20～40
Kceracell SOFC Interconnect Powder
Name Composition SSA m2/g
MCF MnCo1.9Fe0.1O4 5～10
MC-11 Mn1.5Co1.5O4 5～10
LCC La0.7Ca0.3CrO3 5～10
LCCC La0.8Ca0.2Cr0.9Co0.1O3 5～10

Sintered granule for air plasma spray coating

Name Composition PSD µm
APS-IC All Interconnect D50=20～40

SOFCペースト

上記パウダーのペーストを作成いたします。お気軽にご相談ください。

SOFC/SOEC集電材

SOFC/SOEC発電セルと、インターコネクタ間の良好な電気的接触性を維持するための集電材を開発しております。　また耐酸化性向上のためのコーティング処理、形状加工も対応致します。

SOFC集電材

金属メッシュ

金属メッシュは下図のような、SOFCインターコネクタとSOFCセル電極の間に挿入され、それぞれの間の接触を確保するために使用されます。
材料・線径など各種取り揃えており、まためっき表面処理加工・その他加工にも対応しております。
材料はCrofer 22 APUのインターコネクタ用合金はじめ、純Ni、ステンレスなど各種揃えております。
SOFC性能向上にぜひお役立てください。形状加工いたします。

  • 材料：Crofer 22 APU、SUS430、Niなど
  • 仕様：線径・メッシュ数など各種
  • めっき加工：耐酸化保護膜としてCo-Niのめっき加工をした金属メッシュなど（貴金属のめっき加工も可能）
金属メッシュ製品一覧（一例）
材料 線径（mm） メッシュ数／インチ（横） メッシュ数／インチ（縦）
Crofer 22 APU Φ0.10 70 70
Crofer 22 APU Φ0.20 50 50
Ni Φ0.1～0.2 50～80 50～80
SUS430 Φ0.1～0.18 50～60 50～60
SUS316L Φ0.1～0.15 50～70 50～70
  • 金属メッシュ製品
  • 金属メッシュ製品

ポーラスメタル

ポーラスメタル（発泡金属）は通常の金属とは異なり、内部に気孔があり、かさ比重が小さく、加圧により容易に変形いたします。
そのため金属メッシュと同様に、 SOFC/SOECインターコネクタとSOFC/SOECセル電極の間に挿入され、接触度の向上により導電性を向上させ、接触抵抗問題を解決するために利用されます。
材料としては、純Ni、純銀、SUS430ポーラスメタルを、SOFC/SOECインターコネクタ用接触材料として準備しております。

ポーラスメタル材質別寸法表
材質 SUS430 Ni-1 Ag Ni-2
厚み
(mm)		 MAX 10 15 2（実測値） 14 ＊4
MIN 0.8 ＊1 ＊2 1.6 ＊1 ＊2 0.8 ＊1 ＊3 0.6 ＊4
寸法
(mm)		 MAX 250×200 500×500 250×150 400×500
MIN 10×10 10×10 10×10 10×10

＊1…気孔径の大きいメッシュ（1.00mm,1.27mm）では最小厚み5mm～となります。
＊2…厚み方向は、プレス成型にて最小0.3mmまで調整可能です。
＊3…厚み方向は、プレス成型にて0.5mm調整可能です。
＊4…1.4mm厚の製品をプレスにて圧延致します。　厚さは0.6/0.8/1.0/1.2/1.4mmです。

NiポーラスメタルSEM写真
NiポーラスメタルSEM写真

エキスパンドメタル

写真のような形状をしており、板厚0.2mm以下のCrofer 22 APU、Crofer 22 H及びNi等の材料で製作されます。
金属メッシュやポーラスメタルと同様に、SOFCインターコネクタとSOFCセル電極間に挿入され、集電材として利用されます。

  • エキスパンドメタル
  • エキスパンドメタル

SOFC/SOECシール材

電気絶縁性に優れたシール材

SOFCには、SOFCインターコネクタ及びSOFCセル間において、燃料または空気の混合を防止する目的、さらには電気的な絶縁を目的としてシール材が必要となります。
弊社では下記材料にてシール部品・絶縁部品のご提供をさせていただいております。
ご希望のサイズ、形状に加工いたします。お気軽にご相談ください。

シール材

半硬化マイカ（シール及び絶縁材）

マイカの特徴は高温加熱による膨れがなく、加熱後の強度低下は非常に小さいことです。
また耐水性にも優れ、高湿度下で極めて高い電気絶縁性を示します。
半硬化マイカは常温では接着剤が硬化しておらず、加圧により変形し、200℃～250℃で30分から1時間で硬化いたします。
0.15t、0.3ｔ、0.5t、1.0tの厚さの半硬化マイカを用意しております。
ご希望のサイズ、形状に加工いたします。

半硬化マイカ（シール及び絶縁材）

SOFC絶縁技術

セラミックフェルト（絶縁材）

高純度のアルミナと、シリカ原料を電気溶融して繊維化したセラミックファイバーです。
多少の弾力性を持ち、ガス透過性があり、高絶縁材としてご使用いただけます。
厚さは0.25/0.5/1/1.5/2/3mm を用意しております。
ご希望のサイズ、形状に加工いたします。

セラミックフェルト（絶縁材）
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